Wissenschaft im Alltag

Wie ein Spiegelbild und doch verschieden

Same procedure as every day… Der Wecker klingelt, man wälzt sich aus dem Bett und startet die alltägliche Morgenroutine. Damit man nicht versehentlich im frühmorgendlichen Halbschlaf ins Leere kämmt oder sich versehentlich mit der Zahnbürste ein Auge aussticht, vollführt man diese Verrichtungen vor einem Spiegel. Das Spiegelbild macht ja das Gleiche wie man selbst. Doch halt ! Irgendwas ist hier verkehrt… Ganz das Gleiche ist es nicht: Das Spiegelbild, der Schelm, hält die Zahnbürste in der anderen Hand !

Verwirrung im Spiegel
Verwirrung im Spiegel

Logischerweise befindet sich in der Welt hinter dem Spiegel alles gegenüber dem ungespiegelten Original: Die Hände mit der Zahnbürste sind augenscheinlich erst mal auf der selben Seite. Doch stellen wir uns vor, dass uns das Spiegelbild durch eine Scheibe anguckt und versetzen uns einmal in seine Rolle, dann hält es die Zahnbürste von seinem Standpunkt aus nicht in der linken, sondern in der Rechten Hand.

Es stellt sich die Frage: Warum vertauscht der Spiegel Rechts und Links, aber nicht Oben und Unten ? Eine Frage, die das sogenannte Spiegelparadoxon aufzeigt.

Wie lässt sich das Ganze erklären ? Nun, wir haben hier kein physikalisches Problem, sondern ein psychologisches. Der Spiegel vertauscht nicht wirklich, er reflektiert. Erst durch die Interpretation des von uns wahrgenommenen Bildes, gewinnen wir den Eindruck der Vertauschung. Bezugspunkt ist dabei die allgegenwärtige Schwerkraft, die den Zusammenhang von Oben und Unten vorgibt. Weswegen wir unterbewusst, wenn wir uns in das Spiegelbild hinein versetzen von einer 180 Grad Drehung um die senkrechte Achse ausgehen. Dies wäre der intuitive Weg „hinter den Spiegel“ zu kommen: Indem wir einfach um die Scheibe herum laufen. Wenden wir uns hingegen aber einfach um und schauen uns eine Person an, die direkt hinter uns steht und uns über die Schulter in den Spiegel blickt, dann sehen wir deren linke Hand natürlich zu unserer Rechten.

Hinten ist Vorne, und Vorne ist Hinten…

Zeigen wir mit dem Finger in eine Richtung (oben/unten, rechts/links) deutet das Spiegelbild in die selbe Richtung. Das es dabei die andere Hand benutzt ignorieren wir mal. Deuten wir jedoch mit unserem Finger in Richtung des Spiegels (also senkrecht zur Spiegelebene), dann weist das Spiegelbild in die entgegengesetzte Richtung. Vorne und Hinten sind also vertauscht.

Hieraus resultiert auch, dass ein Kreisel und sein Spiegelbild sich in gegenläufige Richtungen bewegen. Der Spiegel vertauscht also auch den Drehsinn.

Der Drehsinn der Natur

Nun könnte man dies als nette Denksportaufgabe für Geometriefreaks abhaken, jedoch besitzt das Ganze weitreichende Bedeutung für uns alle: Angefangen vom Hobby-Heimwerker bis hin zur Pharmazie und zu biologischen Prozessen.

In einer idealen Welt wäre alles symmetrisch. Im Spiegel wären Bild und Spiegelbild identisch. Kompliziert wird es, wenn wir asymmetrische Dinge betrachten. Nehmen wir z.B. unsere Hände: Links ist wo der Daumen rechts ist, Rechts dort wo der Daumen links ist. Eine Hand ist spiegelbildlich zur anderen. Greifen wir nach einem runden (symmetrischen) Türknauf, ist es egal mit welcher Hand wir zulangen. Beide können ihn gleichermaßen gut packen. Versuchen wir jedoch einem Mitmenschen die Hand zu schütteln, gelingt dies nur, wenn er uns die selbe Hand reicht: Links zu Links, Rechts zu Rechts. Ergo: Würden wir versuchen unserem Spiegel-Ich die Hand zu reichen, würde dies nicht gelingen, weil die entgegen gestreckten Hände nicht ineinander passen würden (Links ≠ Rechts). Aufgrund des sehr anschaulichen Beispiels mit den Händen, spricht man von diesem Phänomen, wenn Bild und Spiegelbild aufgrund ihres vertauschten Drehsinns nicht deckungsgleich sind, von Chiralität (griechisch χείρ cheir, Hand).

Ein anderes Beispiel ? Schrauben. Diese besitzen ein Gewinde mit einem bestimmten Drehsinn. In ein simples Loch lassen sich alle Schrauben drehen, unabhängig von ihrem Gewinde. Besitzt das Loch jedoch selbst ein Gewinde, passt dort nur eine Schraube mit einem passenden Drehsinn.

Dieser Effekt tritt z.B. bei Molekülen auf, wenn an einem Kohlenstoff vier unterschiedliche Substituenten gebunden sind. Wie eine Schraube können sie in zwei unterschiedlichen Formen (Enantiomeren) auftreten. Ein besonders relevantes Beispiel aus der Natur: Aminosäuren.

Chirality with hands

Besonders relevant deswegen, weil alle Organismen in der Natur zu einem großen Teil aus Proteinen bestehen, welche wiederum aus Aminosäuren aufgebaut sind. Und eben weil die Aminosäuren mit einem bestimmten Drehsinn auftreten, tragen sie zu einem bestimmten räumlichen Aufbau unserer Proteine bei. Dies führt wiederum dazu, dass bestimmte Proteine wie z.B. Rezeptoren oder Enzyme bevorzugt mit einem bestimmten Enantiomer ihres Zielmoleküls interagieren. Das bedeutet, dass verschiedene Enantiomere eine unterschiedliche biologische Wirkung haben können, wie z.B. einen unterschiedlichen Geschmack, Geruch oder pharmazeutische Wirkung. Ein interessantes Beispiel ist z.B. Carvon, dessen (S)-Enantiomer nach Kümmel und dessen (R)-Enantiomer nach (Krause)Minze riecht.

S-Enantiomer: H2C-CH-CH3-Rest zeigt nach vorne / R-Enantiomer: H2C-CH-CH3-Rest zeigt nach hinten
S-Enantiomer: H2C-CH-CH3-Rest zeigt nach vorne / R-Enantiomer: H2C-CH-CH3-Rest zeigt nach hinten

Während nun dieser Effekt beim Carvon eher eine Frage des persönlichen Geschmacks ist, gibt es Bereiche wie die Entwicklung von pharmazeutischen Wirkstoffen, bei denen ein solcher Unterschied zwischen Enantiomeren durchaus bedeutsam sein kann.

Enantiomere in der Pharmazie

Die meisten chemischen Reaktionen sind ziemlich unselektiv, was Enantiomere angeht. Beide Formen des Zielmoleküls fallen in Form eines 1:1 Gemischs (Racemat) an.

Da sich Wirkstoff und Rezeptor durch ihre dreidimensionale Struktur wie Schlüssel und Schloss zu einander verhalten, ist es also nicht verwunderlich, dass ein Enantiomer (das sog. Eutomer) eine deutlich stärkere Wirkung hervorruft, als das andere Enantiomer (das sog. Distomer). Im einfachsten Fall bedeutet dies, dass ein solches Racemat ein um 50% verdünnter Wirkstoff ist: 10 mg Racemat entsprechen 5 mg reinem Wirkstoff.

Doch gilt es nicht nur die gewünschte Wirkung zu betrachten: Das Distomer kann trotzdem sehr wohl noch Nebenwirkungen auslösen (oder einen gänzlich anderen Rezeptor ansprechen). Es kann also zutreffender sein bei einem Racemat nicht von Verdünnung, sondern von 50% Verunreinigung zu sprechen !

Es gehört daher heutzutage zum Pflichtprogramm bei der Wirkstoffentwicklung sich alle stereoisomere des Pharmazeutikums getrennt auf ihre Eigenschaften zu untersuchen. Die zusätzliche Mühe ein enantiomerenreines Präparat auf den Markt zu bringen kann sich auch lohnen, denn eine besser wirksame oder besser verträgliche Form eines Medikaments (im Vergleich zum Racemat) lässt sich zusätzlich patentieren !

Lange Rede, kurzer Sinn: Auch wenn uns das Spiegelbild im ersten Anschein bis aufs Haar gleicht, so kann es dennoch es faustdick hinter den Ohren haben !

Ein feuchtfröhliches Dinner

oder 28 Gläser Rum hauen der stärksten Butler um

„Also die alkoholische Gärung – oder vielmehr die Gärung des Alkohols – sie erzeugt Alkohol – das heißt also, der Alkohol erzeugt Gärung – sogenannte alkoholische Gärung“
— Johannes Pfeiffer (mit drei F) in „Die Feuerzangenbowle“

Mal wieder ist ein Jahr dem Ende zu und damit wird auf die Erfolge des alten Jahres angestoßen beziehungsweise die Glückwünsche für das neue Jahr mit einem ausgebrachten Toast bekräftigt.

Freddie Frinton und May Warden in "Dinner for One" © NDR Foto: Annemarie Aldag
Dinner for One – Butler James & Miss Sopie
(Quelle: ndr.de)

Wie schon der treue Butler James in Dinner for One mit Sherry, Weißwein, Champagner und Portwein oder der Geheime Zauberrat Beelzebub Irrwitzes mit dem satanarchäolügenialkohöllische Wunschpunsch (im gleichnamigen Buch von Michael Ende) zeigen, genügt es nicht die Silvesternacht mit stillem Wasser zu begießen, sondern der illustre Anlass verlangt nach einem angemessenen stärkeren Getränke – einem edlen Tropfen, einem spirituellen – oder richtiger: einem geistigen Getränk – kurzum Alkohol.

