Gehalt an Trans-Fettsäuren und Sterolen in deutschen Margarineprodukten

INHALTSVERZEICHNIS

AbkürzungsverzeichnisIII

1 Einleitung und Zielstellung
1.1 Motivation
1.2 Zielstellung

2 Kenntnisstand
2.1 Trans -Fettsäuren
2.1.1 Chemie und Nomenklatur
2.1.2 Bildung und Vorkommen
2.1.3 Aufnahme..
2.1.4 Physiologische und pathophysiologische Bedeutung
2.1.4.1 Kardiovaskuläre Erkrankungen
2.1.4.2 Diabetes
2.1.4.3 Allergien und Asthma
2.1.4.4 Krebs
2.2 Phytosterole
2.2.1 Chemie und Nomenklatur
2.2.2 Bildung und Vorkommen
2.2.3 Aufnahme
2.2.4 Physiologische und pathophysiologische Bedeutung
2.2.4.1 Steroidhormonbildung
2.2.4.2 Cholesterinsenkende Wirkung
2.2.4.3 Absorption lipidlöslicher Vitamine
2.2.4.4 Sitosterolämie
2.2.4.5 Krebs

3 Material und Methoden
3.1 Margarineprodukte
3.2 Untersuchungsmethoden
3.2.1 Fettsäurebestimmung..
3.2.1.1 Gesamtfettbestimmung nach Soxhlet
3.2.1.2 Fettsäurenderivatisierung
3.2.1.3 Gaschromatographie
3.2.2 Phytosterolbestimmung
3.2.2.1 Sterolextraktion
3.2.2.2 Gaschromatographie

4 Ergebnisse
4.1 Gesamtfettbestimmung
4.2 Gehalt an trans -Fettsäuren
4.2.1 Allgemeiner Überblick
4.2.2 Trans -18:1-Gehalt in den untersuchten Margarinen in
Abhängigkeit von Produktart, Fetthärtung und Vertriebsform
4.2.3 Trans -18:1-Verteilung
4.3 Sterolgehalte

5 Diskussion
5.1 Trans -Fettsäuren
5.1.1 Vergleich deutscher und ausländischer Margarineprodukte
5.1.2 Vergleich zwischen Einzelhandel und Großhandel
5.1.3 Vergleich mit trans -Fettsäuren aus Wiederkäuerprodukten
5.1.4 Ernährungsphysiologische Relevanz
5.2 Phytosterole - Ernährungsphysiologische Relevanz nicht angereicherter Margarineprodukte

6 Schlussfolgerung

7 Zusammenfassung

Summary

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Anlagen

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung und Zielstellung

1.1 Motivation

Eine gesunde Ernährung spielt in der heutigen Zeit eine immer wichtigere Rolle. Die Gesellschaft erlebt in den letzten Jahren eine stetig stärker werdende Besinnung auf die bewusste Auswahl von Lebensmitteln anhand derer Qualität und Zusammensetzung. Insbesondere die gesundheitlichen Aspekte sind neben dem Preis eine nicht zu unterschätzende Einflussgröße für die Kaufentscheidung der Verbraucher. Dieser Umstand manifestiert sich unter anderem in dem sprunghaft gestiegenen Absatz von Bio-Produkten, welche vermeintlich ein Garant für Gesundheit sind. Ob ein Lebensmittel jedoch als gesund oder eher ungesund eingestuft wird, hängt rein wissenschaftlich betrachtet einzig und allein von den jeweiligen Inhaltsstoffen und deren Wirkung auf den menschlichen Organismus ab. Dies gilt natürlich auch für industriell hergestellte Nahrungsmittel, wie beispielsweise Margarinen. Auf dem deutschen Markt existiert eine große Vielfalt an Margarineprodukten, welche im Haushalt und in der Lebensmittelindustrie häufig eingesetzt werden. Die bei der Herstellung solcher Margarineprodukte eingesetzten Pflanzen- und Fischöle können trans -Fettsäuren (trans fatty acids; TFA) enthalten. Fischöle werden nur noch selten eingesetzt, besitzen allerdings aufgrund der Hydrierung zur Entfernung unerwünschter Geruchs- und Geschmacksstoffe höhere TFA-Gehalte. Pflanzenöle weisen außerdem unterschiedlich starke Konzentrationen an Phytosterolen (PS) auf. Im Gegensatz zu den PS haben TFA nachweislich negative Auswirkungen auf den menschlichen Körper. Diese Eigenschaft wurde bereits in einer Vielzahl von wissenschaftlichen Studien belegt. Deshalb ist es wichtig, einen Überblick über den Gehalt an TFA in Margarineprodukten zu schaffen. PS hingegen haben einen überwiegend positiven Einfluss auf die menschliche Gesundheit. Besonders für Menschen mit erhöhtem Cholesterinspiegel sind PS von Bedeutung. Aus diesem Grund werden PS in einigen Lebensmitteln zugesetzt, unter anderem auch in Margarine. Bei einer bestimmten Aufnahmemenge wurden bereits positive Wirkungen auf den Cholesterinspiegel nachgewiesen.

