Ist da Nano drin?

Sie sind unter uns. Teilchen unterschiedlichster chemischer Art, die alle eines gemeinsam haben: Sie sind millionstel Millimeter klein – etwa vergleichbar mit der Größe von Viren. Genannt werden sie „Nanopartikel“. Sichtbar sind sie nicht, aber bereits seit einigen Jahrzehnten zunehmend Teil unserer Umgebung. Nanos stecken zum Beispiel in medizinischen Geräten und Materialien, in Computertechnik, Sonnencreme, Autolacken, Antibeschlagmitteln, Malerfarben, Pfannen, Milchaufschäumern von Kaffeevollautomaten und manche auch in dem, was wir essen.

Teils ungewollt, teils absichtlich: Stoffe wie Siliziumdioxid und Titandioxid können Salz und Tütensuppen besser rieseln lassen oder Süßigkeiten weiß-glitzernd färben. Wie man erst seit einigen Jahren weiß, liegt dabei ein Teil der Stoffe in Nanogröße vor. Und ganz bewusst lassen sich Nano-Transportteilchen aus Eiweiß, Lecithin, Kohlenhydraten und Fetten einsetzen, um Snacks aromatischer, Tiefkühlpizza vitaminreicher oder Limonaden farbintensiver zu machen.

In Deutschland ist die Nanotechnologie seit Jahren bereits „Chefsache“: Ende 2016 hat das Bundesministerium für Forschung und Technologie einen Aktionsplan Nanotechnologie 2020 als wegweisende Zukunftsstrategie formuliert. Doch ist längst nicht erforscht, wo die Risiken liegen. Die Sorge, dass Nanoteilchen gesundheitliche Nachteile bringen könnten, ist jedenfalls keine neue. Denn es ist die Besonderheit von Nanomaterialien, dass sie komplett andere chemische und physikalische Eigenschaften haben als ihre Namensvetter in Normalgröße. Genau das macht sie „industrietechnisch“ interessant. Das Fatale: Die besondere Reaktionsfreudigkeit und Andersartigkeit der Winzlinge ist nicht auf ihre Anwendung im Produkt begrenzt. Unbekannte Effekte und Wirkmechanismen im Körper und in der Umwelt sind dadurch wahrscheinlich. Die kleine Größe der Partikel lässt sie möglicherweise an Orte gelangen, die sie besser nicht erreichen sollten – das Lungengewebe, die Leber oder gar das Hirn zählen dazu. Dass Nanomaterialien sich im Körper ansammeln – wenn auch nur in geringen Mengen – konnte bereits nachgewiesen werden, teilt das Bundesinstitut für Risikoforschung (BfR) mit. Langzeiteffekte, die sich daraus ergeben, sind nach Expertenmeinung zur Zeit nicht abschätzbar. Möglicherweise könnten aber sogar Autoimmunerkrankungen wie beispielsweise Morbus Crohn eine Folge sein.

Für Titandioxid gibt es bereits eine Reihe negativer Meldungen: Ratten zeigten, dass winzige Titandioxid-Partikel bei ihnen Entzündungen in den Luftröhren provozierten. Forscher der Universität Koblenz fanden Schädigungen durch Nanos bei Wasserflöhen. Französische Wissenschaftler vermuten aufgrund ihrer Beobachtungen krebsfördernde Eigenschaften. Auch für Siliziumdioxid gibt es solche Beispiele. Jüngste Untersuchungen zeigten, dass an Zellkulturen aus dem Darm von Ratten Schädigungen an deren Oberflächenstrukturen auftraten. Das BfR weist auf laufende Forschungsarbeiten hin: „Ergebnis offen“. Ganz klar beurteilt Dr. Ralf Greiner vom Max-Rubner-Institut (MRI) in Karlsruhe bereits jetzt den Einsatz von Nano-Silber:

Allerdings liegt gerade in Studien und Forschungsarbeiten nicht selten Ungenauigkeit, kritisiert der Experte vom MRI: „Es ist zweifelhaft, ob die Negativ-Beispiele aus Zellkulturen oder Tierversuchen überhaupt auf Menschen und die Realbedingungen übertragen werden können.“ Nicht selten werde beispielsweise mit überhöhten Dosen gearbeitet, die in der Realität so nicht auftreten. Er fordert bessere Forschungsstrukturen, die valide Ergebnisse liefern, und steht mit seiner Forderung nicht allein. Forscherkollegen bemängeln, dass bei der Verteilung finanzieller Mittel die Nanotoxikologie und Risikoforschung gegenüber der Entwicklung neuer Substanzen und Anwendungsbereiche hintenanstehe. Das betreffe darüber hinaus auch die Entwicklung von Verfahren, mit denen Lebensmittelbehörden nanotechnologische Anwendungen überhaupt kontrollieren können (s. Interview).