Der betrunkene Butler

Bleiben wir also mal beim Butler James. Anlässlich des 90. Geburtstags seiner Dienstherrin Miss Sopie wird – same procedure as every year– ein Geburtstagsdinner bestehend aus Mulligatawny-Suppe (eine Art Currysuppe), Schellfisch aus der Nordsee, Brathühnchen und Obst zum Nachtisch gereicht nebst adäquater Getränke. Da die gute Dame aber wie gesagt 90 wird (und das bereits seit etlichen Jahren, offenbar schummeln Frauen bei der 90 ebenso wie bei der 30) hat sie ihre vier besten Freunde bereits überlebt. Da die Dame aber offenbar ein Gewohnheitstier ist, findet das Dinner wie gewohnt statt. Leidtragender ist nun der Butler, der nun an Stelle der Verblichenen der Jubilarin zuprosten muss. Und da kommt einiges zusammen – wir zählen mit: jeweils vier Gläser Sherry, Weißwein, Champagner und Portwein plus den Inhalt einer Blumenvase. Perfider Weise wird dem treuen James aber nur der flüssige Teil des Festessens zuteil. Sprich: Sofern er nicht schon vorher in der Küche etwas gegessen hat, kippt er sich den ganzen Alkohol mehr oder minder auf nüchternen Magen hinter die Binde, was auch sichtbar einen verheerenden Effekt auf ihn hat. Als naturwissenschaftlich interessierte Menschen fragen wir uns nun: Welchen Alkoholspiegel hat James nun im Blut ?

Auf dem Weg vom Glas in die Birne

Die Auswirkungen eines Drinks auf den Alkoholspiegel sind schwierig abzuschätzen, da hier eine ganze Reihe stark vom Individuum abhängige Faktoren eine Rolle spielen. Erst einmal müssen Geschwindigkeit und Effizienz der Alkoholaufnahme berücksichtigt werden. Obwohl Alkohol über die Mundschleimhaut aufgenommen direkt ins Blut geht, wird dort nur 2% der aufgenommenen Alkoholmenge resorbiert. Der Hauptteil wird im Magen, aber ganz besonders der Dünndarm für die Aufnahme verantwortlich. Da die Resorption im Magen aber relativ langsam von statten geht, spielt der Mageninhalt eine entscheidende Rolle. Ist man nüchtern, geht es sehr schnell. Flüssigkeiten passieren den Magen sehr zügig (< 1 Stunde). Der Alkohol kommt also Rasch in den Dünndarm und kann seine Wirkung entfalten (Grafik 1). Ist der Magen wohl gefüllt und wurde eine entsprechende „Grundlage“ mit fetthaltigen Speisen geschaffen, verweilt der Alkohol tendenziell länger im Magen (sehr fette Speisen verweilen bis zu 7 Stunden im Magen) und die Aufnahme erstreckt sich über eine längere Periode. Dies sorgt zwar nicht dafür, dass weniger Alkohol aufgenommen wird, da aber parallel zur Aufnahme immer schon etwas Alkohol abgebaut wird, ist der Spitzenwert der Blutalkoholkonzentration geringer. Sprich: Man wird weniger stark besoffen (Grafik 2).

Szenario 3 im Schaubild würde dem Szenario entsprechen, dass der Alkoholgenuss sich über einen sehr langen Zeitraum erstreckt. Wenn der Suff nachlässt, legt der Trinker nach um seinen Pegel im Mittel konstant zu halten.

Natürlich spielen Körpergröße und Gewicht eine große Rolle. Vereinfacht ausgedrückt: Je größer der Proband, desto mehr Platz hat der Alkohol um sich auszubreiten, desto geringer die Konzentration (Masse pro Volumen).

Alkohol löst sich ferner prima in Wasser, in Fett eher schlecht. Daher wirkt sich ein hoher Wassergehalt im Körper auf den Alkoholspiegel aus, sprich wir müssen auch Alter und Geschlecht berücksichtigen.

Ein feuchtfröhlicher Abend –

Doch zurück zu unserer Silvesterparty. Fangen wir zunächst mit ein paar Grundannahmen an: Wir können ziemlich sicher sagen, dass James männlichen Geschlechts ist und offenbar nicht mehr der Jüngste. Gehen wir einmal von einem Alter von 75 Jahren aus. Fit genug, um den Erfordernissen seines Berufs noch gerecht zu werden, aber in Vorgerücktem Alter. Einer kurzen Google-Suche zufolge war der Schauspieler Freddy Frinton etwa 1,91 m groß. Das Gewicht müssen wir raten. Gertenschlank ist er nicht gerade, aber auch nicht pummelig. Gehen wir also in etwa von Normalgewicht aus: etwa 91 kg.

Kommen wir zu den Getränken. Diese werden in Zinnbechern in Größe eines durchschnittlichen Wasserglases von etwa 0,3 L serviert. Da wir aber nicht genau sehen können, wieviel jeweils eingeschenkt wird, gehen wir von einer typischen Portionsgröße aus, wie sie z.B. in der Karl May Bar im Taschenberg Palais in Dresden ausgeschenkt wird.

Anzahl Menge Alkoholgehalt Vol% Volumen EtOH [L] Masse EtOH [g]
Sherry 4 50 20 40 32
Wein 4 200 12 96 76,8
Champagner 4 100 12 48 38,4
Portwein 4 50 19,5 39 31,2
Gesamt 223 178,4

Butler James verabreicht sich also in unter einer halben Stunde eine Portion von 178,4 g Alkohol. Um nun mit diesen Daten den Alkoholspiegel im Blut zu berechnen bedienen wir uns der sogenannten Widmark-Formel in ihrer Modifikation nach Watson.

Setzen wir dort unsere geschätzten Daten ein, erhalten wir als Worst Case (gesamter Alkohol wird aufgenommen) einen Alkoholpegel von 2.97 ‰. Doch halt !

Unsere Abschätzung dadurch erschwert, dass gar nicht der gesamte Alkohol aufgenommen wird, sondern eine bestimmte Menge als Resorptionsdefizit gar nicht ins Blut und damit ans Ziel gelangt. Dieser „Schwund“ ist unter Anderem auch von der stärke der konsumierten Alkoholika abhängig. Hartes Gesöff wie Schnaps (40 Vol%) erleidet einen nur geringen Verlust von 10 %, während ein man bei Bier teilweise bis zu 30 % als Resorptionsdefizit verloren werden kann. Berücksichtigen wir also zusätzlich ein mittleres Resorptionsdefizit von 15 % sind es immer noch 2.52 ‰.

Mit einem Alkoholspiegel von 2.5 – 3.0 ‰ bewegen wir uns schon im Bereich der schweren Trunkenheit. Gleichgewichtsstörung und Sprechstörungen sind typische Symptome und sind auch bei James gegen Ende des Essens bereits zu beobachten. In der Tat kann er sich noch glücklich schätzen, dass er nicht bereits kotzend in der Ecke liegt. Die Symptome hauen also in etwa hin. Da der Sketch allerdings nur 18 Minuten dauert, von denen wir noch die mündliche Einführung des Moderators abziehen müssen, ist es allerdings zweifelhaft, dass der Alkohol bereits zur Gänze aufgenommen wurde. Nach meiner Recherche wäre etwas im Bereich von 45 min bis 1:00 h realistischer bis der Maximalalkoholspiegel erreicht ist (Grafik 1). Selbst beim sogenannten Sturztrunk, bei dem in extrem kurzer Zeit große Mengen Alkohol getrunken werden und der zu einem verstärkten Anfluten der Alkoholwirkung führt, ist dies vermutlich extrem sportlich. Aber gestehen wir dem Bühnenautor etwas künstlerische Freiheit zu. Ob der Butler aber noch das mit einem Augenzwinkern angedeutete Schäferstündchen vollziehen kann, bleibt fraglich.

Mann + Alkohol + Frau = ???
Quelle: Alkoholvorlesung, Rechtsmedizin Uni Essen

Bier = Flüssignahrung ?

Und wenn wir gerade schon einmal dabei sind, hier noch gleich eine weitere Rechenübung zum Thema Alkohol: Ein beliebtes Sprichwort sagt: Drei Bier sind auch ein Schnitzel. In Sachen Alkohol können wir mit Gewissheit sagen: Drei Bier enthalten mehr Alkohol als ein Schnitzel. Aber wie sieht es mit Kalorien aus ? Im Netz finden wir das die Portionsgröße für ein Wiener Schnitzel im Mittel etwa 150 g beträgt.

Sind wir großzügiger und nehmen ein Wiener Schnitzel aus dem berühmt-berüchtigten Restaurant Waldgeist in Hofheim/Taunus in der Größe 1/4 Schwein sind es 250 g. Bei einem mittleren Kaloriengehalt von 242 kcal je 100 g sind dies 363 kcal für das normale und 605 kcal für das große Schnitzel. Hängt natürlich auch etwas davon ab, wie gut man das Schnitzel abtropfen lässt, wenn es in gutem Butterschmalz gebrutzelt wurde. Beim Bier haben wir es relativ einfach, da die notwendigen Werte für alle handelsüblichen Marken bestens katalogisiert sind. Legen wir also (typisch Dresden) ein großes (0.5 L) Feldschlösschen Pilsener als Referenz unserer Berechnung zu Grunde: 40 kcal je 100 mL entsprechen 200 kcal je großem Bier. Davon 3 Stück, ergeben nach Adam Riese 600 kcal. Ergo: Ja, das Sprichwort trifft hinreichend genau zu. Korrekt: 3 Bier sind auch ein großes Schnitzel.

Übrigens, in der Variante „Sieben Bier sind auch ein Schnitzel“ kommen wir auf 1400 kcal für das Bier, was 578 g Schnitzel entspräche.

In der Tat ist Bier nicht das schlimmste, was man in Punkto Kalorien trinken kann: 100 mL Vollmilch (3.5 % Fettanteil) haben z.B. 64 kcal und damit mehr als das doppelte der gleichen Menge Bier. Hochprozentiger Alkohol hat natürlich auch mehr Kalorien als Bier. So enthalten die Getränke, die Butler James konsumiert 1492 kcal (213,1 g Alkohol x 7 kcal/g = 1492 kcal). In reinem Alkohol wohlgemerkt, da natürlich noch Zucker in den Getränken enthalten ist, natürlich effektiv mehr. Die Kalorienzufuhr an Alkohol entspricht also etwa einem McDonalds Menü aus Big Mac, großer Pommes + Cola und einem McSundae zum Nachtisch.

Achten Sie also auf Ihre schlanke Linie und ihre grauen Zellen und lassen Sie es im neuen Jahr langsamer angehen als Butler James ! Die Lömitonne wünscht allen Lesern ein frohes & gesundes neues Jahr !

