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K. Lang (Mainz): Das Problem der Lebensmittelzus~itze

Bet d e r E r z e u g u n g , V e r a r b e i t u n g , V e r p a c k u n g u n d L a g e r u n g y o n

L e b e n s m i t t e l n w i r d in s t e i g e n d e m U m f a n g e y o n n a h r u n g s f r e m d e n Sub-

s t a n z e n G e b r a u c h g e m a c h t . Die Z a h l de r zu d i e s em Z w e c k z u m P a t e n t an-

g e m e l d e t e n S u b s t a n z e n s t e i g t s t / tnd ig an . N a c h d e n E r h e b u n g e n de r

D e u t s c h e n F o r s e h u n g s a n s t a l t fiir L e b e n s m i t t e l e h e m i e sowie des D e u t s c h e n

B u n d e s fi ir L e b e n s m i t t e l r c c h t w e r d e n g e g e n w / i r t i g in D e u t s c h l a n d f iber

100 S u b s t a n z e n t a t s ~ c h l i c h in L e b e n s m i t t e l n g e f u n d e n . I n S c h w e d e n s ind

1953 160 d e r a r t i g e S u b s t a n z e n als L e b e n s m i t t e t z u s ~ t z c zuge l a s sen w o r d e n .

A l l e r d i n g s s i n d bet d i e sen A u f s t e l l u n g e n die als F r e m d s u b s t a n z e n be-

z e i c h n e t e n Stof fe r e in l e b e n s m i t t e l r e c h t l i c h def in ie r t . U n t e r sic f/~llt d a h e r

e i n e groBe Z a h l v o n S u b s t a n z c n , d ie v o n d e m n i e h t in de r L e b e n s m i t t e l -

g e s e t z g e b u n g E r f a h r e n e n n i c h t als F r e m d s t o f f e e m p f u n d e n w e r d e n u n d

/)as Problem der Lebensmittelzus~tze 49

die keinerlei toxikologischen Probleme aufwerfen, wie die yon jeher viel verwendeten Fruchts/iuren (Apfels/~ure, Citronens~ure, Weins/iure) und ihre Natriumsalze und Caleiumsalze, Milehs~ure und Essigs/iure sowie ihre Salze, Alkalisalze, Erdalkalisalze, Phosphors/~ure und ihre Salze, Vitamine, Zucker, Sirupe, EiweiBhydrolysate, GlutaminsKure, Pektin u. a. m. Zieht man diese yon den in Schweden zugelassenen 160 Sub- stanzen ab, bleiben noch etwa 60 iibrig, die man als ,,unphysiologisch" bezeiehnen kann und die die Frage nach der gesundheitlichen Unbedenk- lichkeit aufwerfen. Von den erw/ihnten 60 Substanzen entf/~llt allein rund die H/£1fte auf Lebensmittelfarbstoffe.

Hinsichtlich Verwendungszweek kann man diese unphysiologischen, in Lebensmittel anzutreffenden Substanzen folgendermal3en einteilen:

1. Substanzen, die in irgendeiner Weise nachteilige Ver/~nderungen der Lebensmittel verzSgern oder verhindern sollen, also Konservierungs- mittel. Zu ihnen gehSren

a) Substanzen gegen mikrobielle Ver/~nderungen (,klassische" Kon- servierungsmittel),

b) Substanzen gegen chemische Ver/inderungen (Oxydationsprozesse, Hydrolysen, Veresterungen, Polymerisationsprozesse),

c) Substanzen gegen physikalische Ver~nderungen, wie Entmisehun- gen (Schutzi~olloide, Diekungsmittel, Emulgatoren, Stabilisatoren) oder Kristallisationen,

d) Substanzen gegen Sehi~dlingsbefall, e) Substanzen gegen anderweitige Ver/~nderungen (z. B. Auskeimen

yon Kartoffeln, Welken yon Gemfise). Praktisch alle Lebensmittel stammen aus dem Tierreich oder dem

Pflanzenreich und waren selber einmal Bestandtefle eines lebenden Organismus. Sie sind daher ein auf3erordentlich kompliziert zusammen- gesetztes Gemisch einer Unzahl yon Substanzen. Sie kommen entweder noch als lebende Gebilde in unsere Hand (etwa CerealienkSrner, Friiehte) oder als tote. In dem einen Fall machen sic durch ihren Stoffwechsel VerKnderungen durch, verarmen an bestimmten Substanzen und reichern andere dureh Biosynthesen oder als Abbauprodukte an. In dem anderen Falle maehen sie die mit dem Absterben und der postmortalen Autolyse verbundenen chemischen Prozesse durch. In beiden Fallen kommen dann noch die etwaigen sekund/~ren, durch Infektion mit irgend welchen Mikroorganismen oder dureh Sch~dlingsbefall bedingten Eingriffe in ihre chemisehe Struktur hinzu, ferner die dureh Beliehtung, Kontakt mit dem Luftsauerstoff und /~hnlichen Einflfissen in Gang gesetzten Reak- tionen. Die chemisehen Ver/£nderungen ihrerseits bedingen dann J~nde- rungen des physikochemisehen Zustandes. Alle Substanzen, welehe solche nachteiligen Ver~nderungen der Lebensmittel verzSgern oder cerhindern sollen, faBt man heute unter dem BegriffKonservierungsmittel zusammen.

Arch. exper. Path . u. Pharmakol. , Bd. 232 (Tagungsbericht) 4

50 K. LANG:

Der Begriff Konservierungsmittel ist also viel weiter gefaBt, als es frfihcr der Fall war.

2. Substanzen, die zu Zwecken der Seh6nung (Bleichung, F&rbung) zugesetzt werden. Zweck der SchSnung ist es, das Lebensmittel ffir den Konsumenten anspreehender zu machen. I m Gegensatz zu der chemischen Konservierung, die von allen Sachverst~ndigen zur Zeit als nieht ent- behrlich bezeichnet wird, kann man fiber die Notwendigkeit der Seh6nung durchaus geteilter Meinung sein.

3. Substanzen, die der Aromatisierung dienen. 4. Substanzen, die unbeabsichtigt in die Lebensmittel bei der Er-

zeugung, Verarbeitung oder durch die Verpackung gelangen. In diesem Referat sollen die durch die F/~rbung yon Lebensmitteln

aufgeworfenen Probleme nicht behandelt werden, da hierffir ein eigenes Referat yon HEC~T vorgesehen ist. Ebenso werden auch die unbeabsieh- t igt in die Lebensmittel gelangenden Substanzen (Reste yon Saatbeiz- mitteln, Fungicide, Insecticide, Sch~dlingsbek&mpfungsmittel usw.) in anderen Referaten besprochen werden.

Bei der Behandlung von Lebensmitteln mit Hitze oder Strahlen, beim Entzug yon Wasser, bei der Verwendung von oberfl/~ehenaktiven Sub- stanzen k6nnen chemisehe Umsetzungen in Gang gesetzt werden, die zum Auftreten ,,unpbysiologischer" Substanzen AnlaB geben. Auch dieses Gebiet, das eine Reihe h6chst interessanter bioehemischer, ern&h- rungsphysiologischer und toxikologischer Fragen aufwirft, soll in dem vorliegenden Referat nicht bebandelt werden.

Die Forderung, alle Lebensmittelzus~tze schlechthin zu verbieten, ist unerffillbar. Alle in der neueren Zeit mit dieser Frage in der ganzen Welt befal3ten Sachverst/indigen-Gremien kamen fibereinstimmend zu der l~berzeugung, dab Lebensmittelzus/~tze nieht v611ig entbehrt werden k6nnen. Die Hauptgrfinde hierffir sind :

1. Die zunehmende Verst~dterung und die damit zusammenh/~ngende Notwendigkeit des Antransportes der Lebensmittel aus immer entfern- teren Erzeugungsgebieten,

2. die Notwendigkeit der Lagerhaltung zur Sicherung der Volks- ern&hrung und auf Grund der wirtschaftlichen Durchflechtung der einzelnen Staaten,

3. der Zwang zur Mehrerzeugung und rationellen Verwertung der der Mensehheit zur Verffigung stehenden Lebensmittel, teils aus wirtschaft- lichen Gr/inden, teils wegen der Zwangslage dureh die st/~ndig zuneh- mende Bev61kerungszahl.

