Toxizität von Nitrat

In Tierversuchen scheint Nitrat per se keine genotoxische Wirkung zu besitzen, da gefundene positive Effekte unter den jeweiligen Versuchsbedingungen auf die Umwandlung von Nitrat zu Nitrit bzw. N-Nitrosoverbindungen zurückgeführt werden können. Der gültige ADI (acceptable daily intake)-Wert beträgt 18 mg Nitrat pro kg Körpergewicht; d. h. ein Mensch mit 70 kg Körpergewicht dürfte 1.260 mg Nitrat pro Tag aufnehmen.

Bis heute liegen keine Erkenntnisse darüber vor, dass Nitrat auch in relativ hoher Konzentration auf den menschlichen Organismus krankmachend wirken könnte. Der Mensch nimmt täglich mit der Nahrung nicht unerhebliche Mengen an Nitrat auf; durchschnittlich 84,5 mg N0₃ pro Kopf und Tag (LEISTNER et al., 1983). Von dem aufgenommenen Nitrat entfallen etwa 61,7 Prozent auf Gemüse, 26,3 Prozent auf Trinkwasser, 4 Prozent auf Getreideprodukte, 3,9 Prozent auf Obst, 2,6 Prozent auf Fleischerzeugnisse, 0,8 Prozent auf Milch und Milchprodukte sowie 0,7 Prozent auf Frischfleisch. Damit spielen Fleisch und Fleischerzeugnisse mit einem Anteil von 3,3 Prozent eine untergeordnete Rolle. Lediglich in Rohschinken können bei der heutigen Pökeltechnologie etwas höhere Nitratmengen (> 100 ppm KN0₃) angetroffen werden. Der Verzehr dieser Rohpökelwaren ist jedoch begrenzt.

Toxizität von Nitrit

Von mineralischem Nitrit ist hingegen bekannt, dass es auf den menschlichen Organismus in höheren Konzentrationen krankmachend wirken kann (ADI-Wert 0,2 mg/kg Körpergewicht pro Tag). Unbedingt davon unterschieden werden muss das organische Nitrit, welches in Form von Nitrat aus lebendigen Verbindungen mit der Nahrung aufgenommen wird. Diese Form des Nitrits kann sogenannte freie Radikale binden und somit positiv auf die Gesundheit wirken. Das aus mineralischem Nitrat (NPS) gebildete Nitrit kann hingegen krankmachende Nitrosamine bilden. Durch eine Anlagerung des Stickoxids an das Hämoglobin (roter Blutfarbstoff und Sauerstoffüberträger) wird ähnlich wie bei der Kohlenmonoxidvergiftung die Sauerstoffversorgung im Körper eingeschränkt. In Tierversuchen wirkt Nitrit geno-foetotoxisch, nicht jedoch kanzerogen.

Aus der Zeit um 1920 sind Todesfälle durch hohe Konzentration von Nitrit in Pökelfleischerzeugnissen bekannt geworden, zu einer Zeit, als Nitrit noch illegal verwendet, falsch dosiert oder aus Versehen mit Kochsalz verwechselt wurde. Dadurch konnten die hundert- oder tausendfach höheren Mengen an Nitrit in die Fleischerzeugnisse gelangen als sie heute bei der Pökelung Verwendung finden. Aufgrund dieser Unfälle wurde Nitrit zum Pökeln von Fleisch und Fleischerzeugnissen verboten. Eingehende Arbeiten im Reichsgesundheitsamt in Berlin führten dann zum Erlass des "Nitritgesetzes" (Gesetz über die Verwendung salpetrigsaurer Salze im Lebensmittelverkehr vom 19.6.1934 (RGBL. I, S. 513)). Damals wurde das Nitritpökelsalz erfunden und zugelassen; eine gleichmäßige Mischung von 99,4 - 99,5 Prozent Kochsalz und 0,5 - 0,6 Prozent Natriumnitrit, und gleichzeitig die Verwendung von unvermischtem Nitrit verboten. Eine Überdosierung der Mischung wird durch den Kochsalzgeschmack erkennbar. Dieses "Mischsalz-Konzept" hat sich über Jahrzehnte bestens bewährt und ist von anderen Staaten übernommen worden.

Toxikologische Überlegungen zum Nitriteinsatz

(nach FÜLLGRAFF, Lebensmitteltoxikologie; Ulmer, 1989; LÜCKE, unveröffentlichte Berechnungen auf der Basis eher pessimistischer Schätzungen)

Duldbare Tagesdosis (ADI-Wert):

• 0,2 mg/kg Körpergewicht und Tag,

bei Erwachsenen entsprechend:

• 14 mg/Tag bei 70 kg Kgw.