Ach und sollte es Ihnen wie Butler James ergangen sein… Hier noch ein paar Tips gegen den Kater.

Bunte Chemie

Kommen wir mal wieder zur Chemie. Und zwar einem Aspekt der Chemie ohne den unser Alltag um einiges trister und im wörtlichen Sinn grau wäre: Farben !

Von den Buntstiften unseres Nachwuchses, über den Lack auf unserem Auto, der der Bemalung der Porzellantasse aus der wir jeden Morgen unseren Kaffee schlürfen, bis hin zu Farbstoff im Essen (weniger schön, wenn dieser synthetisch und künstlich zugesetzt ist). „Doch Halt !“, mag das da Mancher argumentieren, „Sind nicht auch die Blumen auf der Wiese oder z.B. die Flügel des Schmetterlings schön bunt und farbenfroh?“. „Völlig richtig“, antwortet da der Chemiker, „aber wir wollen auch nicht vergessen, dass Mutter Natur eine sehr begabte Chemikerin ist !“.

Warum ist Farbe bunt ?

Alle Farbe steckt im Licht. Klingt erst einmal ziemlich esoterisch, aber im Dunkeln ist bestenfalls gut munkeln, aber ohne Licht sieht man nun mal nichts. Guckt man sich das Sonnenlicht an einem klaren Sommertag an, dann erscheint es farblos. Betrachtet man es jedoch durch ein Prisma, dann sieht man, dass das weiße Licht aus mehreren farbigen Komponenten zusammen gesetzt ist oder präziser ausgedrückt: das weiße Licht (polychromatisch = vielfarbig) ist eine Überlagerung von Licht mehrerer Wellenlängen. Licht einer einzigen Wellenlänge (monochromatisch), wie z.B. 450 nm ist zum Beispiel blau-violett, während solches mit der Wellenlänge 600 nm rot-orange ist.

Absorption !

Kommen wir nun zu den Farbstoffen. Wir können einen Gegenstand sehen, wenn Licht auf ihn fällt und er dieses zu uns reflektiert. Werden alle Wellenlängen reflektiert, erscheint der Gegenstand weiß. Absorbiert der Gegenstand jedoch bestimmte Wellenlängen, d.h. entfernt er diese aus dem reflektierten Licht, nehmen wir ihn als farbig wahr. Fällt das Licht z.B. auf einen roten Apfel, schluckt dieser die blauen und grünen Anteile und wir sehen die Farbe Rot, also die Komplementärfarbe zu Blau-Grün. In der Regel ist dieses rote Licht aber trotzdem nicht monochromatisch, sondern enthält immer noch eine Kombination zahlreicher Wellenlängen, erscheint uns aber aufgrund des Nichtvorhandenseins der Komplementärfarben trotzdem rot. Man spricht hier auch von subtraktiver Farbmischung, weil bestimmte Farben aus dem Licht abgezogen, sprich subtrahiert werden.

Elektromagnetische Strahlung von Radiowellen bis zur Gamma-Strahlung – in der Mitte: sichtbares Licht !

Jetzt wird’s physikalisch

Damit ein Stoff Licht absorbieren kann, benötigt er einen Chromophor (griechisch χρῶμα chrṓma ,Farbe‘, φορός phorós ‚tragend‘). Dies ist ein strukturelles Element mit delokalisierbaren pi-Elektronen, oder einfacher ausgedrückt mit „beweglichen“ Elektronen, die man durch Zuführung von Energie aus ihrem Grundzustand in ein energetisch angeregten Zustand heben kann. Je größer die Lücke zwischen diesen Zuständen ist, die überbrückt werden muss, desto mehr Energie in Form von Licht ist notwendig. Am energiereichsten ist blaues Licht (kurze Wellenlänge), während rotes Licht (große Wellenlänge) am anderen Ende der Energieskala liegt. Dabei wird immer nur die Wellenlänge absorbiert, deren Energie der Lücke zwischen den Zuständen des Chromophors entspricht. Ergo: Der Farbstoff absorbiert nur ganz bestimmte Wellenlängen aus dem polychromatischen Licht und es entsteht ein ganz bestimmter Farbeindruck. Besonders ausgedehnt ist der Chromophor im Graphit, welches eine Blätterteig-artige Struktur aus mehreren Lagen eines aus Benzolringen aufgebauten Wabenmusters ist. Hier sind die Elektronen besonders stark delokalisiert, weswegen ein sehr breites Spektrum an Wellenlängen absorbiert wird. Graphit ist deswegen schwarz.

Natürlich behält das angeregte Elektron nicht die Energie, sondern gibt diese nach kurzer Zeit wieder ab (ansonsten wäre die Fähigkeit zur Absorption irgendwann erschöpft und unser Farbstoff irgendwann nicht mehr farbig). Die Energie wird in den meisten Fällen in Wärme umgewandelt, kann bei besonderen Farbstoffen aber auch auf anderen Wegen, z.B. durch Aussenden von farbigem Licht wieder abgegeben werden. Dies kennen wir z.B. von Banknoten, die wenn wir sie mit UV-Licht bestrahlen fluoreszieren oder von den beliebten Leuchtsternen, die, einmal mit Licht „aufgeladen“ gelb-grün an der Kinderzimmerdecke leuchten (Phosphoreszenz).

Tintenblau und weißer Killer

Bleiben wir bei organischen Farbstoffen und dort bei einem besonders bekannten Beispiel: der blauen Tinte aus dem Füllfederhalter, die vermutlich jeder einmal beim Schreibenlernen in der Grundschule benutzt hat (bevor man später zu Kuli und/oder Finelinerstiften umgestiegen ist). Hier kommt z.B. der Farbstoff Wasserblau zum Einsatz, der nicht nur schön blau und relativ ungiftig ist, sondern auch wasserlöslich.

Wasserblau - mit und ohne Tintenkiller
Wasserblau – mit und ohne Tintenkiller

Sehr zur Freude vieler Grundschüler besitzen nun dieser Triphenylmethan-Farbstoff den Vorzug, dass man ihn mit einem Tintenkiller bearbeiten kann, wodurch das Geschriebene unsichtbar wird. Hässliche Tintenkleckse und Schreibfehler können so diskret kaschiert werden.

Diese bereits im Kaiserreich unter dem Namen Radierwasser auf den Markt gekommenen Präparate funktionieren dadurch, dass an das zentrale Kohlenstoffatom eine OH-Gruppe oder eine Sulfitgruppe angelagert wird, wodurch die für den Chromophor notwendige Kette von Doppelbindungen unterbrochen wird und der Farbstoff farblos wird.

Doch Obacht ! Das Geschriebene verschwindet nicht, sondern wird nur unsichtbar ! So lässt sich das vermeintlich Gelöschte durch Salzsäure- oder Essigdampf, sprich durch Einwirkung einer Säure wieder zum Vorschein bringen, indem der ursprüngliche Farbstoff regeneriert wird. Auch ein jahrelanges Liegen an Luft kann durch Oxidation die Schrift zumindest teilweise wieder sichtbar machen.

Dies geht natürlich nicht nur mit blauer Tinte: Prinzipiell geht dies auch mit anderen geeigneten Triphenylmethan-Farbstoffen. Ein Beispiel, dass ich aus eigener Anschauung aus meiner Kindheit her kenne sind die Malmäuse und der Löschkater:

Malmäuse - Ein Hoch auf die 80er
Malmäuse – Ein Hoch auf die 80er

Elf farbige Filzstiftmäuse, die von ihrem Antagonisten dem weißen Löschkater getilgt werden. Leider betrachtete meine Mutter die enthaltenen Chemikalien mit einer gehörigen Portion Argwohn, weswegen der Löschkater, der faszinierendste Teil des Sets, leider unter Verschluss blieb.

Geheime Botschaften

Hier sind wir dann auch nicht mehr weit von Geheimtinten entfernt, also Tinten, die im getrockneten Zustand farblos sind und erst durch Behandlung mit einem Reagenz wieder sichtbar werden. Nimmt man zum Beispiel die farblose Form des pH-Indikators Phenolphthalein zum Schreiben und bedampft das Schriftstück später mit Ammoniak, tritt die Schrift violett hervor. Alternativ kann man auch seine Nachricht mit einer schwachen Säure auf Papier schreiben. Erwärmt man den Brief dann später, beginnt das Papier sich an der beschrifteten Stelle zu zersetzen und färbt sich braun. Ein beliebter Versuch für Kinder benutzt hierfür z.B. Zitronensaft und ein Bügeleisen.

Da sich solche Tinten ausgezeichnet für den diskreten Versand von pikanten Liebesbriefen eignen, bürgerte sich auch der Begriff „sympathetische Tinte“ (von griech. Sympatheia „Zuneigung“) ein. Der römische Dichter Ovid empfahl hierfür auch die Benutzung von Milch, die sich durch Bestäuben mit Ruß wieder sichtbar machen lassen sollte. Einen ähnlichen Verwendungszweck hatten sogenannte Damentinten: Hier war die Nachricht zunächst offen lesbar, verblasste aber mit der Zeit durch offenen Zutritt von Luft. Also ideal um dem Liebhaber zu schreiben, ohne für den Vormund oder den gehörnte Ehemann später verfängliche Schriftstücke zu hinterlassen. Also eine frühe Form des heute benutzten Snapchats.

Bunte Tinte ? Nicht für Jedermann !

Warum sich bei der Tinte letztendlich der Farbton Blau durchgesetzt hat, ist durch einfache Google-Recherche nicht ganz zu klären, wenn auch sich diverse Hinweise finden lassen. Erst einmal: Früher war Tinte eher braun bis schwarz. Synthetische Farbstoffe kamen erst in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts auf und begründeten den Aufstieg der chemischen Industrie. Davor beinhalteten Tintenrezepturen schwarzen Ruß und/oder ein Gemisch aus Eisen(II)sulfat und den Saft von Galläpfeln. Zunächst war eine solche Eisengallustinte eher von schwacher Farbe, aber sobald das Eisen vom Luftsauerstoff in die Oxidationsstufe III oxidiert wurde, bildete sich mit der Gallussäure aus den Galläpfeln ein schwarzer, unlöslicher und damit dokumentenechter Farbstoff. Nachteil: Bekleckerte Textilien lassen sich nur schwer reinigen und das saure Eisensalz zersetzt über längere Zeiträume das Papier. Um der Tinte aber etwas mehr Farbkraft zu verleihen, bevor sie völlig oxidiert ist, setzte man der Tinte später den synthetischen Farbstoff Methylenblau zu. Der Eisenanteil hat sich dann im alltäglichen Gebrauch verloren, die blaue Farbe ist geblieben.