Die Kunst, Lebensmittel durch KonservierungsmaBnahmen dauerhaft und hal tbar zu machen, ist so alt wie die Mcnschheit selber. Denn sic entspringt einem Zwang, dem der Mensch in den/iltesten, pr/~historischen Zeiten genau so unterworfen war, wie wi res heute noch sind. Die Natur

Das Problem der Lebensmittelzus/~tze 51

bringt niimlich die Lebensmittel nicht in einem gleiehm/iBig flieBenden Strom hervor, sondern diskontinuierlieh. Wir k6nnen nur in einem Teil des Jahres ernten. I m anderen Teil des Jahres m/issen wit im wesentliehen yon den bei der Ernte aufgestapelten Vorr~iten leben. Die Konservierung yon Lebensmitteln war yon jeher Existenzfrage der Mensehheit. Sie ist es heute mehr denn je.

Die als Lebensmittelzus~tze verwendeten oder dureh die Verarbeitung bzw. unfreiwillig in die Lebensmittel gelangten Substanzen k6nnen sich auf die versehiedenste Art und Weise ffir den Mensehen naehteilig oder sogar sehgdlieh auswirken:

1. Dureh eine direkte Verminderung des N~hrwertes. Eine solehe kann wiederum versehiedene Ursaehen haben:

a) dutch die in Fr~ge kommende Substanz k6nnen essentielle Nah- rungsfaktoren zerst6rt werden. Dies kann z. B. dureh die Einwirkung yon Oxydationsmitteln gesehehen. So ist dutch die Behandlung mit den Mehlbehandlungsmitteln, die wie Bromat, Persulfat, C10~ usw. Oxy- dationsmittel sind, eine oxydative Zerst6rung der gegen Oxydation emp- findliehe Vitamine (z. B. Vitamin A, Tokopherol, Ascorbins/iure) sowie der leicht oxydablen essentiellen Aminos/~uren oder der Polyensiiuren zu befiirchten bzw. naehgewiesen worden, d~hnlieh wirkt sieh eine Verwen- dung yon Hydroperoxyd aus. Aueh Athylenoxyd bewirkt die Zerst6rung essentieller Nahrungsbestandteile, z. B. yon Thiamin. Bei der Verwen- dung yon C10~ ist aufterdem noeh an die Chlorierung yon Polyens~uren zu denken. Dureh die Behandlung yon Lebensmitteln mit Adsorbentien (z. B. bei der Raffination yon 01en und Fetten) kSnnen den Lebensmitteln wichtige Substanzen entzogen werden. Hinzu kommt die MSgliehkeit, dab bei dem Kon t ak t mit s tark oberfl/tehenaktiven Adsorbentien noeh chemisehe Umsetzungen stattfinden wie Isomerisierungen yon Polyen- situren, etwa in dem Sinne, da$ bei den essentiellen Fettsguren die biologiseh ganz andersartig wirkenden konjugierten S~uren entstehen oder dal3 eine Isomerisierung der physiologisehen eis-Formen zu den unphysiologisehen t rans-Formen stattfindet.

BTaturgem~f~ h/ingt die Gr6Be des Effektes und damit die Frage der Minderung des N~hrwertes in hohem MaBe v o n d e r Dosierung der be- treffenden. Substanzen ab.

b) Dutch Verminderung der Resorption. Ein bekanntes Beispiel hierftir ist die Resorptionsversehleehterung der fettlSsliehen Vitamine durch Gaben der praktiseh unresorbierbaren Mineral61e. Weitere Bei- spiele betreffen die Verschleehterung der Resorption yon Mineralstoffen oder Spurenelementen dureh Komplexbildner oder dureh Bildung unl6slieher und unresorbierbarer Salze. Ein anderer Meehanismus ist die Beeintr/~ehtigung der Resorptionsprozesse dutch Verst~rkung der Motorik des Magen-Darm-Traktes, etwa bis zu der Erzeugung yon Durehf~tllen.

4*

52 K. LANG :

Eine Verminderung der Ausnutzung von Nahrungsfaktoren kann auch auf dem Wege fiber die Hemmung von Verdauungsenzymen zustande kommen.

c) Durch zu groBe F6rderung der Resorption, so dab Substanzen, die normalerweise kaum oder gar nicht resorbiert werden, in den Organismus gelangen. Dieses Problem ist bei den Netzmitteln oder Emulgatoren zu ber/icksichtigen. Ein Beispiel ist die neuerdings entstandene Diskussion fiber die ,,cocarcinogene Wirkung" solcher Substanzen.

2. Durch eine indirekte Ver£nderung des NKhrwertes, sei es im Sinne der Verbesserung, sei es im Sinne der Verschlechterung. Eine solche kann fiber eine Beeinflussung der Bakterienfiora im Darm erfolgen. Diese Gesichtspunkte spielen im Bereich der klassischen, gegen den mikro- biellen Verderb gerichteten Konservierungsmittel und bei der Ver- wendung der Antibiotica zu Zwecken der Tierern£hrung und Konser- vierung eine Rolle.

3. Durch eine toxische Wirkung im eigentlicheu Sinne des Wortes. Die selbstverst~ndliche Forderung, zum Schutze des Verbrauchers

eine gesetztiche Regelung der chemischen Lebensmittelzusi~tze herbei- zuffihren, setzt voraus, dab dem Gesetzgeber einwandffeie Unterlagen fiber die gesundheitliche Gefi~hrdung bzw. die Unbedenklichkeit der hier eingesetzten Substanzen zur Verffigung stehen. Infolgedessen wurden in allen Staaten wissenschaftliche Gremien zur Bearbeitung dieser Probleme geschaffen. In Deutschland wurden schon bald nach dem Kriege im Ein- vernehmen mit der Bundesregierung yon der Deutschen Forschungs- gemeinschaft Kommissionen zur Prfifung der gesundheitlichen Folgen yon Lebensmittelzus/~tzen berufen. Die in diesem Zusammenhange wich- tigsten drei Kommissionen haben sich mit der Bearbeitung der cancero- genen Wirkungen von Lebensmittelfarben, mit der Bleichung yon Lebensmitteln und mit der Lebensmittelkonservierung zu befassen. Infolge der engen internationalen wirtschaftlichen Verflechtung, vor allem auf den Sektoren der Lebensmittelerzeugung und Lebensmittel- verarbeitung, lassen sich so schwerwiegende Fragen wie die der chemi- schen Lebensmittelzus/~tze, die ja die ganze Menschheit betreffen, nicht auf einer engen nationalen Basis 16sen. Infolgedessen stehen die einzelnen nationalen Kommissionen in einem engen gegenseitigen Kon tak t und haben for die wichtigsten Fragen, wie z. B. die Grunds/itze der I~ber- priifung der gesundheitlichen Unbedenklichkeit von Lebensmittelzu- sKtzen, allgemein anerkannte GrundsKtze aufgestellt.

Die von den Kommissionen der Deutschen Forschungsgemeinschaft zu den Fragen der chemischen Lebensmittelkonservierung erarbeiteten Ergebnisse wurden in Beschlfissen niedergelegt, yon denen die wichtigsten im folgenden im vollen Wortlaut wiedergegeben werden sollen, da aus ihnen die grundsiitzliche Einstellung der Kommissionen hervorgeht.

])as Problem der Lebensmittelzus~tze 53

Kommission zur Pri~/ung der Lebensmittelkonservierung (BeschluB vom 11. Okt. 1954)

Die Kommiss ion ist der Ansicht , dal~ die Verwendung yon Konser- vierungsstoffen zur H a l t b a r m a c h u n g von Lebensmi t te ln - - ausgenom- men diejenigen konservierend wirkenden Stoffe, die auch ffir sich allein als Lebensmi t te l Verwendung f inden - - zwar n ich t erwfinscht ist, aber zur Sicherung einer ausreichenden Versorgung der BevSlkerung mi t Lebensmi t t e ln zur Zeit n icht en tbehr t werden kann .

Eine allgemeine gesetzliche Regelung fiber die Verwendung yon Konservierungsstoffen zur H a l t b a r m a c h u n g yon Lebensmi t te ln liegt - - abgesehen yon einigen E inze lbes t immungen fiber den Zusatz bes t immter Konservierungsstoffe zu be s t immten Lebensmi t te ln - - in der Bundes- republ ik bis je tz t noch n ich t vor, well noch keiner der bisher ausgearbei- t e t en Verordnungsentwfirfe rechtskr/iftig geworden ist.