Nitrit mit Lebensmitteln verzehrt:

• ca. 1,7 mg/Tag

davon Anteil aus Fleischerzeugnissen:

• ca. 0,8 mg/Tag

Nitrit aus Nitrat in Mundhöhle gebildet:

• ca. 4 mg/Tag

davon Anteil aus Fleischerzeugnissen:

• ca. 0,1 mg/Tag

Nitritzufuhr zum Magen insgesamt:

• ca. 5,7 mg/Tag = ca. 40 % des ADI-Werts für Erwachsene

davon Anteil aus Fleischerzeugnissen:

• ca. 1,8 mg/Tag = ca. 16 % der Gesamtbelastung

Zum Vergleich: ADI-Wert für Sulfit (SO2)

• 0,7 mg/kg Körpergewicht und Tag,
• entsprechend 49 mg/Tag bei 70 kg Kgw.

Zufuhr von Sulfit (SO2) über Lebensmittel

• ca. 20 mg/Tag (bei hohem Weinkonsum mehr) = ca.40 % des ADI-Werts

Nitrosamine

Nitrosamine entstehen aus Aminen oder Amiden, Abbauprodukten von Eiweiß, und Nitrit in gepökelten Fleischerzeugnissen. Die meisten dieser "Nitrosoverbindungen" sind stark kanzerogen. Die wichtigsten flüchtigen Nitrosamine, die in Fleischerzeugnissen enthalten sein können, sind N-Nitrosodimethylamin (NDMA), N-Nitrosopiperidin (NPIP) und N-Nitrosopyrrolidin (NPYR). Die Belastung des durchschnittlichen Erwachsenen mit NDMA liegt bei etwa 0,2 Mikrogramm /Tag. In gepökelten Fleischerzeugnissen finden sich weniger als 1 Mikrogramm / kg an flüchtigen Nitrosaminen (KÜHNE, 1995). In mit Nitritpökelsalz hergestellter Brüh- und Kochwurst ist der Gehalt an Nitrosoverbindungen sehr gering, die Konzentrationen liegen meist im Bereich der Nachweisgrenze von 0,3 - 0,5 Mikrogramm/kg. Dagegen waren in Rohwürsten und Rohschinken regelmäßig N-Nitrosamine zu finden (NDMA (0) 0,5 - 5,0 Mikrogramm/kg, NPIP (0) = 0,5 - > 5 Mikrogramm/kg). NPYR wurde in keinem Fall nachgewiesen. Weiterhin ist bekannt, dass das starke Erhitzen von gepökeltem Fleisch und Fleischerzeugnissen die Nitrosaminbildung initiiert. Das Temperaturoptimum der Nitrosoaminbildung liegt bei 170 - 185 Grad Celsius. Das passiert vor allem beim Backen, Braten, Grillen und Frittieren, wenn das produkteigene Wasser verdampft ist und die Temperatur in den vorgenannten Bereich ansteigen kann. Der Nitrosoamingehalt steigt mit der angewandten Nitrit- und Nitratmenge.

Eine neue Situation für die Beurteilung der Pökelstoffe trat in den 70er Jahren ein, als Untersuchungen aus den USA bekannt wurden, bei denen Nitrosamine in gepökelten Fleischerzeugnissen nachgewiesen wurden. Nitrosamine entstehen aus Aminen oder Amiden, Abbauprodukten von Eiweiß, und Nitrit. Die meisten dieser 'Nitrosoverbindungen' sind stark kanzerogen. So wurden auch in Deutschland intensive Untersuchungen über die Belastung der Lebensmittel mit Nitrosaminen durchgeführt. Spiegelhalder et al. (1980) veröffentlichten die Ergebnisse von 2.826 Lebensmittelproben, die auf die "flüchtigen Nitrosamine" N-Nitrosodimethylamin (NDMA), N-Nitrosopiperidin (NPIP) und N-Nitrosopyrrolidin (NPYR) untersucht worden waren. Daraus errechneten die Autoren eine durchschnittliche Aufnahme der Bevölkerung von 1,1 Mikrogramm NDMA und 0,1-0,15 Mikrogramm NPYR pro Kopf und Tag über die Nahrung. 64 Prozent dieser Nitrosamine wurden damals über Bier, 10 Prozent über Fleisch und Fleischerzeugnisse, 1 Prozent über Käse und 25 Prozent über andere Lebensmittel aufgenommen. Die Autoren machten eine Stufenkontrolle bei der Bierherstellung und unterbreiteten danach Vorschläge für eine veränderte Malztrocknung, um den Gehalt an Nitrosaminen im Bier drastisch zu senken, was auch gelang. Die Verteilung der NDMA- und NPYR-Konzentrationen, die bei dieser Untersuchung in Fleisch und Fleischerzeugnissen gefunden wurden sind in Tabelle 1 (Link Tab. 1) dargestellt. Leider ist der Studie nicht zu entnehmen, bei welchen Fleischwaren oder Produktgruppen höhere Werte gefunden wurden.