Kein Nano in Bio-Suppen

Kritik an Nano-Lebensmitteln kommt vor allen Dingen aus den Reihen des Natur- und Verbraucherschutzes. So lehnt der BUND den gezielten Einsatz von Nanomaterialien derzeit ab. Der Grundsatz „No Data – no Market“, keine Daten – kein Markt, hat für die Naturschützer Vorrang vor möglichen Nutzen. Entsprechend hält es auch die Bio-Branche. Der Dachverband BÖLW (Bund Ökologische Lebensmittelwirtschaft) empfiehlt, auf Nanomaterialien vorerst zu verzichten, bis eine grundlegende Erforschung gewährleistet ist. Die Anbauverbände Bioland, Demeter und Naturland haben in ihren Richtlinien verankert, dass Nanotechnologie bei der Verarbeitung von Lebensmitteln und auch in der Produktion auf dem Acker unter ihrem Label nichts zu suchen hat.

Ralf Greiner hält nichts von einer generellen Mobilmachung gegen Nanos in Lebensmitteln: „Nanopartikel, natürlich vorkommend oder durch klassische Verarbeitungsverfahren erzeugt, sind und waren schon immer in Lebensmitteln vorhanden. Technisch hergestellte Nanomaterialien spielen in Lebensmitteln derzeit auf dem deutschen Markt keine Rolle.“ Was auch daran liegt, dass Verbraucher solche Lebensmittel eher nicht kaufen würden. Nach Umfragen der Verbraucherzentralen stehen etwas mehr als Dreiviertel der Bundesbürger der Nanotechnologie generell positiv gegenüber, vor allen Dingen, wenn sie die Medizin oder die Versiegelung und Optimierung von Materialien betrifft. Doch: Etwa 5o Prozent lehnen Nano-Zwerge in Nahrungsmitteln komplett ab, unter 20 Prozent nur wären bereit, Lebensmittel mit deklariertem Nanomaterial überhaupt zu kaufen, so das BfR.

Das größte Einsatzpotenzial von Nanos im Lebensmittelsektor sieht Greiner in organischen Verkapselungssystemen. So könne man gezielt Wirkstoffe oder Mineralstoffe und Spurenelemente oder Vitamine in Zellen des Körpers schleusen und deren Verwertbarkeit erhöhen. Dies auf breiter Front anzuwenden, wäre derzeit jedoch eine noch viel zu kostspielige Angelegenheit.

Nicht deklariert und trotzdem drin

Aktuelle Zahlen der EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) sprechen von etwa 630 derzeit theoretisch möglichen und etwa 280 tatsächlich angebotenen Nano-Lebensmitteln auf dem Europäischen Markt, teilt der BUND mit. Für Deutschland weist die BUND-Datenbank „Nanowatch“ unter der Kategorie Lebensmittel auf etwa 50 von Herstellern deklarierte Anwendungen hin. Das sind zum Beispiel Nano-Silber in Nahrungsergänzungsmitteln zur Stärkung der Immunabwehr oder synthetisches Lycopin zur Anreicherung und Färbung von Lebensmitteln sowie Nanomaterialien für Verpackungen.

Großen Klärungsbedarf gibt es gerade bei der Kennzeichnung. Denn viele Zwerge sind zwar da, aber nicht deklarationspflichtig. „Paradebeispiel sind Siliziumdioxid und Titandioxid. Beide sind seit Jahrzehnten unter den E-Nummern 551 und 171 als Zusatzstoff zugelassen und als unbedenklich eingestuft“, erklärt Ralf Greiner. Dass allerdings ein Teil der Substanzen in Nanoformat vorliegt, ist erst seit einigen Jahren bekannt.