Zur Frage der Verwendung yon Konservierungsstoffen ffir die Hal t - ba rmachung yon Lebensmi t t e ln ha t die Kommiss ion folgende Beschlfisse gefaBt :

1. Als Konservierungsstoffe werden solche Stoffe angesehen, die dazu bestimmt sind oder dazu dienen, nachteflige Ver~nderungen yon Lebensmitteln zu verzSgern oder zu verhindern, sofern sie selbst Bestandteile der Lebensmittel werden. I)em- entsprechend fallen unter die Konservierungsstoffe solche gegen mikrobiell bedingte, chemische, physikalische oder sonstige nachteilige Ver~nderungen der Lebens- mittel.

2. I(onservlerungsstoffe dfirfen bei Lebensmitteln nur verwendet werden, w e n n

a) eine ausreichende Haltbarkeit nicht durch erhShte Sorgfalt bei der Ge- wirmung, Herstellung, Verpackung und Lagerung des Lebensmittels erzielt werden kann,

b) ihre Verwendung im Interesse der Volksern~hrung als unerlaBlich anerkannt is$, sowie

c) ihre gesundheitliche Unbedenklichkeit, auch bei dauernder Aufnahme, in den verwendeten Mengen unter Berficksichtigung eines ausreichenden Sicherheits- faktors ffir die physiologische Wirkung nachgewiesen und anerkannt ist. Die mSg- liche Auswirkung der gleichzeitigen Aufnahme mehrerer Konservierungsstoffe is~ dabei zu berficksichtigen.

3. Konservierungsstoffe diirfen nicht in grSBeren Mengen verwendet werden, als zur Konservierung unter Berficksichtigung eines ausreichenden SicherheiSs- faktors fiir die technische Wirkung notwendig ist.

4. Fiir die zur Haltbarmachung yon Lebensmitteln zuzulassenden Konser- vierungsstoffe sind besondere Reinheitsanforderungen aufzustellen.

5. Lebensmitteln, die der Verbraucher in berechtigter Erwartung als frische Lebensmittel kauft oder die mit Itinweisen auf eine besondere Qualit~t oder Reinheit in den Verkehr gebracht werden, diirfen keine I(onservierungsstoffe zugesetzt werden.

6. Der Zusatz yon ~2onservierungsstoffen zu Lebensmitteln ist unzul/£ssig, wenn dadurch nur der Anschein einer besseren Beschaffenheit erweckt werden sou und der Verbraucher durch einen solchen Zusatz fiber den wahren Wert des Lebens- mittels get~uscht werden kSnnte.

54 K. LANG :

7. Die Zahl der anzuerkennenden ]~oIlservierungsstoffe soil m6glichst klein gehalten werden. Neue Konservierungsstoffe sollen nur zugelassen werden, wenn sie bereits anerkannten iiberlegen sind.

8. Der Zusatz yon Konservierungsstoffen zu Lebensmitteln ist in allen Fi~llen kemltlich zu machen. Die Kommission h~lt dariiber hinaus die Angabe der im einzelnen verwendeten I(onservierungsstoffe fiir erwiinscht.

Kommiss ion zur Untersuchung des Bleichens von Lebensmitteln (BeschluI3 yore 1. J u n i 1955)

Nach ihrer Satzung tr~gt die Deutsche Forschungsgemeinschaft die Veran twor tung ftir die Bera tung der deutschen Regierungsstel len in allen Fal len, in denen die Gesetzgebung auf wissenschaftliche Erkenntn isse gest i i tzt werden mu6. I m Bewui~tsein dieser Veran twor tung ha t die Deutsche Forschungsgemeinschaf t einc Kommiss ion berufen und ihr den Auft rag erteilt, festzustellen, welche Grunds~tze bei der Bleichung yon Lebensmi t t e ln u n d der Behandiung yon Mehl zwecks Beeinflussung der Backeigenschaften beachtet werden mfissen, um Gesundheitsschi~digun- g e n d e r Bev61kerung zu vermeiden.

Die Kommiss ion ha t hierzu e ins t immig folgende Beschlfisse gefaBt:

1. Hauptlebensmitteln sollen grunds~tzlich keine Chemikalien zugesetzt werden; sie so]len auch nicht mit solchen behandelt werden.

2. ])as Bleichen aller Mehlarten ist iiberfliissig und zu verbieten. 3. Roggenmehle erfordern keine Behandlung mit Chemikalien; eine solche ist

daher auch in Zukunft zu verbieten. 4. Ein in seiner Backfi~higkeit geniigendes und gleichm~liiges ~VeizenmeM

karm auch ohne die Behandlung mit Chemikalien erzeugt werden, z.B. dureh entsprechend lange Lagerung zur l~eifung, durch Ziichtung und Sortenwahl und durch Einfuhr yon Qualit~tsweizen.

5. Zur Zeit ist die sofortige Einstellung der Behandlung des Weizenmetlles mit Chemikalien nicht mSglich, well die obigen Voraussetzungen zum Tell noch nicht erfiillt sind.

6. Als im technischen Effekt vSllig geniigende und toxikologisch unbedenkliche Substanz steht die Ascorbinsaure zur Verfiigung. Ihre Verwendung kann daher ohne weiteres gestattet werden. Eine Verbilligung der Herstellungskosten wiirde ihren Einsatz stark fSrdern.

7. Fiir eine ~lbergangszeit kann die Behandlung yon Weizenmehlen mit Kaliumbromat in einer Iibchstmenge bis zu 2 rag-°/o geduldet werden, aber nur f'tir solche Weizenmehle, welche der Verbesserung ihrer Backfi~higkeit bediirfen, und nur in den technisch notwendigen Mengen. Diese Behandlung ist zu deklarieren. Die Behandlung darf nur in den Miihlen erfolgen. Mischungen yon I~aliumbromat mit ]~ackhilfsmitteln sind zu Yerbieten.

Die yon der Deutschen Forschunffsgemeinscha/t zur l~berpriifung der Lebensmi t t e lkonserv ie rung und des Bleichens yon Lebensmi t te ln einge- setzten Kommiss ionen haben sich demnach in ihren Beschlfissen grund- s~tzlich auf den S t a n d p u n k t gestellt, dab Grundiebensmit te l - - also Lebensmit te l , welche die Haup tmenge der Nahrung darstel len - - weder mi t Chemikalien versetzt noch mi t solchen behandel t werden sollen. Der

Das Problem der Lebensmittelzus~tze 55

Zusatz solcher Stoffe sell somit auf best immte F~lle beschrSnkt bleiben. Der Kreis der als Zus/itze, etwa als Konservierungsmittel, zugelassenen Substanzen sell so klein wie nur irgendwie mSglieh gehalten werden. Weiterhin sell die HShe des Zusatzes so gering wie mSglich bleiben, andererseits aber doch so grog sein, dab der beabsichtigte technische Effekt tats£ehlich erreicht wird.

