Trans-Fettsäuren – Ernährungstherapeutische Aspekte

Die Debatte über ein gesundheitliches Risiko von Trans-Fettsäuren (TFA) begann bereits 1993 durch den amerikanischen Forscher Walter Willet, der erstmals einen negativen Einfluss dieser Substanzen auf das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen beschrieb. Von den Medien schnell aufgegriffen und angetrieben, wurden mögliche gesundheitsschädliche Effekte in den folgenden Jahren intensiv untersucht. Die Folge: In zahlreichen Ländern wie in Dänemark, in Österreich, in der Schweiz oder in den USA gibt es gesetzliche Regulierungen zum Gehalt an Trans-Fettsäuren in Lebensmitteln. Auch in Deutschland flammt die Diskussion regelmäßig auf. Doch was ist dran am schädlichen Potenzial? Und – sind alle Trans-Fettsäuren gleich schlecht? Wir haben die Antworten für Sie recherchiert.

Aufgaben, Funktionen und Effekte

Emulgation

Trans-Fettsäuren unterliegen im Stoffwechsel den gleichen Reaktionen wie alle mit der Nahrung aufgenommenen Fettsäuren. Bevor es zur Aufnahme durch die Darmwand kommt, werden die meisten Fette mithilfe der Gallensalze und durch Einwirkung von Fett-spaltenden Enzymen in ihre Bestandteile zerlegt und aufgenommen. Von hier aus unterliegen die Fettsäuren komplexen Reaktionen und Abläufen, bevor diese endgültig abgebaut oder gespeichert werden.

Ein Unterschied im Stoffwechsel zwischen „normalen“ und Trans-Fettsäuren besteht lediglich in der Geschwindigkeit der Verstoffwechselung. Diese benötigen nicht so viele Zwischenschritte und werden schneller verstoffwechselt. Der Körper kann die Fette als solche also nicht unterscheiden und schleust diese wie andere Fettsäuren auch in verschiedene Stoffwechselprozesse ein.

Zellen und Zellgesundheit

Werden Trans-Fettsäuren in die Zellwände eingebaut, kommt es zu veränderten Enzymreaktionen und Änderungen in der Zellstruktur, was deren Funktion empfindlich stören kann. Auch kommt es durch den „bevorzugten“ Einbau der Trans-Fettsäuren zu einer Art Unterversorgung mit natürlichen, ungesättigten Fettsäuren. Dadurch verliert die Zelle ihre Flexibilität und Elastizität, was wiederum Bau und Funktion unserer Gefäße negativ beeinflussen kann. Gleichzeitig werden durch diese Veränderungen vermehrt entzündungsfördernde Substanzen gebildet.

Im Blut steigen die Werte für LDL-Cholesterin, Nüchtern-Triglyzeride und Lipoprotein A an, der für HDL-Cholesterin sinkt ab. Das LDL-Cholesterin wird zunehmend kleiner und gepackter – es entstehen die sogenannten small dense-LDL. All die genannten Auswirkungen sind bedeutende Risikofaktoren für die Entstehung von arteriosklerotischen Gefäßveränderungen, die in Herzinfarkten und Schlaganfällen ihr böses Ende finden können.

Präventive und therapeutische Relevanz

Allgemeines

Die EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) kommt vorerst zu dem Schluss, dass das Risikopotenzial von Trans-Fettsäuren für Bluthochdruck, Insulinresistenz, Krebserkrankungen und allergische Reaktionen durch wissenschaftliche Untersuchungen nicht ausreichend belegt ist. Die Einlagerung von Trans-Fettsäuren in die Zellmembranen wird grundsätzlich als potenzielles Gesundheitsrisiko angesehen.

In epidemiologischen Studien ist eine hohe Aufnahme von Transfetten – insbesondere über industriell gehärtete Fette – mit einem deutlich erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und besonders für Myokardinfarkte verbunden (Literatur in [Gan 2012]). Inwiefern diese Beobachtung mit einem möglichen Einfluss der veränderten Fettsäuren auf die Arteriosklerose-Entstehung im Zusammenhang steht, ist schwer abzuschätzen. In einigen älteren Tierexperimenten konnte kein Effekt auf das arteriosklerotische Geschehen nachgewiesen werden, während in neueren Versuchen mit gentechnisch veränderten Tieren Transfette zur Plaquebildung beitrugen [Gan 2012].

Andere Studien legen die Vermutung nahe, dass Transfettsäuren industrieller Herkunft die Arteriosklerose begünstigen, während natürliche Transfette aus Milchprodukten die Plaquebildung hemmen [Bas 2010].

Trans-Fettsäuren können entzündliche Prozesse fördern.