Wenn ich mich an meine Schulzeit erinnere, war die Benutzung von blauer Tinte bei Klassenarbeiten streng vorgeschrieben. Eben um eine zweifelsfreie Unterscheidung von der Korrektur des Lehrers mit roter Tinte zu gewährleisten. Grün war wiederum nur dem Schuldirektor vorbehalten.

Vorbild ist hier wohl die Vorschrift zu Aktenvermerken in Bundesministerien1: Grün bleibt dem Minister vorbehalten, Parlamentarische Staatssekretäre benutzen violett, Staatssekretäre nehmen den Rotstift, Abteilungsleiter blau und deren Unterabteilungsleiter benutzen den Braunstift, wenn sie am Seitenrand einen Vermerk anbringen. Ordnung muss schließlich sein.

Ein weiterer Vorteil von blauer Tinte gegenüber schwarzer, der aber erst in modernen Zeiten zum Tragen kam: Durch die Farbe der Tinte kann man das Original leicht von schwarz-weißen Fotokopien unterscheiden. Wobei dieser Vorteil durch das Aufkommen von preisgünstigen Farbdruckern sicherlich auch mittlerweile überholt ist.

  1. Nachzulesen in Anlage 2 zu §13 Abs. 2 der Gemeinsamen Geschäftsordnung der Bundesministerien (GGO) ↩

Eine Tablette, wenn der Schädel brummt

Vom fiesen Katzenjammer war hier ja schon mal die Rede. Typisches Symptom: Kopfschmerzen. Doch nicht nur nach übermäßigem Verzehr von alkoholischen Getränken brummt uns der Schädel. Gerade in unserer heutigen schnelllebigen Zeit leiden ca. 70 % aller Deutschen über anfallsweise auftretende Kopfschmerzen, allerdings besonders häufig bei Stadtbewohnern, Menschen zwischen 30-40 Jahren und Erwerbstätigen mit einem jährlichen Einkommen größer 3500 €. Also all jenen, denen man ein verstärktes Maß an Stress zutraut.

Passend zum Stress kann man den Kopfschmerz in 90 % der Fälle dem Spannungskopfschmerz zuordnen. Aber auch bei Aktivitäten, die manche Leute eher der Entspannung zuordnen, nämlich dem Geschlechtsverkehr, Stichwort: Sexualkopfschmerz. Während dem Klischee zufolge Frauen eher VOR dem Geschlechtsakt zu Migräne neigen, setzt der Sexualkopfschmerz vor Allem bei MÄNNERN WÄHREND des Akts außer Gefecht. Kuriose Welt…

Vermutlich wegen dem im Alltag nicht ungewöhnlichen Auftreten von Kopfschmerz gibt es vermutlich nur wenige Medikamente, die ähnlich bekannt und verbreitet sind, wie die Kopfschmerztablette. Allen voran bekannte Wirkstoffe wie Aspirin, Paracetamol und Ibuprofen.

Aspirin (aka Acetylsalicylsäure)

Bereits im Altertum benutzte man einen Sud aus Weidenrinde in Wasser, um leichte Schmerzen zu bekämpfen und Fieber zu senken. Schon Hippokrates (der als Vater der modernen Medizin und Namenspate des hippokratischen Eids gilt) hatte Weidenrinde in seinem Apothekenschränkchen. Die Weide, lat. salix, enthält nämlich Salicylsäure und weitere dem Aspirin verwandte Stoffe.

Der erste Schritt auf dem Weg zur Kopfschmerztablette par excellence fand jedoch nicht wie man meinen sollte in den Labors von Bayer, dessen bekanntestes Produkt tatsächlich das Aspirin ist, statt, sondern im heimischen Labor des Chemikers Friedrich von Heyden in der Dresdner Leipziger Vorstadt statt. Von Heyden hatte am Vorläufer der TU Dresden Chemie studiert und dort den Chemiker Hermann Kolbe kennen gelernt, der die chemische Struktur der Salicylsäure aufgeklärt und ein Verfahren diese herzustellen entwickelt hatte. Die sogenannte Kolbe-Schmitt-Synthese erlaubte nämlich die Herstellung der pharmazeutisch wirksamen Salicylsäure in großen Mengen aus dem Rohstoff Phenol, welches aus Steinkohleteer gewonnen werden kann. Die Gewinnung aus dem Naturprodukt hatte immer den Nachteil, dass die Verfügbarkeit limitiert und der Gehalt an Salicylsäure saisonbedingt stark unterschiedlich sein konnte. Konsequenz: Gute Verfügbarkeit des Wirkstoffs, drastischer Preisverfall von 10 auf 1 Taler pro 100 g. Alles gute Bedingungen für ein „Massenmedikament“.

Da die Nachfrage nach Salicylsäure als Fiebersenker und Kopfschmerzmittel bald nicht mehr durch das Heimlabor Von Heynes befriedigt werden konnte, folgte bald die Gründung einer chemischen Fabrik in Radebeul und damit der Beginn der weltweit ersten Arzneimittelsynthese in industriellem Maßstab.

Nun hatte die Sache mit der Salicylsäure aber einen Haken. Zum Einen war dies der bittere Geschmack des Präparats. Weitaus negativer war vermutlich aber die schlechte Verträglichkeit, die sich in Form von Magenbeschwerden (Übelkeit, Erbrechen etc.) und bei hoher Dosierung Tinnitus manifestierte.

Hier kam nun Bayer ins Spiel, vertreten durch die Herren Eichengrün und Hofmann. Sie waren es, die ein neuartiges Verfahren zur Acetylierung entwickelten und damit Salicylsäure zu Acetylsalicylsäure / Aspirin veredelten.

Hier steht wie es gemacht wird – Das Laborjournal des Erfinders

Besagte Prozedur und der Name Felix Hofmann tauchen auch in einem anderen Zusammenhang auf: Wendet man das Verfahren zur Acetylierung des starken Schmerzmittels Morphin an, erhält man das nicht minder bekannte Diacetylmorphin aka Heroin, das auch erst als Pharmazeutikum vorgesehen war, dann jedoch traurige Geschichte als stark suchterzeugende Droge machte. Beide Wirkstoffe Aspirin & Heroin haben also einen gemeinsamen „Vater“.

Wie funktioniert’s ?

Dazu müssen wir erst einmal beleuchten, wie Schmerz überhaupt entsteht. Schmerz ist ein Symptom einer Gewebsschädigungen oder einer Krankheit. Wird Gewebe geschädigt, setzt der Organismus Schmerzstoffe, wie die Botenstoffe Acetylcholin, Serotonin, Histamin und die Kinine frei, die bestimmte Nervenendigungen (Nocizeptoren) aktivieren. Erst wenn ein bestimmter Schwellenwert überschritten wird, wird dieses Signal im Gehirn als Schmerzempfindung registriert. Parallel zu den Schmerzstoffen werden weitere Botenstoffe, die Prostaglandine, freigesetzt, welche die Wirkung der Schmerzstoffe auf die Nocizeptoren verstärken.1

Greift man also in die Bildung der Prostaglandine ein, sind die Nocizeptoren weniger empfindlich gegenüber den Schmerzstoffen und es ist ein größerer Reiz notwendig um ein Schmerzsignal zu erzeugen.

Liegen solche größeren Reize vor, braucht es natürlich schwerere Geschütze um den Schmerz zu unterdrücken. Daher gibt es noch eine ganze Reihe anderer Schmerzmittel. Keiner würde sich z.B. einem größeren chirurgischen Eingriff unterziehen, wenn er vorher nur eine Aspirin-Tablette bekommen hat.

Prostaglandine sind überhaupt an so einigen Prozessen in unserem Organismus beteiligt. Bei Entzündungen, bei Fieber, der Blutgerinnung und so einigem Anderen.

So kann Acetylsalicylsäure auch nützlich bei der Prophylaxe von Herzinfarkten, Schlaganfällen und Thrombose sein. Also Erkrankungen, bei welchen eine Blockade von Blutgefäßen durch Blutgerinnsel auftritt. Ohne hier zu sehr ins Detail zu gehen, beruht die Blutgerinnung auf einem Verklumpen von Blutplättchen und dient normalerweise dazu Wunden zu verschließen und Blutungen zu stoppen. Um dies zu erreichen und entsprechend zu regeln existiert ein hochkomplexer Mechanismus, in dem auch Prostaglandine eine wichtige Rolle spielen.

Bildet sich ein Gerinnsel jedoch nicht innerhalb einer Wunde, sondern innerhalb eines dünnen Blutgefäß und verschließt oder verengt es erheblich, kann dies o.g. ernste Konsequenzen haben. Hemmt man also die Fähigkeit der Blutplättchen sich zu Gerinnseln zusammenzulagern, wirkt man dem Auftreten solcher Gefäßverschlüsse und dem Auftreten z.B. eines Herzinfarkts entgegen. Aber auch die gewünschte Blutgerinnung ist reduziert. Vor Operationen sollte man also Aspirin und andere Gerinnungshemmer vermeiden, um Komplikationen durch starke Blutungen zu vermeiden !

Acetylsalicylsäure ist aber dennoch ein sehr sicheres Medikament. Tatsächlich sogar so sicher, dass es als „Over the Counter“-Medikament, also rezeptfrei, erhältlich ist. In manchen Ländern geht man sogar soweit, dass Aspirin auch ausserhalb von Apotheken erhältlich ist. Die mittlere tödliche Dosis liegt mit 200 mg/kg Körpergewicht sehr hoch. Ein 100 kg schwerer Mensch müsste also 20 g reines ASS zu sich nehmen, was in der Praxis wohl so gut wie nicht vorkommt. Dies bedeutet allerdings nicht, dass man Aspirin-Tabletten sorglos wie Bonbons zu sich nehmen sollte, da eben Nebenwirkungen vorkommen und es Situationen gibt, in welchem man Aspirin nicht zu sich nehmen sollte. In den USA sind Nebenwirkungen von ASS und anderen nicht-Opioid Schmerzmitteln unter den 16 häufigsten Todesursachen. Da die Statistik Aspirin nicht explizit aufführt, nimmt die Öffentlichkeit die Gefahren einer falschen, ggf. auch gewohnheitsmäßigen dauernden Einnahme einfach nicht wahr.