Dieser letzte Punkt ist yon der grSBten Bedeutung. Denn verdorbene Lebensmittel kSnnen erfahrungsgem/£13 yon der grSl3ten Gefahr sein und zu sehwersten Seh£digungen, ja zum Tode ffihren, w/ihrend sieh die Frage nach der eventuellen Seh/~digung durch die Zusatzstoffe vSllig im Bereich des Spekulativen und Subjektiven bewegt. Dabei ist nicht nur an das, allerdings besonders sinnf~llige Gebiet des bakteriell bedingten Verderbs mit der Gefahr der Infektion oder der Aufnahme von Toxinen zu denken. Auch nieht bakteriell bedingte Umsetzungen in den Lebens- mitteln, die Einwirkung yon S a u e r s t o f f - etwa im Sinne der Oxydation der unges/~ttigten Fetts/~uren, vor ahem der Polyens/~uren - - , die Reak- tion zwisehen reduzierenden Zuckern und Aminos/£uren und vielleicht auch noch anderen Aminogruppen enthaltenden Nahrungsbestandteilen, photochemisch aufgelSste Prozesse kSnnen nicht nur erhebliehe Einbugen an essentiellen Nahrungsfaktoren und damit eine wesentliche Versehlech- terung des Niihrwertes verursachen, sie kSrmen auch unmit telbar zur Bfldung yon toxischen Substanzen Anlal3 geben. Leider sind unsere Kenntnisse fiber dieses Gebiet noch aul3erordentlich beschr/~nkt. Dies ist teilweise auf den sehr verwickelten Chemismus zurtickzuf'dhren. Es zeich- net sich aber schon ganz klar ab, dal3 gewisse Oxydationsprodukte yon Fetts/~uren s tark toxische Eigensehaften besitzen. Meist wird die experi- mentell bisher nur sehleeht begrfindete mSgliche cancerogene Wirkung solcher Substanzen diskutiert. Solehe Substanzen kSnnen jedoch sehon in einem kurzfristigen Ffitterungsversuch yon einigen Wochen den Ted der Versuchstiere verursaehen. Die gef/~hrlichen Eigenschaften solcher Substanzen lassen sieh insbesondere dann demonstrieren, wenn man die Ern/~hrung der Tiere nieht optimal gestaltet, etwa die EiweiBzufuhr etwas zu nieder w/~hlt. Ein anoxydiertes also ranziges Fett , ist wesentlieh gesundheitsseh/~dlicher als ein mit einem Antioxydans versetztes, wobei noeh daran zu denken ist, dab es eine Reihe yon Antioxydantien gibt - - aueh aul3erhalb der bekanntesten in diesem Sinne wirksamen Natur- stoffen, Tokopherol und Aseorbins£ure - - , die nach den bisher vorliegen- den Untersuchungen als duldbar aufzufassen sind.

Nebenbei sei erw/~hnt, dab das angesehnittene Problem auch bei der Durchfiihrung yon Fiitterungsversuehen yon Bedeutung sein kann. Die Durchsieht der Literatur erweekt den Verdacht, dab dieser Gesiehts- punkt in Laboratorien, die keine ern/~hrungsphysiologischen Erfahrungen besitzen, nieht immer beaehtet wird.

56 K. LA~e:

Im Juli 1956 land in Wageningen (Holland) eine Konferenz euro- p~ischer Wissenschaftler fiber die Verwendung von Lebensmittelzus/~tzen s tat t unter Beteiligung der Weltgesundheitsorganisation (WHO), der Food and Agriculture Organization (FAO) und der Commission Inter- nationale des Industries Agricoles (CIIA). Bei dieser Konferenz wurde eine Einigung fiber die Art des Vorgehens bei der Uberpr/ifung der chronischen Toxidit/it erzielt und der fo]gende Besehlu6 gefaBt :,,Lebens- mittelzusatzstoffe sind nur zul~ssig, wenn sie in Tierversuchen auch bei langdauernder Zuf/ihrung in einer Dosierung, die betr/tchtlich fiber der in der Nahrung zu erwartenden Konzentrat ion und Menge liegt - - also unter Einhaltung eines ausreichenden Sicherheitsabstandes - - und bei Beobaehtung fiber die ganze Lebensdauer keine schfidigende *vVirkung zeigen. Die Versuche sollen bei mindestens einer Tierart m6glichst fiber zwei Generationen ausgedehnt werden. Eine Substanz, die sich bei der Priifung unter diesen Bedingungen bei irgendeiner Tierart und in irgend- einer Applikationsart fiberzeugend als krebserregend erwiesen hat, kann nicht als unbedenklich f/Jr die menschliche Gesundheit angesehen werden."

Die Durchffihrung derartig langer Untersuchungen ist aber auBer- ordentlich umst/tndlich und erfordert, abgesehen v o n d e r Zeit, einen ungewShnlich groBen Aufwand an Arbeit und Geldmitteln. Daher sind andere Untersuehungsverfahren als Vorversuehe yon groBem Wert, weil durch sie unter Umst/tnden schon Substanzen ausgeschieden werden k6nnen, die unter keinen Umst/inden als Lebensmittelzus/ttze duldbar sind. Die wiehtigsten hierzu erw~hnenden Untersuchungen betreffen :

1. Chemische und physikalische Eigenschaften sowie Ausbau yon Analysemethoden zur Bestimmung der Substanz, ein Punkt, der ffir die Lebensmittelfiberwachung naturgem/tB von groBer Bedeutung ist, aber aueh fiir die biochemisehe Untersuehung eine Notwendigkeit darstellt.

2. Bestimmung der akuten Toxieitgt und Pr/itung auf akute pharma- kologische "Wirkungen. Es ist selbstverstfindlieh, dab Substanzen, die bei geringer Dosierung akut toxiseh wirken oder handgreifliehe pharmakolo- gisehe "Wirkungen entfalten, als Lebensmittelzus/ttze nicht in Betraeht kommen. Wichtig ist auch die Applikationsart. Reaktionen, die nach Gaben per os auftreten, sind sehwerwiegender als solche nach unphysio- logiseher Applikationsart. Endlich geh6rt hierher noch die Frage, ob allergische Reaktionen oder Sensibilisierungen zu beobachten sind.

3. f]berprfifung der biochemischen Eigenschaften der Substanz, wie Umt~ng der Resorption, Frage der Speieherung im Organismus, Ver- halten der Substanz im Stoffwechsel, Art und Ausscheidungswege der Stoffweehselprodukte. Aueh diese Untersuchungen ergeben wesentliche Gesichtspunkte. So scheidenvon vornherein diejenigen Substanzen ans, die im Organismus gespeichert werden, wie etwa BorsSure. Hierbei ist insbesondere auch daran zu denken, dab eine vielfache Konzentrierung

])as Problem der Lebensmittelzus~tze 57

yon Substanzen im Verlanfe der Ausseheidungsprozesse stattfinden kann. Nierensch/iden sind daher eine h/~ufige Folge der Einverleibung von Substanzen, ohne dab StSrungen der Funktion oder anatomische Ver- /~nderungen in anderen Organen gefunden werden. Endtich ist zu erwah- nen, dab das Skeletsystem Schwermetalle speichert, sei es in das Kristall- gitter dutch heteroionische Austausehprozesse, sei es dutch Einlagernng in die organische Matrix. Da es sieh hierbei zum Tell um Gleiehgewichts- zust/~nde handelt, bildet das Skelet in diesem Falle eine Quelle, aus der zu einer sp/~teren Zeit nach Sistieren der Zufuhr ein FluB der sch/~dlichen Substanz in die K6rperfliissigkeiten und Zellen erfolgt. In diesem Zusam- menhang sind noch weitere Gesichtspunkte zu nennen, wie etwaige Reaktionen der fragliehen Stoffe mit physiologischen Substanzen, etwa K6rperbausteinen oder wesentliehen Nahrungsfaktoren. Ein primgrer Eingriff in den Zellehemismus wi~re die direkte Wirkung einer Substanz als Stoffwechselantagonist im Sinne der Wirkung eines Strukturanalogen, also einer Substanz, die in der lebenden Zelle die Stelle eines Metaboliten besetzt, ohne dessen Funktion iibernehmen zu kSnnen wie bei den klassi- schen Beispielen der Antivitamine, Antiaminosi~uren u. dgl. In dem hier interessierenden Bereich der Lebensmittelzus/~tze hat ein hierher geh6- rendes Beispiel groBes Aufsehen erregt: die Bildung yon Methionin- sulfoximin durch die Einwirkung yon NC1 a auf Methionin nnd die durch diesen Stoffwechselantagonisten erzeugbare ttnndehysterie. Einen ande- ten Fall eines prim~ren Eingriffs in die ehemische Struktur yon Zellbau- steinen bietet der Formaldehyd, der dureh Ausbildung von Brficken- bindungen Proteine sowie Nucleins/£ure vernetzen kann.

Der direkte Eingriff in den Zellstoffwechsel durch ~Iemmung oder Aktivierung best immter Enzymsysteme ist vermutlieh der hi~ufigste Wirkungsmechanismus. Allerdings ist auf dem Gebiet der Lebensmittel- zusatzstoffe in dieser Beziehung bisher wenig bekannt. Weitere Gesichts- punkte sind Beeinflussungen der Darmflora, Beeinfiussung der Resorption und dergleichen.