HAUSER und HEIZ (1980) veröffentlichten Analysenergebnisse von 150 gepökelten Fleischerzeugnissen aus dem Handel in der Schweiz. Dabei wurden in 17 gegrillten und gebratenen Produkten wie Cervelas, Schüblinge, Fleischkäse und gekochtem Schinken NPYR in Konzentrationen von 1-3 ppb nachgewiesen. NPYR konnte in 5,8 Prozent der erhitzten Produkte festgestellt werden. In weniger intensiv erhitzten bzw. unerhitzten Fleischwaren waren keine Nitrosamine (NDMA, N-Nitrosodiethylamin (NDEA), NPIP, NPYR) nachweisbar. Anzumerken bleibt, dass bei der Untersuchung von HAUSER und HEIZ im Untersuchungszeitraum 1974-76 die Nachweisgrenze bei 5 ppb lag und erst 1977 auf 1 ppb verbessert werden konnte. MIRNA et al. (1979) untersuchten den Einfluss verschiedener Herstellungsverfahren und Zusätze auf den Nitrosamingehalt in gepökelten Fleischerzeugnissen. Die in den untersuchten Wurstproben gefundenen Mengen an Nitrosaminen lagen zum größten Teil an der Bestimmungsgrenze (0,5 ppb). Aus diesem Grund war ein Einfluss verschiedener Herstellungsweisen und Zusätze auf die Nitrosaminbildung nicht zuverlässig ablesbar. Mit vermehrtem Anteil an Bindegewebe ist die Tendenz zu erhöhten NPYR-Werten zu beobachten; ein Effekt der beim starken Erhitzen (Grillen, Backen, Braten) von bindegewebsreichen Produkten verstärkt wird. In der Mehrzahl der Brüh- und Rohwürste war NDMA von < 0,5 bis maximal 2,3 ppb nachweisbar und bei zwei Rohwurstversuchen auch von 0,4 bis 6,1 ppb NPYR. Im Durchschnitt wiesen Rohwürste einen etwas höheren Gehalt an Nitrosaminen auf als Brühwürste. Bei Zusatz von Natriumascorbat wird der Gehalt an Restnitrit verringert, der an Restnitrat jedoch erhöht. In ähnlicher Weise wie Ascorbat wirkte auch Hämoglobin. Durch Natriumascorbat ist eine Abnahme der Nitrosaminbildung zu erwarten. Glucono-deltaLakton (GDL) hatte keinen Einfluss auf die Nitrosaminbildung. Auch in Brühwurst ohne Zusatz von NPS waren Spurengehalte an Nitrosaminen um 0,5 ppb zu finden.

KÜHNE und MIRNA (1981) untersuchten 12 Rohschinken, 14 Rohwürste, 8 Brühwürste und 5 Blutwürste auf die Nitrosamine NDMA, NDEA, NPIP, NPYP. Die Proben enthielten in der Mehrzahl NDMA; höhere Werte bis zu 12 ppb waren in Rohschinken (Mittelwert 7,6 ppb) zu beobachten. Die Mittelwerte der anderen Produkte zeigten von Rohwurst (Mittelwert 2 ppb) über Brühwurst (Mittelwert 0,8 ppb) eine abnehmende Tendenz. In Blutwurst waren keine Nitrosamine nachweisbar. NDEA konnte in den untersuchten Fleischwaren nicht mit Sicherheit nachgewiesen werden. NPIP wurde vereinzelt in Spuren (0,2 bis 0,5 ppb) festgestellt. In einigen untersuchten Rohschinkenproben konnte NYPR bis 0,7 ppb nachgewiesen werden. Gegenwärtig ist nicht zu sagen, ob die bei den zitierten Untersuchungen nachgewiesenen Mengen an Nitrosaminen Bedeutung für ein Krebsgeschehen beim Menschen haben können. Ob hier je ein schlüssiger Beweis angetreten werden kann, muss bezweifelt werden. Aber auch unterschwellige Dosen von kanzerogenen oder toxischen Stoffen tragen zur Gesamtbelastung des Organismus im Sinne von additiven und potenzierenden Wirkungen bei.