Allerdings sollte die Aufnahme nicht zu hoch sein, da sich PS auch negativ auf den Körper auswirken können. Wie viel PS natürlicherweise in Margarinen und Pflanzenfetten vorkommen und ob diese Mengen für einen cholesterinsenkenden Effekt ausreichen, ist kaum bekannt.

1.2 Zielstellung

Das Hauptanliegen dieser Arbeit war es, den TFA-Gehalt in verschiedenen deutschen Margarineprodukten zu bestimmen und zu sehen, wie dieser im internationalen Vergleich ausfällt. Aus den Konzentrationen konnten zusätzlich Unterschiede zwischen den einzelnen Vertriebsformen herausgestellt und infolge dessen möglicherweise Aussagen über die Qualität der Produkte getroffen werden. Ein weiteres Ziel war es, aus den Ergebnissen Schlussfolgerungen auf die ernährungsphysiologische Bedeutung des Margarinekonsums zu ziehen. Unter diesem Gesichtspunkt sollte ebenfalls der PS-Gehalt in den Margarinen beleuchtet werden. Da positive Wirkungen von PS bekannt sind, war es wichtig zu ermitteln, welchen Anteil Margarinen ohne PS-Zusatz zur täglichen Aufnahme beitragen und ob die somit erzielten Mengen ernährungsphysiologisch relevant sind.

2 Kenntnisstand

2.1 Trans -Fettsäuren

2.1.1 Chemie und Nomenklatur

Fettsäuren bestehen aus einer Kohlenwasserstoffkette mit jeweils einer endständigen Methyl- und Carboxylgruppe. Sie können in der Natur sowohl in gesättigter als auch ungesättigter Form vorkommen. Gesättigte Fettsäuren besitzen keine Doppelbindung im Molekül, während bei ungesättigten Fettsäuren eine oder mehrere Doppelbindungen vorhanden sind. TFA sind ungesättigte Fettsäuren mit einer oder mehrerer Doppelbindungen in trans - (t) Konfiguration. Im Gegensatz zur cis - (c) Konfiguration liegen die Wasserstoffatome an der Doppelbindung nicht nebeneinander sondern gegenüber (Abb. 1). Dadurch ergeben sich eine gestreckte Molekülform und veränderte biologische und chemisch-physikalische Eigenschaften. TFA zeichnen sich unter anderem durch einen höheren Schmelzpunkt aus, da die Moleküle aufgrund ihrer Struktur und größerer van-der-Waals Kräfte dichter gepackt sind. Somit ist ein höherer Energieaufwand notwendig um sie aus ihrem Kristallgitter herauszulösen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

c 9 18:1 (Ölsäure) t 9 18:1 (Elaidinsäure)

Abbildung 1: cis - und trans -Konfiguration der Octadecensäure im Vergleich am Beispiel von Ölsäure und Elaidinsäure

2.1.2 Bildung und Vorkommen

Die Bildung von TFA erfolgt im Pansen von Wiederkäuern (z. B. Rind, Ziege, Hirsch), bei der industriellen Hydrierung von Pflanzen- und Fischölen sowie beim starken Erhitzen von Fetten und Ölen während des Brat- und Frittierprozesses.

Im Pansen werden mehrfach ungesättigte Fettsäuren (polyunsaturated fatty acids; PUFA) durch Mikroorganismen hydriert. Bei Rindern findet man TFA in den Körper- und Milchlipiden. Folglich kommen TFA auch in Butter und anderen Milchprodukten vor. Ferner weisen auch einige Pflanzen geringfügige Mengen an TFA in Samen und Blättern auf (Sommerfeld 1983). Die wichtigste Quelle für TFA sind partiell hydrierte Fette. In der industriellen Verarbeitung werden Fisch- und Pflanzenöle zum Teil hydriert um bestimmte Eigenschaften wie Schmelzpunkt und Konsistenz zu modifizieren. Dabei werden cis -Doppelbindungen in trans -Doppelbindungen umgelagert. Durch die Schmelzpunkterhöhung wird die thermische und die oxidative Stabilität und somit die Lagerstabilität der gehärteten Fette und Öle verbessert. Fette mit leichter Oxidierbarkeit werden schnell ranzig und sind somit für die Lebensmittelproduktion ungeeignet. Ein weiterer wichtiger Grund für die Hydrierung von Fischölen ist die Verbesserung der sensorischen Qualität durch Entfernung des unangenehmen Geruches und Geschmacks.