4. Untersuehung der chronischen Toxicit/it. Dies ist der schwierigste und langwierigste Tefl der ganzen ]~berprfifung. Bei derartigen chroni- sehen Ffitternngsversuchen sind die wichtigsten Kriterien: Wachstums- geschwindigkeit, Fortpflanzungsf/ihigkeit, Gesundheitszustand der Tiere, Lebensdauer. Hinzu kommen die Verfolgung des Blutbildes und die anatomische Untersuchung (makroskopisch und mikroskopisch) yon lange Zeit, eventuell fiber mehrere Generationen, mit der zu testenden Substanz geffitterten Tiere. Damit wird unter anderem auch dem Um- stande Rechnung getragen, dab die Anf/flligkeit gegen Sch/~digung in best immten Lebensaltern grSBer sein kann als in anderen.

Bei der Durchfiihrung der ehronisehen Ffitterungsversuche ergibt sich eine Reihe yon Gesichtspunkten, die einer Erw/ihnung bedfirfen.

58 K. LA~o:

Der erste Punkt betrifft Art und Zahl der zu verwendenden Tiere. In den meisten Fallen werden kurz lebende Nagetiere verwendet, aus Gr/in- den, die auf der Hand liegen, wie kurze Lebensdauer, relativ einfache und wenig kostspielige Haltung. Dadurch wird die Verwendung einer gr58eren Tierzahl m5glich, was eine statistische Auswertung der Versuchsergeb- nisse ermSglicht und daher die Sicherheit der Auswertung auBerordent- lieh verbessert. Infolge der sp~ter noch zu diskutierenden Speciesunter- sehiede in der Empf~nghchkeit gegenfiber Sch~digungen, und zwar im qualitativen und quanti tat iven Sinne, hat sich allgemein die Auffassung durchgesetzt, dab langfristige Versuche auch an - - z u m mindesten - - einer anderen Tierart, also Niehtnagetier, durchgeffihrt werden sollen. Aus mehr geffihlsm~[~igen als saehlich begriindeten Erw~gungen wird der Affe als Pr imat h~ufig als besonders geeignet betrachtet. Die auBer- ordentlich gro6en Schwierigkeiten, die sieh dem Experimentieren mit Affen und insbesondere der Verwendung einer grSl3eren Anzahl yon Tieren entgegenstellen, haben es mit sich gebraeht, da~ Untersuehungen an ihnen nur in Ausnahmef~llen ausgef/ihrt worden sind. Das weitaus naeh dem Nagetier am h~ufigsten verwendete Versuehstier ist der Hund. Aber sehon bei diesem Tier ergeben sieh experimentelle Schwierigkeiten, die ganz abgesehen vom rein Technisehen (Kostspieligkeit der Tierhal- tung z. B. auf 15--20 Hunde eine I-Iilfskraft) die Auswertung der Ver- suehe unsicher maehen, etwa, abgesehen yon der zumeist geringen Tierzahl, das genetiseh uneinheitliehe Tiermaterial, die nicht leieht konstant zu haltenden Umweltsbedingungen und die oft fragliche Exakt- heir der Dosierung.

Der chronische F/itterungsversuch wird ausgefiihrt, um fcstzustellen, ob man bei einer gegebenen Dosis keine abnorme l~eaktion der Versuchs- tiere beobachtet bzw. welches die grS~te Dosis ist, bei der keine abnorme Reaktion beobachtet wird, also durch Auswertung negativer Befunde. Da hierbei jedoeh anzunehmen ist, dal3 doch irgend wclche Tiere abnorm reagieren, ihr Prozentsatz jedoch zu gering ist, um mit Sieherheit experi- mentell gefunden zu werden, mfissen folgende zwei Fragen gekl~rt werden:

1. Welches ist der hSchste Prozentsatz einer abnormen Reaktion, den man vernaehl~ssigen will und

2. wie grol3 ist die Wahrscheinliehkeit, dal3 man bei der verwendeten Versuehsanordnung aueh tats~chlich eine solehe abnorme Reaktion zu sehen bekommt.

Der Einflul3 toxiseher Substanzen auf die Wachstumsintensit~tt der Versuchstiere ist der am h~ufigsten herangezogene Test, wobei als Kri ter ium zumeis~ die Gewiehtszunahme dient.

Das Wachstum ist die Resultante yon Biosynthese und Abbau von K6rpersubstanz, so lange noeh die Biosynthese ~iberwiegt. Beim Erwach- senen sind beide Prozesse gegenseitig ausbalanciert. Schon diese l~ber-

Das Problem der Lebensmittelzus/~tze 59

legung zeigt, dal3 das Wachstum ein recht komplexer Vorgang ist. Die WaehstumsintensitAt ist nieht konstant, die Gewiehtszunahmen n/them sieh asymptotisch dem endgfiltigen Gewieht. Daraus geht hervor, wio wiehtig die altersm~13ig und gewichtsm~$ig gleiche Zusammensetzung der zu vergleichenden Tiergruppen und Kontrollen ist. Die Waehstums- intensit~t h/~ngt in hohem Mal~e yon der Art und Menge der Nahrung ab. Daraus ergeben sieh zahlreiehe Schwierigkeiten und Fehlerm6glichkeiten bei Verwendung des Waehstumstestes. So, wenn die zu testende Sub- stanz aus irgendwelehen Grfinden stoffweehselinert ist und veto Organis- mus nieht zur Energiegewinnung herangezogen werden kann oder wenn die zu testende Substanz dem Fut ter einen solehen Gesehmack verleiht, dab die Rat ten dieses Fut ter _entweder bevorzugen oder verweigern. In beiden F/fllen mul3 man eine Ffitterungsteehnik verwenden, die eine gleiehe Futteraufnahme bei allen Tiergruppen gew/~hrleistet, z .B . die Technik des ,,paired feeding". Eventuelle auf solchen Faktoren beruhende StSrungen werden sofort erkannt, wenn man bei den Versuehen die pro Gramm Fut ter (bzw. Gramm N) in der Zeiteinheit erzielte Gewiehts- zunahme (,,Futter-Effieiency") bestimmt. Dies setzt aber voraus, dab die Futteraufnahme genau gemessen wird, wozu Stoffwechselk~fige beson- derer Konstruktion verwendet werden mfissen, vor allem aueh, um ein Verstreuen des Futters unm6glieh zu machen.

Eine genaue Bestimmung der verzehrten Futtermenge ist schon allein deswegen eine unabdingbare Voraussetzung ffir die Erzielung einwand- freier Ergebnisse, da sonst die tatsiiehlieh aufgenommene Menge der zu testenden Substanz unbekannt bleibt. Eine besondere Gefahrenquelle bringen aus naheliegenden Griinden die Sonntage und Feiertage mit sich.

In diesem Zusammenhange sei noeh auf andere Fehlerm6glichkeiten bei der Durchfiihrung yon Ffitterungsversuehen hingewiesen. Zumeist wird die Futtermisehung jeweils ffir 1/~ngere Zeitabsehnitte hergestellt, so dal3 sieh bei der Lagerung allerlei Ver~nderungen ergeben kSnnen, die ffir den Versuchsausfall nicht unwichtig sind und eine Toxicit~t vor- t/~usehen kSnnen, etwa infolge der ZerstSrung yon Vitaminen oder der Antoxydation der mehrfaeh unges/ittigten Fetts~uren, bei der recht differente Substanzen entstehen. Eine Fehlerquelle karm auch die Her- stellung der Futtermisehung sein, bei der dureh zu intensive Durch- misehung mit der Luft Oxydationen vorkommen oder Sehwermetall- spuren aus der Apparatur eingeschleppt werden, die katalytiseh Oxy- dationsprozesse besehleunigen.

Bei der Bestimmung der chronisehen Toxicit/~t einer Substanz ist einer der heikelsten Punkte die GrSl~e der Sicherheitsspanne, also das Verhiiltnis zwisehen derjenigen Menge Substanz, die gerade eben noch nicht toxisch wirkt oder konkrete pharmakologisehe Wirkungen hervor- ruft und dem unter normalen Verhiiltnissen dem KSrper mit der Nahrung

60 K. LAua:

zugeffihrten Quantum des gleiehen Stoffes, beides auf gleiehes Zeitinter- vall bezogen. Die Sieherheitsspanne l~13t erkennen, in welehen Grenzen sich die Konzentrat ion der Substanz im Lebensmittel bewegen kann, ohne dal~ eine Gef/ihrdung des Verbrauchers gegeben ist. Naturgem~6 ist es wiinschenswert, dab die Sicherheitsspanne m6glichst grol3 ist, schon allein, um die individuellen, a l t e r sm~ig oder durch den wechselnden Gesundheitszustand oder anderweitig begrfindeten Unterschiede in der Empfindlichkeit gegen die Substanz zu berficksichtigen.