Daher auch hier: Für Risiken und Nebenwirkungen fragen sie ihren Arzt und Apotheker.

to be continued

  1. Die Prostaglandine sind eine sehr vielfältige Familie von Botenstoffen und erfüllen noch eine ganze Reihe anderer Funktionen. Dazu jedoch später mehr… ↩

Superfoods – Das Gute daran ist das Gute darin ?

Gesunde Ernährung und „hippe Trends“ in der Ernährung waren hier in letzter Zeit ja schon des öfteren Mal Thema. Während im Angesicht vermehrter Lebensmittelskandale und meterlanger Listen von Zusatzstoffen oft der Fokus darauf liegt, was alles nicht in unser Essen rein darf, soll es heute mal um all die Lebensmittel gehen, die man absichtlich seiner Ernährung zusetzt, weil man sich davon gesundheitliche Vorteile erhofft. Das Motto hier lautet nicht mehr nur gesund essen, sondern viel mehr Gesundheit essen.

Dies trifft in besonderem Maße auf sogenannte Superfoods zu, also solche Lebensmittel, die nicht der blanken Energiezufuhr oder dem puren Genuss dienen, sondern die auch noch zusätzliche Gesundheitsvorteile versprechen.

Und was diese Superfoods angeblich alles können ist beachtlich. Das Spektrum reicht von Krebsprävention, Blutdrucksenkung und dem Immunsystem förderlichen Effekten, bis hin zu reiner Haut und allgemeinem Wohlbefinden. Eine Apotheke könnte glatt neidisch werden.

Gesund essen vs Gesundheit essen

Ursächlich für die erhöhte Aufmerksamkeit und Klassifikation als Superfood sind oft Studien, die zeigen, dass bestimmte natürliche Inhaltsstoffe einen positiven Effekt haben. Dabei handelt es sich oft um sogenannte sekundäre Pflanzenstoffe, d.h. solche Stoffe, die eine Pflanze nicht für ihren Energiestoffwechsel benötigt, also nicht unmittelbar lebensnotwendig sind. Zwei prominente Vertreter solcher Substanzen, die Jeder kennt (wenn auch nicht in Verbindung mit Superfoods), sind Koffein und Nikotin. Eher relevant für gute Gesundheit wären z.B. die Polyphenole, die jedem gesundheitsbewussten Rotweintrinker natürlich ein Begriff sind.

Versammeln sich also im Idealfall mehrere dieser gesunden Naturstoffe in einem Nahrungsmittel, wird es zum Superfood geadelt. So weit, so gut (für die Gesundheit). Das Schöne an dem Konzept Superfood ist der Gedanke das Angenehme mit dem Nützlichen zu verbinden. Wir trinken ein leckeres Rotweinchen (Genuß!) und tun mit den Polyphenolen auch etwas für unsere Gesundheit. Wir knabbern ein paar Goji-Beeren und härten unser Immunsystem ab. Einfache Lösungen kommen eben immer gut an. Gerade bei komplizierten Zusammenhängen wie das Thema Gesundheit.

Doch auch hier gilt: Einfache Lösungen für komplexe Probleme kommen nur ganz selten vor. Es mag tatsächlich der Wahrheit entsprechen, dass bestimmte sekundäre Pflanzenstoffe in Studien einen positiven Effekt zeigen.

Nehmen wir z.B. das im Rotwein enthaltene Resveratrol, ein Polyphenol, welches Wirksamkeit gegen Krebszellen und positive Effekte auf Alzheimer zeigt. Während dies durchaus interessante Ergebnisse sind, wird hier insbesondere in den Medien, die Ottonormalbürger beobachtet, aber oft außer Acht gelassen, dass viele dieser Studien in Tiermodellen oder in-vitro, d.h. im Reagenzglas durchgeführt werden. Das bedeutet, dass

  1. die beim Tier beobachteten Effekte nicht zwingend auch beim Menschen auftreten müssen
    und
  2. „Reagenzglasversuche“ unter idealen Laborbedingungen stattfinden und in Realität viele weitere Bedingungen zu berücksichtigen sind, die im Laborversuch nicht auftreten.

Während im Versuch der zu untersuchende Stoff gezielt zugeführt wird, also in relativ konzentrierter Form und direkt am Ort des Geschehens, kann der selbe Stoff, als Bestandteil eines Lebensmittels in relativ verdünnter Form vorliegen und muß erst einmal unseren Stoffwechsel durchwandern, bis er im Gehirn Alzheimer vorbeugen kann.

Im dümmsten Fall kann dies bedeuten: Bis wir einen positiven Effekt durch das Resveratrol spüren, haben wir soviel Rotwein genossen, dass wir längst dem Suff erlegen sind.

Diesem Einwand könnte man nun dadurch Rechnung tragen, dass man vom Konzept Superfood als solches ein Stück abweicht und z.B. Extrakte kocht und Pillen presst. Der Wirkstoff kann dadurch in konzentrierter Form eingenommen werden. Doch auch hier ist eine gewisse Vorsicht angebracht. Denn was von Befürwortern von Naturheilkunde und Heilmitteln aus der Natur gerne außer Acht gelassen wird: Nur weil ein Heilmittel direkt von Mutter Natur kommt, heißt dies noch lange nicht, dass es frei von Nebenwirkungen ist. Auch hier sollte man wissen was man tut. Bleiben wir z.B. beim Resveratrol und Krebs: Es kann gezeigt werden, dass Resveratrol dem programmierten Zelltod in Krebszellen Vorschub leisten kann, d.h. die Krebszellen sterben ab. Findet jedoch gleichzeitig eine Chemotherapie statt, z.B. mit Taxol (hemmt das Wachstum von Krebszellen), kann das Resveratrol die krebstötende Wirkung des Chemotherapeutikums unterbinden.

Getrocknete Goji Beeren für’s Müsli

Anderes Beispiel: Goji-Beeren. Hier lässt sich z.B. beobachten, dass Inhaltsstoffe der Goji-Beere das Enzym Cytochrom P450 3A4 in der Leber blockieren. Dieses Enzym ist aber an der Verstoffwechselung vieler Arzneimittel beteiligt, was im ungünstigsten Fall z.B. bei besonders starken Medikamenten hässliche Nebenwirkungen haben kann.

Dies soll Wirkstoffe aus der Natur natürlich nicht verdammen, da sich damit auch viele positive Dinge erreichen lassen. Man darf eben nur nicht außer acht lassen, dass solche Wirkstoffe genauso wirkungsvoll (wenn nicht gar mitunter wirkungsvoller) sein können als rein synthetische. Mit allen positiven, wie auch negativen Konsequenzen.

Goji und Chia vs Tomate und Weintraube

Doch es muss ja nicht immer auf die sekundären Pflanzenstoffe ankommen. Immerhin sollen Superfoods, mitunter auch in Form von Superfruits, vollgepackt sein mit Vitaminen und wertvollen Mineralstoffen.

Die Alternative ist vom Konzept her simpel aber weniger ‚sexy‘ als Superfood: die vielzitierte ausgewogene Ernährung. Wer eine gute Mischung an Obst und Gemüse zu sich nimmt (simple Sachen wie Äpfel, Bananen, Tomaten, Karotten etc.), braucht auch keine speziellen Superfoods, die einmal um die halbe Welt geflogen sind oder von denen außer dem Ernährungsguru noch nie jemand bei uns gehört hat. Und auch die viel gerühmten sekundären Pflanzenstoffe sind in den heimischen Produkten enthalten. Sei es das bereits erwähnte Resveratrol im Wein oder Lutein und Zeaxanthin in der Tomate, im Grünkohl oder im Mais.

Grünkohl als heimisches Superfood ?

Der Grünkohl hat eben eine schlechtere Marketingabteilung als z.B. die Gojibeere. Der Superfoodernährungsguru verkauft eben nicht nur ein Nahrungsmittel, sondern ein Lifestyleprodukt, eine Vision.

Schenkt man den Statistiken im Internet glauben (z.B. hier und hier), wurde im Jahr 2016 in Deutschland Umsätze im Bereich von 43-46 Mio. Euro erzielt, der Großteil davon mit Chia-Samen. Tendenz weiter steigend.

Infografik: Der Hype um Superfoods | Statista

Mehr Infografiken finden Sie bei Statista

Im Kontrast dazu lässt sich mit heimischem Obst und Gemüse sicher kein Vermögen verdienen. Dafür gibt es einfach zu viele Anbieter und die Wahre ist eben nicht sexy genug. Denn Superfood ist oft auch ein Synonym für Trendfood. Einer fängt damit an und dank Marketing und Medien ist es plötzlich trendy sich Chia-Samen über das Müsli zu streuseln.

Fliegt einmal um die Welt und veredelt Gebäck und Müsli: Chia-Samen

Übrigens, wer sich einen Überblick über exotische Superfruits einerseits, sowie einige Beispiele für gesunde einheimische Gewächse andererseits verschaffen will kann dies hier tun:

Justitia und Superfood

Überhaupt tritt ein Problem auf, wenn es um Marketing und Gesundheit geht. Positive Effekte auf die Gesundheit sind ein hocheffektives Zugpferd für die Vermarktung von Produkten. Damit also der Verbraucher mit halbgaren, wissenschaftlich nicht haltbaren Behauptungen angelockt und abgezockt wird, gibt es die sogenannte Health Claims Verordnung, gemäß welcher

„eine Werbung mit gesundheits- und nährwertbezogenen Angaben […] prinzipiell nur zulässig [ist], wenn die Angaben von der Europäischen Union in einem […] Verfahren wissenschaftlich anerkannt wurde“.

https://de.wikipedia.org/wiki/Verordnung_(EG)_Nr._1924/2006_(Health_Claims)

Dies verdeutlicht auch nochmal, welcher Schmu teilweise mit der Ernährung getrieben wird.

Superfood – Und wie weiter ?