2.1.3 Aufnahme

Aufnahmequellen für TFA sind Produkte mit hydrierten Fetten sowie Produkte, die während des Garprozesses mit hydrierten Fetten in Berührung kommen. Beispiele dafür sind frittierte Produkte, Margarinen, Fast Food, Snacks und Kekse. Wichtige tierische Aufnahmequellen von TFA sind Fleisch- und Milchprodukte von Wiederkäuern, wie z. B. Wurst, Käse, Joghurt und Butter. Die durchschnittliche Aufnahme von TFA beträgt in Deutschland 2,4 g/d bei Männern und 1,9 g/d bei Frauen (Tab. 1). Im Vergleich zu anderen europäischen Ländern liegt Deutschland im mittleren Bereich. Hohe TFA-Aufnahmen zeigen sich in Island, in Belgien und in den Niederlanden. Dagegen ist die Aufnahme von TFA in Griechenland gering (Hulshof et al. 1999).

Tabelle 1: Tägliche TFA-Aufnahme in Deutschland im Vergleich zu anderen europäischen Ländern (Hulshof et al.)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.1.4 Physiologische und pathophysiologische Bedeutung

2.1.4.1 Kardiovaskuläre Erkrankungen

TFA führen nachweislich zu einer Erhöhung des LDL-Cholesterols und zu einer Senkung des HDL-Cholesterols im Blut (Judd et al. 1994). Diese Veränderungen in den Lipoproteinen stellen einen Risikofaktor für koronare Herzkrankheiten (KHK) dar. TFA fördern die Bildung arteriosklerotischer Plaques in den Blutgefäßen. De Roos et al. (2001) fanden bei einer Studie heraus, dass TFA die Weitstellung von Gefäßen negativ beeinflussen können. Außerdem gelten TFA der Linolsäure als zusätzlicher Risikofaktor für Herzstillstand (Lemaitre et al. 2002).

2.1.4.2 Diabetes

In einer Follow-up-Studie von Salmerón et al. (2001) wurde der Zusammenhang zwischen der Fettaufnahme und dem Risiko für Diabetes Typ 2 bei Frauen untersucht.

Dabei wurde festgestellt, dass TFA grundsätzlich das Risiko erhöhen können. Allerdings beruht dieser Effekt nicht auf einer Änderung der Insulinsensibilität (Louheranta et al. 1999, Lovejoy et al. 2002). Bei zwei weiteren Studien von Meyer et al. (2001) und van Dam et al. (2002) zeigten TFA keine Auswirkungen auf das Diabetesrisiko. Die Unterschiede in den Ergebnissen sind höchstwahrscheinlich auf unterschiedliche Aufnahmemengen der TFA zurück zu führen.

2.1.4.3 Allergien und Asthma

Die Krankheitshäufigkeit von Asthma, Allergien und atopischen Ekzemen (Neurodermitis) bei Kindern ist positiv mit der Aufnahme von TFA assoziiert (Weiland et al. 1999). Laut Nagel & Linseisen (2005) kann ein vermehrter Margarinekonsum das Asthmarisiko auch bei Erwachsenen erhöhen. Da Entzündungsmediatoren wie Prostaglandine und Leukotriene bei diesen Erkrankungen eine Rolle spielen, untersuchten Precht & Molkentin (1995) den Einfluss von TFA auf die Bildung dieser Entzündungsmediatoren. TFA aus gehärteten Fetten zeigten hierbei einen stärkeren Effekt als TFA aus Wiederkäuerfetten.

2.1.4.4 Krebs

Ein möglicher Zusammenhang zwischen TFA und Krebs ist noch nicht umfassend untersucht worden. Bisher wurden Studien durchgeführt, bei denen eine positive Assoziation zwischen TFA und Brustkrebs festgestellt wurde (Bakker et al. & Kohlmeier et al. 1997). Allerdings führt eine geringere Fettaufnahme nicht zu einer Senkung des Brustkrebsrisikos (Holmes et al. 1999). Slattery et al. (2001) fanden heraus, dass TFA bei Frauen das Risiko für Kolonkrebs erhöhen können. Keine Risikoerhöhungen wurden bei McKelvey et al. (1999) und Hayakawa et al. (2000) festgestellt. Diese gegensätzlichen Ergebnisse machen weitere Studien erforderlich.

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