Bei der Verffitterung extrem hoher Dosen im Tierexperiment mum geprfift werden, ob eine solche Versuchsanordnung fiberhaupt sinnvoll ist. In vielen F~llen ergeben sich bei Untersuehungen mit fiberhShten Dosen vSllig fehlerhafte Ergebnisse. Wenn z. B. eine Substanz zur Unter- suchung gelangt, die im Stoffwechsel nicht zur Energiegewinnung ver- wertet werden kann, so bedeutet eine 10% ige Beimischung eine gegen- fiber den Kontrollen um 10°/~, verringerte Calorienzufuhr, die naturgem~B eine geringere Waehstumsintensit~t und verz6gerte Erreichung der Gesehlechtsreife der Tiere ergibt, Effekte, die rein auf dem Calorien- mangel der Di/~tform beruhen und nichts mit der Sch/~dlichkeit der zu testenden Substanz zu tun haben. Weiterhin bedingen derart hohe Konzentrat ionen in vielen F/tllen osmotische Effekte, die gleichfalls v611ig unspezifisch sind, yon jedem beliebigem Salz (etwa NaC1) in derselben Weise bei gleicher Konzentrat ion gegeben wfirden und nichts mit der speziellen physiologisehen oder toxischen Wirkung der betreffen- den zu testenden Substanz zu tun haben. Zum begrenzenden Faktor wird dann die KonzentrierungsfShigkeit der Niere. G~be man einem Menschen eine 10~, o Kochsalz enthaltende Nahrung, so mfil~te dieser (bei der bekannten maximalen Konzentrierungsfiihigkeit der Niere ffir Salze von 0,37 n Salzkonzentration im Harn) etwa 30 1 Harn produzieren, um diese Salzmenge ausscheiden zu k6nnen. Da dies unm6glich ist, stirbt er an einer Salzvergiftung. Von keinem physiologisehen Mineralstoff oder Spurenelement wfirde eine 100fach hShere Dosis als die fibliche Tages- dosis symptomenlos toleriert werden. Vielfach sind noeh h6here Dosen yon zu untersuehenden Substanzen verffittert worden. Zu welchen Trugschli~s- sen dies ffihrt, zeigt das bekannte, von F~AZER oft zitierte Beispiel (Tab. 1).

Die mit 25~o NaC1 gef/itterten Tiere sterben raseh wegen der osmo- tisehen St6rungen, die 25% Vitamin C erhaltende Tiere gehen ebenfalls rasch zugrunde, aus Ursachen, die im einzelnen nicht bekannt sind. Dagegen fiberleben die den synthetisehen Emulgator Polyoxy/~thy- lenstearat erhaltenden Tiere und nehmen sogar besser an Gewicht zu als Kontrolltiere mit Zucker, da die die Hauptmasse des Emulgators aus- machende Fetts£ure im Stoffwechsel oxydiert und zur Energielieferung vom Organismus herangezogen werden kann, sowie einen hSheren Ener- giegehalt als der Zueker hat.

])as Problem der Lebensmittelzus/~tze 61

Wie man sieht, ist das Problem der Sicherheitsspanne eines der heikelsten in diesem Zusummenhang. Es ist selbstverst~ndlich, dab man rein geffihlsm~Big den Wunseh hat, dab diese Sicherheitsspanne m6g- lichst groB sein miisse. Eine schematisehe Festsetzung einer solchen Sicherheitsspanne auf einen bestimmten Wert, sagen wit t : 100, 1 : 50 oder 1 : 25 ist aber unm6glich. Da das Gebiet der Lebensmittelzusi~tze

Tabelle 1. Wir]cun~ der Verfi~tterung i~berh6hter Dosen verschiedener Substanzen (FRAZER). Versuche an Ratten. Das Fut~er enthielt je 25% der angefiihrten

Substanzen

Substanz W6chentliche Gewichts- zunahme in Grammen

1, Woche 1 2. Woche I 3. Woche

Prozen~satz der iiberlebenden Tiere

1. Woche 1 2. Woche I 3. Woche

I~aC1 . . . . . . . . . . Vitamin C . . . . . . . Zucker . . . . . . . . . Polyoxyathylenstear~t . .

- - 9

- - 2 +22 +26

- - 2 - -

- - 2

-~15 +-21 +26 -t-20

/

40 30 [ 0

50 40 i 0 100 100 100 100 100 100

stark aueh yon medizinischen Laien, z. B. Lebensmittelchemikern, be- arbeitet ~4rd, besteht naturgem~B sehr leieht die Gefahr solcher Sche- matisierungen. Erfahrungen aus der Ern~hrungsphysiologie zeigen, daJ] unentbehrliche Nahrungsfaktoren, wenn man sie in der 25fachen, 50fachen oder 100fachen als der wfinschenswert angesehenen (bzw. der optimalen) gibt, zu Reaktionen im Organismus AnlaB geben, die man getrost als toxisch bezeiehnen kann. Die Beispiele Kochsalz und Ascor- bins/~ure wurden schon erwi~hnt.

In der neueren Zeit ist in versehiedenen Laboratorien fibereinstim- mend gezeigt worden, dab die Polyphosphate nur insoweit im Organismus Wirkungen entfalten, als sie zu Orthophosphat aufgespalten werden. Der Umfang, in welehem dies geschieht, h/~ngt teilweise vom Kondensations- grad, teilweise von der ehemisehen Struktur (ob linear verkniipft, ob ringfSrmig) ab. Zumeist ist abet der Umfang der Spaltung im Magen- Darm-Trakt nur gering. Bei allen Ffitterungsversuchen hat es sieh nun ergeben, dab sich Orthophosphat, in derselben Dosis wie das Polyphos- phat gegeben, sch/~dlicher auf die Versuchstiere auswirkte als das Poly- phosphat und dab die Spanne zwischen der notwendigen und der sieh sehadlieh auswirkenden Zufuhr an Orthophosphat wesentlich kleiner ist, als man bisher wu]]te. Naeh den vorliegenden Erfahrungen betraehtet man eine P-Zufuhr in HShe yon 0,22% der Futtertrockensubstanz ffir Rat ten als notwendig, um ein optimales Waehstum zu erzielen. Bei einer P-Zufuhr yon mehr als 1 ~/o im Futter lassen sich schon anatomische Ver- ~nderungen der Nieren nachweisen. Man kann also offensiehtlieh die physiologisehe Phosphatzufuhr nieht ungestraft auf das ffinffache erh6- hen. In dem Zusammenhange der Polyphosphate ist noeh zu erw/~hnen,

62 K. La~c:

dal3 vielfach in Unkenntnis der chemischen Eigensehaften dieser Sub- stanzen der Verdacht ge~uBert wurde, dab Verabreichung derselben zu StSrungen der Resorption yon Calcium, Eisen, Kupfer und anderen Spurenelementen AnlaB geben kSnne. Nun sind die kondensierten Phos- phate Ionenaustauscher. Bei Gegenwart gr5Berer Konzentrationen yon Natr ium oder Kalium, was ]a bei der fiblichen Ern/~hrung immer der Fall ist, kSnnen die kondensierten Phosphate fiberhaupt kein Calcium, Eisen, Kupfer, Eisen usw. binden. In der Tat haben aueh grfindliehe in dieser Richtung angestellten Versuche, insbesondere die sehSnen Bilanzver- suehe von H A ~ ergeben, dab die Verabreichung von Polyphosphaten ohne jeden EinfluB auf den Mineralstoffwechsel ist.