Wie sieht nun das Fazit aus ? In der Apotheken Umschau zum Superfood Chia-Samen findet sich z.B. folgendes Statement eines Experten der Bundesanstalt für Ernährung, welches die Sache gut auf den Punkt bringt:

„Wer sie essen mag, soll das gerne tun. Eine ähnliche Fettzusammensetzung finden Sie aber auch in heimischen Saaten wie Leinsamen, Rapsöl oder Nüssen“, schränkt Seitz ein. Regionale Produkte seien billiger. Zwar sind Chia-Samen länger haltbar. „Aber in Zeiten des Klimawandels sollte man sich auch fragen, ob man den hohen CO2-Fußabdruck von transatlantisch importierten Lebensmitteln verantworten will“, so Seitz. Ein schöner Tomatensalat und ein Glas Rotwein tut es also sicherlich auch.

Apotheken Umschau

Gefilterte Sonne – Von Sonnenbrand und Sonnenschutz

Sommer ist’s und die Sonne scheint. Ein durchaus begrüßenswerter Umstand, wenn man an die düstere Winterzeit drängt. Vorbei ist es mit dem Stubenhocken und raus geht’s Sonne tanken. Doch halt ! Tummelt man sich über Tag allzu arglos in der Sonne kriegt man Abends dafür die Quittung: Man sieht aus wie ein gekochter Hummer, schmerzend gerötete Haut, sprich: Sonnenbrand !

Doch was genau ist Sonnenbrand und woher kommt er ? Um dies zu verstehen müssen wir uns das Sonnenlicht mal genauer betrachten:

Das augenscheinlich farblose Sonnenlicht ist gar nicht farblos, sondern ist eine Überlagerung verschiedener Wellenlängen von elektromagnetischer Strahlung, die wir einzeln betrachtet als unterschiedlich farbig wahrnehmen würden.

Jedoch enthält die Sonnenstrahlung, die uns innerhalb der Erdatmosphäre erreicht, nicht nur das sichtbare Licht, sondern auch die energiereiche ultraviolette Strahlung (UV).

UV-Licht ist hinreichend energiereich, dass es unsere Zellen schädigt, indem photochemische Reaktionen, z.B. in unserer DNA, ausgelöst werden. Diese Schäden lösen eine Reihe von Reaktionen des Organismus aus, die einer Entzündung nicht unähnlich sind, u. A. bemerkbar an Rötung, Übererwärmung und Schmerz. Wie schnell eine solche Reaktion auftritt, ist dabei von mehreren Faktoren abhängig.

Warum vornehme Blässe nicht erstrebenswert ist

Zum Einen ist dies von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich. Während sehr hellhäutige Menschen sehr schnell Sonnenbrand kriegen, dauert es bei dunklen Hauttypen deutlich länger, bis eine entsprechende Reaktion auftritt. Beim sehr hellhäutigen Typ I (keltischer Hauttyp, rötliches/hellblondes Haar) ist die Eigenschutzzeit, d.h. die Zeit in der ein Sonnenbrand auftreten kann, in der Mittagssonne im Sommer unter 10 Minuten. Beim mediterranen Typ IV (bräunliche oder olivfarbene Haut, dunkele Haare) wären 30 Minuten noch ok. Wer eine ganz grobe Abschätzung haben möchte zu welchem Hauttyp er gehört kann einmal einen Blick auf die Seite des Bundesamts für Strahlenschutz werfen.

Natürlich ist die Verweildauer, die man in der Sonne bleiben kann auch in großem Maße von der Intensität des Sonnenlichts ab. Bei bewölktem Himmel ist die Gefahr sich zu verbrennen eher gering. Eine Abschätzung für diesen Faktor liefert der UV-Index:

Kurze Erklärung: Die Bestrahlungsstärke einer horizontalen Fläche wird nach dem Wirkungsspektrum, d.h. der Schädlichkeit der verschiedenen Wellenlängen des Lichts gesichtet. UV-Licht mit einer Wellenlänge < 298 nm wird mit dem Faktor 1 voll berücksichtigt, während länderwelliges Licht, d.h. mit abnehmender Energie immer weniger zum Ergebnis beiträgt. Um etwas handlichere Werte zu erhalten teilt man das Ergebnis durch 25 und erhält so eine Skala die sich im Bereich von 1 bis 11+ bewegt, wobei 1-2 geringer Sonnenbrandgefahr entsprechen und bei Werten über 8 – 9 Sonnenschutz unbedingt empfohlen ist. Wer sich also entsprechend vorbereiten möchte kann dies z.B. durch Beobachten des Wetterberichts tun. Übrigens, sollten Sie den schönen Sportarten Segeln, Surfen (soll heißen Sport in oder am Wasser) oder Ski fahren (sprich: im Schnee) fröhnen gilt es ein erhöhtes Risiko zu berücksichtigen, da Schnee und Wasser Licht reflektieren und für eine erhöhte Bestrahlung sorgen !

Vor UV-Strahlung wird gewarnt !

Weitere Faktoren, die einen Einfluss auf die UV Immission haben, sind Luftverschmutzung (Staubpartikel absorbieren Licht), der geographische Breitengrad und die höhe der Lage des Standorts (je höher und je näher am Äquator desto intensiver).

Da man jedoch im Sommer auch einmal an die frische Luft möchte, muss man sich geeigneter Schutzmaßnahmen bedienen. Die magischen Worte lauten demnach Reflektieren, Streuen und Absorbieren. Drei geeignete Konzepte, damit die UV-Strahlung nicht an unsere Haut dringt.

Schutzmaßnahmen gegen die Sonne

Um die Schutzmaßnahmen nach ihrer Wirksamkeit beurteilen kann gibt es den sogenannten Lichtschutzfaktor (LSF / LPF) bzw. UV-Schutzfaktor (USF / UPF). Diese Größen geben an, wie viel mal länger man sich in der Sonne aufhalten kann, ohne dass eine Hautrötung auftritt. Ergo: Beträgt die Eigenschutzzeit 10 Minuten kann man mit LSF 20 etwa 10 min x 20 = 200 min, d.h. etwas länger als 3 Stunden in der Sonne bleiben. Doch auch hier ist ein gerüttelt Maß an Vorsicht geboten: Da trotz aller Schutzmaßnahmen, die Einwirkung der UV-Strahlung auf unsere Haut nicht völlig neutralisiert wird, sollte man die verlängerte Schutz-Zeit nicht völlig ausreizen. Etwa 60 % werden empfohlen um das Risiko langfristiger Schäden zu minimieren. Da die UV-Belastung kumulativ wirkt, sind auch vergangene Aufenthalte in der Sonne zu berücksichtigen. Hier gilt also (wie eigentlich fast überall): Nicht übertreiben !

Maßnahme LSF
Sonnenschirm ca. 15
Sonnencreme 1 – 30
Leichte Baumwollkleidung 2 – 10
Dichte Baumwollkleidung ca. 20
Schatten unter einem Baum 5 – 15

Quelle: Broschüre Textiler UV-Schutz (Link)

Wenn man nicht stationär im Schatten verharren will, so kann man z.B. den Ratschlag des Arztes Edmund Saalfeld aus dem Buch Kosmetik – Ein Leitfaden für praktische Ärzte1 beherzigen:

„Bei Wanderungen im Gebirge, auf Gletschern, an der See […] Schleier tragen. […] Ferner sollen die Hüte eine breite Krempe haben[…]. Ferner soll hier vom Puder ausgedehnter Gebrauch gemacht werden.“

Der Ratschlag leuchtet erst einmal ein. Ist die Haut abgedeckt, bekommt sie wenig Licht. Wer sich jedoch schon mal einen Pullover über den Kopf gezogen hat, der weiß, dass die meisten Textilien nicht völlig undurchlässig sind. Der Schutz durch Textilien ist nicht nur von der Art des Textils (Webdichte des Stoffs etc) abhängig, sondern auch von gebrauchsabhängigen Größen wie Feuchtigkeit, Dehnung des Stoffs, eng anliegend oder nicht und Abnutzungsgrad bestimmt. Führt man sich z.B. das Resultat eines Wet T-Shirt Contest vor Augen, dann wird offensichtlich, dass ein nasses T-Shirt entsprechend durchlässiger ist und weniger schützt.

Wer sich aber in der Sonnenhitze nicht komplett verhüllen mag, greift zur chemischen Aufrüstung des Eigenschutzes der Haut:

Molekularer UV-Schutz

Mit voranschreiten der Wissenschaften kamen dann spätestens in der 1930ern findige Chemiker auf die Idee Salben und Cremes auf Basis von UV-Filter-Materialien zu entwickeln. UV-Filter sind Substanzen, die über die Fähigkeit verfügen Licht im ultravioletten Bereich zu absorbieren und als längerwelligere, energieärmere Strahlung, die unsere Haut nicht schädigt, wieder abzugeben.

Wie wir auf dem UV Foto rechts erkennen können, absorbiert das Sonnenschutzmittel den UV Anteil des Lichts, der so nicht mehr auf die Haut treffen kann. Da so auch weniger UV von der Haut reflektiert wird, erscheinen die behandelten Hautpartien dunkel.

Um möglichst Effizient UV Licht absorbieren zu können, besitzen viele dieser Substanzen sogenannte konjugierte Doppelbindungen, d.h. direkt nebeneinander angeordnete Kohlenstoff-Kohlenstoff oder Kohlenstoff-Sauerstoff-Doppelbindungen.

Rot hervorgehoben: Konjugierte Doppelbindungen

Ähnlich verhält es sich auch mit der natürlichen Bräune der Haut: Diese ist eine Art natürlicher Sonnenschutz, basierend auf dem Hautpigment Melanin, welches sich beim Menschen aus den Komponenten Eumelanin (schwärzlich-braun) und Phäomelanin (gelblich-rötlich) zusammensetzt und je nach deren Verhältnis zueinander auch die unterschiedlichen Hautfarben/Hauttypen bedingt.

Körpereigener Sonnenschutz – Melanine

Alternativ besteht auch die Möglichkeit UV-Schutz durch die mineralischen Pigmente Zinkoxid und Titandioxid zu erreichen, die einfallendes Licht streuen bzw. reflektieren. Diese besitzen den Vorzug nicht wasserlöslich und unbedenklich zu sein. Nachteil: Als Weißpigment, dass man auch in Wandfarbe vorfindet, bilden sie einen weißen Schleier auf der Haut. In neueren Formulierungen von Sonnenschutzpräparaten versucht man dies durch den Einsatz dieser Stoffe als Nanopartikel zu kompensieren.