Trans-Fettsäuren tragen zu Fettstoffwechselstörungen bei und sind mit einer schnelleren Gehirnalterung und verschlechterten kognitiven Leistung verbunden [Mor 2003b]; [Bow 2012].

Der Einbau der Fettsäuren in die Zellmembranen beeinträchtigt deren Fluidität und die Signalweiterleitung über verschiedene membranständige Rezeptoren. Durch die veränderte Signalwirkung in der Zelle werden die davon abhängigen Stoffwechselprozesse negativ beeinflusst und Entzündungsreaktionen gefördert. Gerade in den Nervenzellen können solche Veränderungen die Funktion und Reizweiterleitung empfindlich stören.

Industriell entstandene Trans-Fettsäuren wirken sich negativ auf den Cholesterinspiegel aus und verschlechtern wahrscheinlich die Insulinempfindlichkeit. Industriell gehärtete Fette sollten möglichst vermieden werden.

Die Wirkungsintensität als auch die Wirkmechanismen natürlich gebildeter Trans-Fettsäuren (z. B. CLA) auf Diabetes mellitus hingegen sind noch unklar. Die Ergebnisse aus Tierversuchen sind uneinheitlich. So ergaben Versuche an prädiabetischen Ratten mit CLA-Fütterung eine Normalisierung der gestörten Glukosetoleranz sowie eine Linderung der Hyperinsulinämie [Hou 1998]. Weitere Analysen bestätigten dies nicht oder wiesen Effekte in Abhängigkeit der Isomere nach [Ryd 2001]. Im Widerspruch dazu stehen Beobachtungen, die nach der Gabe von CLA Hyperinsulinämien zeigten [Tsu 2000].

Indikation: alle Formen mit erhöhtem kardiovaskulärem Risiko

Trans-Fettsäuren wirken sich negativ auf die Blutfettwerte aus. Diese erhöhen sowohl den Triglyzerid- wie auch den LDL-Cholesterinspiegel und senken gleichzeitig den HDL-Cholesteringehalt im Blut [Zal 2006].

Ein hoher Konsum transfettsäurereicher Lebensmittel schien ebenfalls die Gallensteinbildung zu fördern. Interessanterweise war dieser Effekt besonders in Zusammenhang mit Elaidinsäure (trans-Ölsäure) zu beobachten, einer Transfettsäure, die häufig in gehärteten Pflanzenfetten zu finden ist. Transfettsäuren, die natürlicherweise in Milch und Milchprodukten enthalten sind, wie die konjugierte Linolsäure und trans-Palmitoleinsäure hatten kaum bis keine erkennbare Auswirkung auf das Risiko [Tsa 2005b].

Vorkommen und Zufuhrempfehlungen

Vorkommen

Natürliche Vertreter: Natürliche Trans-Fettsäuren sind in Milch und Fleisch von Wiederkäuern zu finden. Die Gehalte schwanken in Abhängigkeit von Fütterung, Haltungsbedingungen und Tierart zwischen 2 und 9 %. Hauptvertreter ist bei allen Produkten die trans-Vaccensäure.

Künstliche Vertreter: Industriell produzierte Trans-Fettsäuren finden sich überwiegend in Backwaren, einigen Margarinen und Fertigprodukten. Der Anteil kann in teilgehärteten Fetten bis zu 30 % betragen. Am häufigsten findet sich hier die Elaidinsäure. Dabei können die Werte allerdings von Produkt zu Produkt stark schwanken. Umso höher die Produktionstemperatur ist, umso höher ist meist auch der Gehalt an Trans-Fettsäuren im Endprodukt. Gleiches gilt für eine steigende Produktionsdauer. Aber: Durch gezielte Maßnahmen der Hersteller hat sich in den letzten Jahren der Gehalt an Trans-Fettsäuren in den Industriemargarinen deutlich verringert. Besonders hoch sind die Gehalte in frittierten Lebensmitteln. Gerade hier scheinen die Unternehmen teilgehärtete Fette zu verwenden, um die Stabilität gegenüber Sauerstoff im tiefgekühlten Produkt (wie Pommes) zu erhöhen.

Trend: Insgesamt aber kommt die Deutsche Gesellschaft für Ernährung zu dem Schluss, dass „verschiedene Untersuchungen zeigen, dass der Gehalt von TFA in Lebensmitteln auf dem deutschen Markt rückläufig ist und so zunehmend an Bedeutung verliert.“

Zufuhrempfehlungen

Die Aufnahme an Trans-Fettsäuren sollte bei 1 bis maximal 2 % der gesamten täglichen Energiezufuhr liegen. Dies entspricht bei einem Energieverbrauch von 2.400 kcal/ Tag etwa 2,6 g Trans-Fettsäuren.