Fluor ist ein regelm/iBig in unserer Nahrung anzutreffendes Spuren- element. Es ist gegenwfirtig noch unentschieden, ob es als ein lebensnot- wendiges Spurenelement aufzufassen ist, dessen Mangel also konkrete Ausfallsymptome erzeugen wfirde. Aber sicher ist es, dab sich unser Organismus mit diesem Element auseinandersetzen muG. Nun ist be- kanntlich eine bestimmte Fluoraufnahme im Zusammenhange mit dem Cariesproblem sehr nfitzlich. Allgemein wird eine Fluorkonzentration yon 1 ppm in dieser Beziehung als optimal betrachtet. Seh~den im Sinne der Fluorose sind aber schon bei Fluorkonzentrationen yon 2 ppm beschrie- ben worden.

Ein anderes, vielleieht noeh interessanteres Problem bietet die Amino- s/iureimbalanz. Die bisher vorliegenden experimentellen Erfahrungen haben einwandfrei ergeben, dab bei der Zufuhr an Aminos/~uren bestimmte Relationen derselben eingehalten werden mfissen. St/~rkere Abwei- chungen yon diesen Relationen verursachen St6rungen im Eiweil~stoff~- wechsel, die sieh im Tierversueh in Waehstumsverz6gerungen junger Tiere, in Leberverfettungen nnd anderem mehr zu erkennen geben. Wir haben in einem langfristigen, sich fiber 7 Generationen von Rat ten erstreckenden Versuch darfiber hinaus bei bestimmten Aminos/turen (Lysin) StSrungen der Fortpflanzung, Verkfirzung der Lebensdauer und Anf/~lligkeit gegenfiber den fiblichen Infektionen der Laboratoriumsrat ten gesehen, also alles Symptome, wie man sie aueh im ehronischen F/itte- rungsversuch bei der Uberprfifung sogenannter Chemikalien zu sehen bekommt.

Ursaehe ist die StSrung der Verwertung anderer Aminos/~uren durch Verabreichung zu gro3er Gaben einer einzigen Aminos/~ure, also Ent- stehung yon Antagonismen, die - - zum mindesten weitgehend - - auf Konkurrenzen beim Transport der Aminos/iuren aus dem extracellul~ren Raum in die Zellen beruhen. Diese wirken sieh naturgem/~13 auf den Umfang der Proteinsynthese in den Zellen aus. Dies ist insbesondere deswegen leicht verst/~ndlieh, weft die Zellen auch beim EiweiB- und Amino- s~urestoffweehsel sehon von Hause aus unter ungfinstigen Verh~ltnissen

Das Problem der Lebensmittelzus~tze 63

bezfiglich der Substrate zu arbeiten gezwungen sind und ihr Stoffwechsel nicht dutch die Enzymausstattung, sondern durch die Konzentration der Substrate begrenzt wird.

Man kann nun Aminos~ureimbalanzen nicht mit jeder beliebigen Aminos~ure erzeugen, sondern nur mit solchen, bei denen es gelingt, dutch die Zufuhr eine dauernde erhShte Konzentration in der extracelluli~ren Flfissigkeit aufrecht zu erhalten. So ffihrt Verabreiehung yon Glutamin- si~ure oder Tryptophan zu keinen Aminos~ureimbalanzen. In anderen Fiillen kann man das Auftreten einer Aminosiiureimbalanz verhindern, wenn man Prozesse anfaeht, welche den Verbrauch an der betreffenden Aminosi~ure erhShen. Beispielsweise l~Bt sich die durch Methionin erzeug- bare Aminos~ureimbalanz durch gleichzeitige Gaben yon Glykokoll oder' Glykocyamin verhindern, weft dann erhebliche Methioninmengen zu Methylierungszwecken eingesetzt werden.

Die Aminos~uredosis, die man zu der Erzeugung einer Aminos~ure- imbalanz benStigt, liegt teilweise schon inde r GrSl3enordnung yon dem doppelten bis dreifachen der im Wachstumstest als optimal angesehenen.

Wir finden also hier bei Substanzen, die fiber jedem Zweifel, kSrper- fremd zu sein, erhaben sind, toxische Reaktionen nach Zufuhren, welche das physiologische Optimum gar nicht allzu sehr fiberschreiten.

Eine weitere Fehlerquelle, die bei manchen Versuchen fiber die Wir- kungen yon Lebensmittelzus~tzen eine Rolle gespielt hat, ist die Verwen- dung yon nicht ehemiseh reinen Substanzen, so dab toxische Wirkungen yon Verunreinigungen der Substanz vorget~uscht werden.

Hat eine Substanz bei allen diesen biochemischen Untersuchungen und bei der Uberprfifung auf die akute und chronische Toxiciti~t keinen Hinweis auf eine schiidliche Wirkung unter Zugrundelegung einer ange- messenen Sicherheitsspanne zwischen den als Lebensmittelzusatz zu erwartenden Konzentrationen sowie Gesamtdosen und den experimen- tellen Bedingungen ergeben, kann man sie mit einigermaBen gutem Gewissen auf Grund des gegenw~rtigen Standes unseres Wissens als ,,duldbar" zu Zwecken des Lebensmittelzusatzes betrachten. Ihre vSllige Unsch/Ldlichkeit ist verst/£ndlicherweise dadurch nieht bewiesen, und zwar aus versehiedenen Grfinden, in erster Linie der UnzulKnglichkeit des gegenw/~rtigen Wissenstandes. Denn bei fortschreitender Erkenntnis kSnnen sieh neue Sch/~digungsmechanismen oder Kriterien der Seh/Ld- lichkeit ergeben, die uns heute unbekannt sind.

Ein weiterer Gesichtspunkt ist der, dal3 sich nahezu alle Daten bei der Uberpriifung der zu testenden Substanzen aus Tierversuchen ergeben und damit die Frage gestellt werden muB, inwieweit aus dem Tierversueh bindende Schlfisse auf die Verh/£1tnisse beim Menschen zu ziehen sind.

Treibende Kraft aller sichtbaren oder sonst mit unseren Sinnen wahr- nehmbaren ~ul3erungen des Lebendigen sind ehemisehe Umsetzungen.

64 K. LANG :

Diese erfolgen aber bei allen Lebewesen praktisch in denselben Systemen, mit denselben Substraten und unter Beteiligung derselben Biokataly- satoren (Fermente). Wo Unterschiede gefunden werden, ergeben sie sieh zwanglos als Anpassung an bestimmte Umweltsfaktoren oder Funktionen. Daher ist es nieht verwunderlich, wenn es viele Einflfisse gibt, auf welehe die lebende Substanz prinzipiell in derselben Weise reagiert, und dab dies insbesondere auch die Reaktion auf unphysiologisehe kSrperfremde Sub- stanzen betrifft. Allerdings werden h'~ufig groSe Untersehiede quanti- tativer Art beobachtet. Solche Unterschiede erschweren naturgem/tl3 die Auswertung der Befunde vor allem in quantitativer Hinsieht erheblich.

Auf die vielen Vorz/ige, die der Tierversuch bietet und die ihn gerade auch ffir die vorliegende Fragestellung unentbehrlieh machen, braueht in diesem Kreise nicht eingegangen werden.

Die Beweiskraft vieler Beobachtungen beim Menschen, insbesondere solcher in diesem Zusammenhange ist gering. Erfahrungen beim Men- sehen beziehen sieh auf Zufallsbeobachtungen, die vor allem bei den hier zu erwartenden, schleichend sich entwickelnden Sch/~den yon vielen anderen Einfl/issen fiberlagert werden. Eine sichere Verkn~ipfung von Ursaehe und Wirkung setzt in diesen F/~llen das planm/~Bige Experiment voraus, also Eliminierung aller Variablen bis auf die eine zu untersuehende. Und dies ist - - zum mindesten bei der langi}istigen U n t e r s u c h u n g - nur im Tierexperiment m6glieh.

Es gibt aber auch Bereiehe, die dem Tierexperiment vSllig entzogen sind und die nur durch den Versueh am Mensehen gekl/~rt werden kSnnen, z .B. dann, wenn die organoleptische Wirkung oder eine auf h6here zentralnerv6se Funktionen im Vordergrunde stehen oder wenn die Frage nach einer eventuellen Sensibilisierung zu kl/tren ist. F/Jr das AusmaB der Gef/~hrdung des Menschen durch die ehemischen Lebensmittelzus~tze gibt es keine objektiven Unterlagen. Die gesamte Diskussion hierfiber spielt sich im Bereich des Subjektiven und Hypothetischen ab, und es ist dem Ermessen des einzelnen fiberlassen, wie hoeh er die dadureh be- dingte Gefahr einsch/ttzt.