Tatsächlich enthält ein Sonnenschutzmittel meist nicht nur einen, sondern direkt mehrere dieser Wirkstoffe, da ein einzelner Stoff nicht die gesamte Bandbreite des UV-Lichts abdeckt. Ebenso findet man auch Antioxidantien (z.B. Vitamin E, Vitamin C), die dem Zweck dienen freie Radikale abzufangen, die durch UV Einwirkung gebildet werden und die UV-Filter zerstören bzw. nicht zuletzt unsere Zellen schädigen.

Wieviel ist genug ?

Wie bei allen Wirkstoffen gibt es aber auch bei Sonnenschutzmitteln ein paar Regeln, die es bei der Anwendung zu beachten gilt. Um einmal dem Gerücht entgegen zu wirken, dass der Naturwissenschaftliche Unterricht an unseren Schulen komplett am Alltag vorbei geht ein Beispiel: das Lambert-Beer’sche Gesetz, welches die Abschwächung einer Strahlung bei Durchtritt durch ein Medium mit einer absorbierenden Substanz beschreibt. Die Extraktion (El), welche hier der gewünschten Abschwächung des UV-Lichts entspricht, ist abhängig von

  1. Dem Exiktionskoeffizienten, also der Eigenschaft unseres UV-Filters, die beschreibt, wie effizient er das Licht absorbiert
  2. Der Konzentration des UV-Filters in unserem Sonnenschutzmittel
  3. Der Schichtdicke, d.h. wie dick wir die Sonnencreme auf unsere Haut auftragen.

Während wir auf Punkt 1 + 2 nur wenig Einfluss nehmen können, ist es offensichtlich, dass frei nach dem Motto viel hilft viel wir durch das Quantum, dass wir uns auf die Haut schmieren einen deutlichen Einfluss auf unseren Sonnenschutz haben.

Welche Schichtdicke benötigt man also ? Da die Dicke eines Fettfilms auf der Haut schwer zu bestimmen ist, geht man zweckmäßiger Weise von der Richtmenge von 2 mg Sonnenschutz je cm² Körperoberfläche aus. Das wären bei einer durchschnittlichen Körperoberfläche2 etwa 35 g. Wer es genau berechnen möchte:

Gegenanzeigen

Doch wie heißt es immer so schön in der Pharmawebung: „Zu Risiken und Nebenwirkungen fragen sie bitte…“ Klarer Fall, überall wo man sich Wirk- und Zusatzstoffe zuführt, ist die Frage nach unerwünschten Nebeneffekten nicht fern.

Tatsächlich lässt sich für manche der UV-Filter im Tierversuch eine hormonähnliche Wirkung nachweisen, die aber vom Bundesamt für Risikobewertung3 als für den Menschen als nicht relevant bewertet wird. Dies gilt natürlich vor der Maßgabe, dass das entsprechende Sonnenschutzmittel nicht in exzessiven Mengen eingesetzt wird. Ebenso ist sicherlich ein größeres Maß an Vorsicht bei Risikogruppen wie Schwangere oder stillende Müttern angebracht, bei hormonelle Einflüsse besonders kritisch auswirken können.4

Ebenso findet man den Einwand, dass bei Anwendung eines UV-Blockers mit LSF 20 etwa 95 % der Vitamin D Produktion, die UV-B Licht benötigt, zum Erliegen kommt. Um dennoch auf seine Kosten zu kommen empfiehlt das Robert Koch Institut: „Dies kann aber leicht durch einen kurzen (15-20 Minuten) Aufenthalt im Freien mit nicht eingecremten Armen und Gesicht, bei sonst textilgeschützter Haut kompensiert werden.“

Sicher das wichtigste Argument FÜR UV-Blocker ist die Hautkrebsprävention. So konnte in mehreren Studien gezeigt werden, dass der Einsatz von UV-Blockern das Risiko an schwarzem Hautkrebs zu erkranken, je nach Studie 18-33 % reduziert ist.5

Paradoxerweise gibt es auch Studien, die zeigen, dass es trotz Auftragen eines Sonnenschutzmittels zu erhöhtem Auftreten von Hautkrebs kommt. Dies ist jedoch nicht durch die Natur des Sonnenschutzmittels bedingt, sondern dadurch dass, gerade bei Einsatz von moderatem Lichtschutzfaktor, die Leute trotzdem eine erhöhte Dosis UV abkriegen, da sie sich sorgloser in der Sonne bewegen. 6, 7 Unter anderem wird dort bemängelt, dass sogenannte Confounder-Effekte, d.h. verdeckte Störeffekte aus Umwelt und falscher Anwendung nicht von den Studien berücksichtigt werden. Ein Umstand der solche und ähnliche Studien schwer zu interpretieren macht und dazu führt, dass regelmäßig in den Medien „eine neue Sau durch’s Dorf getrieben wird“.

Insgesamt kann man zu dem Schluss kommen, dass selbst wenn man die eingangs erwähnten Negativeffekte von Sonnenschutz berücksichtigt, insgesamt der Risiko-Nutzen-Faktor eine positive Bilanz aufweist.

  1. Springer Verlag, 1908. ↩
  2. https://de.wikipedia.org/wiki/Körperoberfläche↩
  3. https://www.bfr.bund.de/de/presseinformation/2005/32/immer_auf_ausreichenden_sonnenschutz_achten_-6891.html ↩
  4. https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2008/daz-31-2008/die-schattenseiten-von-uv-filtern ↩
  5. Reza Ghiasvand, Elisabete Weiderpass, Adele C. Green, Eiliv Lund, Marit B. Veierød: Sunscreen Use and Subsequent Melanoma Risk: A Population-Based Cohort Study. In: Journal of Clinical Oncology. https://doi.org/10.1200/JCO.2016.67.5934 ↩
  6. Journal of Clinical Oncology 34, 3976. http://dx.doi.org/10.1200/JCO.2016.67.5934 ↩
  7. http://annals.org/aim/article-abstract/716987/sunscreen-use-risk-melanoma-quantitative-review?volume=139&issue=12&page=966 ↩

Wenn das Joghurt lügt…

Kürzlich erreichte mich eine Frage aus der Leserschaft. Anne M. möchte wissen:

Ich fände es eher interessant zu erfahren, warum man Erdbeeraroma aus Schimmelpilzen herstellt[…] Ist das gesund & richtig dermaßen in den Chemiebaukasten zu greifen?

In der Tat wirkt es befremdlich, wenn der Erdbeergeschmack aus unserem Joghurt nicht aus einer Erdbeere kommt, sondern aus einem Material gewonnen wird, dass man gemeinhin als nicht essbar einstufen würde. Tauchen wir also ein in die bunte Welt der Aromen.

Was sind Aromen ?

Wie für Vieles in der Lebensmittelbranche gibt es auch für Aromen eine EU Verordnung (Aromenverordnung (EG) Nr. 1334/2008), die genau regelt, was ein Aroma eigentlich genau ist:

„Aroma“: Erzeugnis,
i) das als solches nicht zum Verzehr bestimmt ist und Lebensmitteln zugesetzt wird, um ihnen einen besonderen Geruch und/oder Geschmack zu verleihen oder diese zu verändern;

Soweit erstmal ganz einleuchtend und keine große Überraschung. Wesentlich spannender wird es, wenn wir uns die Unterteilung der verschiedenen Aromen angucken: Aromastoffe, Aromaextrakte, thermisch gewonnene Reaktionsaromen, Raucharomen, Aromavorstufen und sonstige Aromen.
Für uns interessant sind die ersten beiden Kategorien plus das Raucharoma, da dies primär die Stoffe sind, die unserem Essen zugesetzt werden.

Aromastoffe sind einzelne Substanzen, die entweder natürlichen oder synthetischen Ursprungs sein können.

Was für Aromen gibt es ? Wie werden Aromen eingeteilt ?

Um uns das Ganze näher zu veranschaulichen, wollen wir beim Beispiel Erdbeere bleiben:

  • Erdbeerextrakt:
    Wie der Name bereits suggeriert, werden hier Erdbeeren genommen und mittels eines physikalischen Verfahrens (z.B. Extraktion mit einem Lösungsmittel oder Destillation) die enthaltenen Aromastoffe gewonnen. Wir erhalten also keinen einzelnen Stoff, sondern ein komplexes Gemisch, 100 %ig aus der Erdbeere gewonnen.
  • natürliches Erdbeeraroma:
    Hier müßen es nicht mehr 100 %, sondern nur noch 95 % sein. Was ist nun mit den übrigen 5 % ? Nun ist es tatsächlich so, dass alle Naturerzeugnisse einer gewissen natürlichen Qualitätsschwankung unterliegen. Nicht jede Erdbeere schmeckt gleich. Ähnliches kennen wir vom Wein, bei dem verschiedene Lagen und Rebsorten auch unterschiedliche Geschmacksnuancen besitzen. Da der Verbraucher aber bei Fertigprodukten eine gleichbleibende Qualität haben möchte, ist es erlaubt zur geschmacklichen Feinabstimmung weitere Aromastoffe zuzusetzen. Das Aroma muss zwar deutlich nach der Erdbeere schmecken, bildet deren volles Geschmacksspektrum aber nicht vollumfänglich ab. Ebenso gibt es auch den Fall, dass der natürliche Extrakt gesundheitsschädliche Inhaltsstoffe besitzt, so z.B. Citrusöl, dem die Terpene α-Pinen und Limonen entzogen werden.
  • natürliches Aroma:
    Aufgemerkt ! Hier fehlt jetzt der Name des Lebensmittels, dessen Geschmack nachgebildet wird. Zwar wird das Aroma nach wie vor aus natürlichen Quellen gewonnen, aber unsere beispielhafte Erdbeere muss nicht zwingend daran beteiligt gewesen sein. Der Name fällt insbesondere weg, wenn er den Geschmack des Aromas nicht zutreffend beschreibt. Tatsächlich kann man heutzutage mithilfe von Mikroorganismen Schlüsselkomponenten des authentischen Aromas nachbilden.
Bakterien der Gattung Streptomyces als biotechnologische Aromenfabrik

Beispiel: Vanillin, die Hauptkomponente im Vanillegeschmack. Hier kann man zum Beispiel auf Reis zurück greifen, der unter anderem Ferulasäure enthält, die von z.B. bestimmten Bakterien der Gattung Streptomyces zu Vanillin umgebaut wird. Die auf biotechnologischem Weg gewonnenen Aromastoffe lassen sich dann von Bakterien und Fermentationsbrühe abtrennen und hochrein isolieren.