Aus gesundheitlicher Sicht ist eine möglichst niedrige Zufuhr von Trans-Fettsäuren anzustreben. Dies gilt insbesondere für Kinder und Jugendliche, die häufiger zu Fast Food, frittierten Produkten, Backwaren (z. B. Blätterteigprodukten), Süßwaren und Fertigprodukten greifen. Ein reduzierter Verzehr dieser Lebensmittel wird empfohlen.

Ist-Zufuhr und gesetzliche Bestimmungen

Das Bundesinstitut für Risikobewertung kam im Jahr 2013 zu dem Schluss, dass die tatsächliche Zufuhr an Trans-Fettsäuren in Deutschland unbedenklich ist [BfR 2013]. Laut Untersuchungen liegt die durchschnittliche Aufnahme mit unter 1 % unter den empfohlenen Richtwerten. Dies liegt nicht zuletzt daran, dass sich durch weitreichende Änderungen im Herstellungsprozess die Menge an Trans-Fettsäuren in Lebensmitteln deutlich reduzieren ließ.

Ab dem 2. April 2021 gilt in der Europäischen Union zudem ein neuer Grenzwert für die Gehalte an industriellen Trans-Fettsäuren in Höhe von zwei Prozent. Damit folgt die EU den Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Bis 2023 sollen Trans-Fettsäuren weitgehend aus Lebensmitteln verschwunden sein.

Laut OVID, dem Verband der ölsaatenverarbeitenden Industrie in Deutschland e. V. reduzieren die deutschen Pflanzenölraffinerien Transfette bereits seit 2012 erfolgreich, indem auf teilgehärtete Fette verzichtet wird. Zudem sei es in der Öffentlichkeit weitgehend unbekannt, dass Teilhärtung zu hohen TFA-Gehalten und Vollhärtung zu sehr geringen TFA-Gehalten führt [OVID 2021].

Technologische Aspekte

Chemie und Eigenschaften

Trans-Fettsäuren sind auch ungesättigte Fettsäuren. In deren Struktur ist aber mindestens eine Fettsäure räumlich „falsch“ angeordnet. Diese liegt dann in der sogenannten trans-Form und nicht in der verwinkelten cis-Form vor, die üblicherweise in ungesättigten Fettsäuren dominiert. Dadurch verändern sich die physikalischen Eigenschaften. So sind die Fettsäuren dichter gepackt, stabiler und damit länger haltbar.

Bildung

TFA entstehen hauptsächlich während der industriellen Verarbeitung von Lebensmitteln. Es gibt aber auch natürliche Varianten, die beispielsweise im Pansen von Wiederkäuern und von einigen Mikroorganismen gebildet werden. Untersuchungen ergaben, dass vor allem die bei der industriellen Fetthärtung entstehenden Vertreter gesundheitsschädliche Wirkungen ausüben können.

Das Prinzip der Fetthärtung für die Lebensmittelproduktion wurde 1901 von Wilhelm Normann entwickelt. Zur Herstellung von halbfesten und festen Speisefetten war es technologisch notwendig, ein festeres und streichfähigeres Fett zu erhalten. Dieses sollte aufgrund der teilweisen Umwandlung von mehrfach ungesättigten in gesättigte Fettsäuren einen höheren Schmelzpunkt besitzen und länger haltbar sein. Bei der teilweisen Härtung (partielle Hydrierung) ungesättigter Fettsäuren entstehen zunächst Fettsäuren, die noch Doppelbindungen enthalten. Diese Doppelbindungen können sowohl in cis- als auch in trans-Konfiguration vorliegen. Bei dieser unvollständigen Härtung können bis zu 30 % der Fettsäuren in Trans-Fettsäuren umgewandelt werden. Erst die Fettsäuren der sogenannten durchgehärteten Fette sind komplett gesättigt und damit ungefährlich. Durchgehärtete Fette enthalten weniger als 2 % Trans-Fettsäuren.

Des Weiteren entstehen Trans-Fettsäuren bei der thermischen Behandlung von pflanzlichen Ölen (z. B. bei der Desodorierung) und beim starken sowie mehrmaligen Erhitzen von Ölen und Fetten (z. B. beim Braten und Frittieren). Die gebildeten Mengen sind dabei abhängig von Temperatur, Erhitzungsdauer und Zusammensetzung des Öles.

Vertreter

Hauptvertreter der Trans-Fettsäuren sind die trans-Hexadecensäure, die trans-Octadecensäure sowie die trans-Vaccensäure und die Elaidinsäure.

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