Am schwierigsten ist ohne Zweifel das Problem der chemischen LebensmittelzusKtze bei den gegen den mikrobiellen Verderb gerichteten Substanzen gelagert. Denn hier ist es das Ziel, lebende Zellen abzut6ten bzw. in ihrer Entwicklung zu hemmen, also Eingriffe in Lebensprozesse. Hier erwartet man, im Gegensatz zu allen anderen Lebensmittelzus/~tzen, eine Riiekwirkung auf die lebende Substanz. Bekanntlich kann der Wirkungsmechanismus, also Ort und Art des Eingreifens in den chemi- sehen Betrieb der lebenden Zelle, recht verschieden sein. Allein hieraus ergeben sieh schon unterschiedliehe Empf/inghchkeiten einzelner Lebe- wesen, die sieh, abgesehen von Eigenheiten des Stoffweehsels (die zumeist nur quantitativer Art sind), aufUntersehiede des Baues der Zellmembran

Das Problem der Lebensmittelzus~tze 65

oder des Zellaufbaues zuriiekffihren lassen. Weitgehend ver£ndert werden die Verh~ltnisse beim Ubergang vom Mikroorganismus zum kompliziert aufgebauten, hSheren tierischen Organismus.

Viele Konservierungsmittel, insbesondere die yon der Konservierungs- mittelkommission der Deutschen Forsehungsgemeinschaft als duldbar betrachtete Benzoes~ure und Ameisens£ure, fiben ihre Wirkung nut bei einer sauren I~eaktion aus. MaBgebend fiir ibxe Wirkung ist nur der undissoziierte Anteil. Der auf die Mikroorganismen wirksame Anteil ist umso gr6Ber, je niederer der pg-Wert und je grSBer der Gehalt an freier Si~ure ist. ttierdurch und durch die oben erw~hnten mehr oder minder ausgepriigten Untersehiede der Struktur und des Stoffwechsels ergeben sieh M6gliehkeiten groBer quantitativer Wirkungsuntersehiede zwisehen Mikroorganismus und Mensch bzw. hSherem tierisehen Organismus. Eine sehr wesentliehe Differenz besteht darin, dab die tierischen Zellen, abge- sehen yon dem Epithel des Verdauungstraktes, gar nieht mit der AuBen- welt in Berfihrung kommt, sondern in der extracellul~ren Fliissigkeit als einem ,,Milieu int~rieur" leben, dessen Konstanthaltung bezfiglieh seiner ehemisehen Zusammensetzung der Organismus zu seinen vordringliehsten Aufgaben zghlt. Sehon allein hierdureh ergeben sieh wesentliehe Unter- schiede beziiglieh Konzentrationen, pH-Werten usw. gegenfiber den Be- dingungen, unter denen die ehemisehen Konservierungsmittel auf die Mikroorganismen einwirken, und es sind daher aueh Untersehiede in der GrSflenordnung eirdger Zehnerpotenzen hinsichtlieh der Intensiti~t der Wirkung mSglieh, obwohl die lebende Substanz in beiden Fgllen unter gleiehen guBeren Bedingungen in einer vSllig analogen Weise reagieren wiirde. Daher hat auch die Aufgabe, solehe Konservierungsmittel zu finden, bei denen aus einem der erw~hnten Griinde die Spanne zwisehen Empfindlichkeit des Mikroorganismus gegenfiber der der mensehlichen Zellen m6gliehst groB ist, Aussieht auf Erfolg.

Einige Beispiele mSgen das Gesagte erli~utern, Benzoesgure sell auf die Mikroorganismen dureh Anreieherung in der Zellmembran und die dadureh bedingte Verminderung der Zellpermeabiliti~t wirken. Voraus- setzung flit Erreiehung yon Effekten ist eine ausreiehende Konzentration der Substanz und ein gfinstiger pg-Wert. Beide Voraussetzungen der Zellseh~digung sind im menschliehen Organismus nur sehr unvollkom- men gegeben: die extraeellul~re Flfissigkeit hat einen p~-Wert von etwa 7,2--7,3 und die Konzentration an Benzoes~ure erreieht aul3erordentlieh raseh sehr niedere Werte, weft die Substanz sehlecht in die Zellen ein- dringt und daher yon der Niere mit grol3er Geschwindigkeit praktisch quantitativ eliminiert wird. Etwa in die Zellen eintretende Benzoes£ure wird zudem dutch Bindung an Glykokoll zu I-Iippursi~ure ,,entgiftet", insbesondere auch in der Niere beim AusscheidungsprozeI3. Man finder daher, auch unter Verwendung so empfindlicher Methoden wie Benutzung

Arch. exper. Path. u. Pharmakol., Bd. 232 (Tagungsbericht) 5

66 G. HECHT:

von Cl~-Benzoes~ure praktisch keine Speicherung der Substanz im Organismus. Die chronische Zufuhr kleiner Benzoes£uremengen, mit denen der Organismus fertig wird, erscheint daher eher duldbar als von solchen Substanzen, ffir welche die erw£hnten Voraussetzungen nicht zutreffen.

Ein anderes Beispiel bietet die Sorbins~ure, deren Stoffwechsel often- sichtlich bei Schimmelpilzen einige Unterschiede gegenfiber dem beim h6heren tierischen Organismus aufweist. Beim hSheren tierischen Orga- nismus wird Sorbins~ure wie eine regulate niedere Fettsiiure umgesetzt. Es finden sich weder qualitative noch quanti tat ive Unterschiede im Stoffwechsel gegenfiber der gesi~ttigten S~ure mit 6 C-Atomen (Capron- siiure) oder der einfach ungesattigten S~ure (Hexens~ure) oder der gesiittigten Fettsaure mit 8 C-Atomen (Octansaure). Sorbinsaure liefert im intakten Organismus oder beim Arbeiten mit fiberlebenden Organ- praparat ionen im gleichen Umfange CO 2 bzw. Acetessigsiiure wie Capron- saure oder Octans~ure als Energiequelle beniitzt. Ebenso fallen auch die zu beobachtenden Konkurrenzen mit anderweitigen Stoffwechselpro- zessen (etwa Acetylierungen) in die gleichen Gr6Benordnungen wie bei den fiblichen Nahrungsfetts~uren. Ein Hinweis, da~ sich das konjugierte Doppelbindungssystem der Sorbinsiiure im Sinne eines Oxydations- katalysators auswirke, hat sich bisher in den in dieser Richtung ange- stellten Versuchen nicht ergeben.

])as vorliegende Referat sollte zeigen, daI3 die durch die Lebensnfittel- zusatze aufgeworfenen Probleme sehr komplexer I~atur sind und dai3 ihre Bearbeitung einen betriichtlichen Aufwand an Zeit und an Mfihe erfordert.

G. Hecht (Wuppertal-Elberfeld): Gesundheitsgef~ihrdung durchFarbstoffe?

1923 hat Fi~H~ER die Pharmakologie und Toxikologie der organi- schen Farbstoffe raonographisch dargestellt. In der Folgezeit ist in der Literatur ein Beobachtungsmaterial fiber Farbstoffe niedergelegt worden, das welt gr6~eren Umfang hat als die Gesamtheit dessen, was F i ~ E R zu berichten hatte. Hier kann nur eine subjektive Auswahl mit besonderer t tervorhebung toxikologischer Fragen wiedergegeben werden.

,,Farbstoffe" sind unter toxikologischen Gesichtspunkten nicht ohne Zwang zusammenfa~bar. Eine bunte Vielheit von biologischen und toxikologischeu Wirkungen ist beschrieben, die vorherrschend nur einzelnen Farbstoffen oder kleinen Gruppen yon solchen zukommen, niemals aber den Farbstoffen schlechthin gemeinsam sind. Zudem teilen die Farbstoffe solche Wirkungen nicht selten mit ungef~rbten Stoffen. Beispiele daffir sind etwa die Abftihrwirkung des Phenolphthalein, die trypanocide Wirkung des Trypanblau oder die Heparin-neutralisierende Wirkung des Toluidinblau.