Synthetisches Aroma:
Hier darf jetzt der Chemiker zeigen, was er kann. Sprich: Der Aromastoff wird nicht aus Pflanzen, Tieren oder Mikroorganismen gewonnen, sondern im Labor hergestellt. Beim naturidentischen Aroma handelt es sich um den selben Stoff, den man auch in der Natur finden kann. Liegt er in hochreiner Form vor, kann man nicht mehr unterscheiden, ob er extrahiert wurde oder synthetisch hergestellt wurde. Es ist das selbe Molekül. Beispiel Vanillin: Es kann wie wir gesehen haben aus Vanilleschoten oder aus Bakterienkulturen „natürlich“ isoliert werden oder als Resultat organischer Synthesechemie entstehen, hier z.B. in einer Variante die beim Chemiekonzern Rhône-Poulenc zum Einsatz kam:

Bleiben noch die künstlichen Aromen, die mit dem natürlichen Vorbild bis auf einen ähnlichen Geschmack, nur noch wenig gemein haben. Beispiel: Ethylvanillin, welches sich vom natürlichen nur dadurch unterscheidet, dass eine Methylgruppe (-CH3) durch eine Ethylgruppe (-CH2CH3) ausgetauscht wurde, dadurch aber bis zu 4-mal intensiver schmeckt als natürliches Vanillin. Übrigens, wenn man nur den simplen Begriff Aroma ließt, dann ist es fast sicher, dass es künstliches Aroma ist, da alle „höhenwertigen“ Aromen auch als als solche ausgewiesen werden, als sich mit den synthetischen unter einem Begriff gemein zu tun.

Warum schmecken Erdbeeren anders als aromatisierte Produkte mit Erdbeere ?

Tatsächlich sind Geschmack und Geruch der originalen unverfälschten Lebensmittel eine sehr komplexe Angelegenheit. Über 10.000 Aromastoffe hat man in der Natur identifiziert und allein der authentische Geschmack der Erdbeere wird von mehr als 300 verschiedenen Stoffen hervorgerufen. Wer einen ungefähren Eindruck dieser molekularen Vielfalt gewinnen will, kann einen Blick in diesen Wikipedia Artikel werfen, in dem diverse Schlüsselkomponenten in Fruchtaromen aufgelistet werden.

Übrigens… Wo wir schon von Komplexität sprechen. Es gibt Moleküle, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten. Sie scheinen sich wie ein Ei dem anderen zu gleichen, nur eben spiegelverkehrt. Und das kann interessante Auswirkungen auf ihre biologische Eigenschaften haben: Nehmen wir den Aromastoff Carvon – in der Form (S)-(+)-Carvon riecht dieser nach Kümmel, während (R)-(-)-Carvon das Aroma von Minze besitzt !

Daher beschränkt man sich auf einige wenige Schlüsselaromen, die dann von Aroma-Experten zu einer speziellen Rezeptur vermischt werden um den natürlichen Geschmack nachzubilden oder aber die passende Geschmacksnote für ein Produkt zu kreieren.

Wieso nicht nur natürliches Erdbeeraroma verwenden ?

Wenn schon Erdbeeraroma, dann bitte natürliches Erdbeeraroma, mag man sich denken. Hier stößt man auf das Problem, das der Gehalt an Aromastoffen in einer Erdbeere sehr gering ist. Man geht von einem Gehalt von etwa 0.01 % aus. Bedeutet: Für 1 kg Aroma würde man 10.000 kg Erdbeeren benötigen. Entsprechend kann man sich vorstellen, das der Bedarf an Erdbeeraroma mit Früchten alleine nicht zu decken wäre. Daher behilft man sich mit Tricks. Eben z.B. Mikroorganismen und Schimmelpilze einzusetzen, die natürliches Aroma auf billigem Weg erzeugen und das man nach entsprechender Aufreinigung nicht mehr vom aus der Erdbeere extrahierten Einzelstoff unterscheiden kann.

Erdbeer Aroma aus Sägespänen ? Echt jetzt ?

Man hört immer wieder, dass Erdbeer- oder Himbeeraroma aus Sägespänen gewonnen und dann als natürliches Aroma deklariert wird. Dies ist jedoch offenbar eine Urban Legend. Wie wir gesehen haben, darf sich nur solche Stoffe natürliches Aroma nennen, die mittels physikalischer Prozesse aus einem Naturprodukt wie Pflanzen und Tieren gewonnen oder mittels Mikroorganismen erzeugt wurden. Das Gerücht stammt daher, dass die Erdbeere auch in geringen Mengen Vanillin enthält, welches sich auf chemischen Wege aus Lignin synthetisieren lässt. Lignin wiederum gewinnt man aus Holz. Da hier aber chemische Prozesse benutzt werden, währen wir bestenfalls bei naturidentischem Aroma.

Warum werden Aromen verwendet ?

1637 Brouwer Der bittere Trank anagoria
Adriaen Brouwer – Der bittere Trank


Bleibt also die Frage nach dem Warum. Eine Antwort kann zum Beispiel sein: Um eine bittere Pille zu versüßen. Schon mal darüber nachgedacht wie Zahnpasta z.B. schmecken würde, wenn man den Pfefferminzgeschmack weglässt ? Putzkörper (aka Schmirgel), Schaumbildner und andere Funktionsstoffe… Ich kann mir nicht vorstellen, dass das gut schmeckt. Scheint also ein legitimer Einsatzort zu sein.

Standardisierung von Geschmack spielt gewiss auch eine große Rolle. Wenn man in den Supermarkt geht, um sein Erdbeerjoghurt zu kaufen, dann erwartet man, dass dieses immer gleich schmeckt. Da das Aroma natürlicher Zutaten einer gewissen Schwankungsbreite unterworfen ist, kann man durch Zusatz von externer Aromen ein für das jeweilige Produkt immer gleichen Geschmack gewährleisten. Der Aufbau und die Pflege einer Marke spielt hier auch eine Rolle. Es gibt viele Orangenlimonaden, die alle ihre geschmacklichen Charakteristika besitzen und dementsprechend verschiedene Leute unterschiedlich stark ansprechen. Intensiver Geschmack ist auch appetitanregend und daher auch verkaufsfördernd.

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Hier kommen wir dann langsam in einen Bereich wo es bedenklich wird. Intensiver Geschmack kann auch diverse Defizite des Lebensmittels kaschieren. So kann ein Produkt nur geringfügig mehr Nährwert als ein Becher Tapetenkleister besitzen (da aus billigsten Rohstoffen hergestellt), aber trotzdem frisch fruchtig schmecken. Besonders perfide wird es, wenn den Kleisterbecher Bilder von gesundem Obst zieren.

In unserem Zeitalter der Sparfüchse, wo Otto-Normalverbraucher nicht mehr bereit ist mehr Geld für qualitativ hochwertige Lebensmittel auszugeben, darf man sich dann ob solcher Phänomene nicht wundern, wenn alles billig sein muß.

Wie steht es mit Gesundheitsrisiken ?

Eine schwierige Frage, die nicht einfach und vermutlich auch nicht pauschal beantwortet werden kann. Positiv zu vermerken ist, dass es in der EU mit der EFSA (European Food Safety Agency) und in Deutschland mit dem Bundesinstitut für Risikobewertung Gremien gibt, die sich mit dieser Frage für die einzelnen Aromen beschäftigen und bedenkliche auch aus dem Verkehr ziehen und/oder Grenzwerte festlegt.

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Schon Paracelsus wußte: Die Dosis macht das Gift

Grundsätzlich können auch natürliche Aromastoffe gesundheitsschädlich sein, wie wir oben für Limonen in natürlichem Citrusöl gesehen haben. Für künstliche Aromen stellt sich die Frage sowieso. Hier gilt, wie bei vielen anderen Dingen auch, dass die Dosis das Gift macht.

Während also geringe Dosen unschädlich sind, beginnen jenseits eines Grenzwerts die Probleme. Somit ist es also auch ein Stück weit unerheblich, wo das Aroma hergekommen ist, wenn man es im Endprodukt auf bedenklich hohe Konzentrationen anreichert. Gottseidank sind Aromen sehr ergiebig, so dass also schon geringe Mengen für ein deutliches Geschmacksresultat ausreichen.

Aber man darf es nicht übertreiben !

Richtig unübersichtlich wird es, wenn die Aromastoffe zum Zwecke der besseren Dosierbarkeit und/oder Verarbeitung in Trägersubstanzen eingebettet sind:

Auszug aus dem Datenblatt eines kommerziellen Erdbeeraromas

Wir sehen, dass ein solches Aromapräparat, wie es z.B. für die Zubereitung von Getränken erhältlich ist, zu 4/5 aus Trägersubstanzen besteht. Diese Hilfsstoffe werden aber nicht unter den Inhaltsstoffe des Endprodukts aufgeschlüsselt. Hier taucht lediglich die Bezeichnung Aroma auf. Während die im aktuellen Beispiel aufgelisteten Stoffe als unbedenklich gelten und auch nur in geringen Mengen (etwa 1 mL pro 1000 mL) in das Endprodukt kommen, bleibt ein ungutes Gefühl. Hier kann man nur hoffen, dass unsere staatlichen Kontrollorgane ein wachsames Auge haben, um schwarze Schafe rechtzeitig aus dem Verkehr zu ziehen.

Was nun ?

Wer letztendlich auf Nummer sicher gehen will, der meidet Fertigprodukte und setzt auf selbstzubereitete Speisen aus frischen Lebensmitteln. Dies erfordert natürlich ein gewisses Quantum an Mehrarbeit. Hefeteig ansetzen und die Pizza selber belegen anstelle eine tiefgekühlte in den Ofen zu schieben. Orangen pressen und mit Sprudelwasser mischen anstelle eine Dose Limo aufzureißen. Oder aber eben wirklich die Produkte zu suchen, die auf echte Erdbeeren setzen, aber eben ein paar Euros mehr kosten.