Nun muss auf EU-Ebene darüber entschieden werden, wie hoch der Anteil an Partikeln in Nanogröße, das heißt zwischen 1 und 100 Nanometer groß, sein darf, um nicht als „Nano“ gekennzeichnet werden zu müssen. Die EU-Kommission spricht eine Empfehlung von bis zu 50 Prozent der Partikel als Richtwert aus, diese ist jedoch noch nicht rechtlich bindend. Was die Kennzeichnung zusätzlich erschwert: Der Hinweis „Nano“ ist immer auch an eine „neue im Lebensmittel wahrnehmbar technologische Wirkung gebunden“. Diese Formulierung bietet reichlich Interpretationsspielraum. Eine Überarbeitung der EU-Richtlinien und der Novel-Food-Verordnung hinsichtlich dieser Aspekte stehe aktuell an, so Greiner. Gerade die Wissenschaft warte dringend auf die eindeutigeren gesetzlichen Richtlinien, damit man zielgerichtet diskutieren und forschen kann.

„Nano ist eben nicht gleich Nano. Jeder Stoff und jede Substanz, jede Art von Nanopartikel muss für sich bewertet werden“, betont Greiner. Ob sich dann außer Nanosilber noch mehr „Giftzwerge“ ausmachen lassen – das kann man derzeit nur abwarten. Ein möglicher Weg, Nanos generell zu vermeiden: viel Frische, Bio-Produkte und wenig Convenience auf dem Teller. Und von Zeit zu Zeit ein Blick in die Datenbank „Nanowatch“ und auf die Zutatenlisten der Produkte.

Kritik an Nano-Lebensmitteln kommt vor allen Dingen aus den Reihen des Natur- und Verbraucherschutzes. So lehnt der BUND den gezielten Einsatz von Nanomaterialien derzeit ab. Der Grundsatz „No Data – no Market“, keine Daten – kein Markt, hat für die Naturschützer Vorrang vor möglichen Nutzen. Entsprechend hält es auch die Bio-Branche. Der Dachverband BÖLW (Bund Ökologische Lebensmittelwirtschaft) empfiehlt, auf Nanomaterialien vorerst zu verzichten, bis eine grundlegende Erforschung gewährleistet ist. Die Anbauverbände Bioland, Demeter und Naturland haben in ihren Richtlinien verankert, dass Nanotechnologie bei der Verarbeitung von Lebensmitteln und auch in der Produktion auf dem Acker unter ihrem Label nichts zu suchen hat.

Ralf Greiner hält nichts von einer generellen Mobilmachung gegen Nanos in Lebensmitteln: „Nanopartikel, natürlich vorkommend oder durch klassische Verarbeitungsverfahren erzeugt, sind und waren schon immer in Lebensmitteln vorhanden. Technisch hergestellte Nanomaterialien spielen in Lebensmitteln derzeit auf dem deutschen Markt keine Rolle.“ Was auch daran liegt, dass Verbraucher solche Lebensmittel eher nicht kaufen würden. Nach Umfragen der Verbraucherzentralen stehen etwas mehr als Dreiviertel der Bundesbürger der Nanotechnologie generell positiv gegenüber, vor allen Dingen, wenn sie die Medizin oder die Versiegelung und Optimierung von Materialien betrifft. Doch: Etwa 5o Prozent lehnen Nano-Zwerge in Nahrungsmitteln komplett ab, unter 20 Prozent nur wären bereit, Lebensmittel mit deklariertem Nanomaterial überhaupt zu kaufen, so das BfR.

Das größte Einsatzpotenzial von Nanos im Lebensmittelsektor sieht Greiner in organischen Verkapselungssystemen. So könne man gezielt Wirkstoffe oder Mineralstoffe und Spurenelemente oder Vitamine in Zellen des Körpers schleusen und deren Verwertbarkeit erhöhen. Dies auf breiter Front anzuwenden, wäre derzeit jedoch eine noch viel zu kostspielige Angelegenheit.

Aktuelle Zahlen der EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) sprechen von etwa 630 derzeit theoretisch möglichen und etwa 280 tatsächlich angebotenen Nano-Lebensmitteln auf dem Europäischen Markt, teilt der BUND mit. Für Deutschland weist die BUND-Datenbank „Nanowatch“ unter der Kategorie Lebensmittel auf etwa 50 von Herstellern deklarierte Anwendungen hin. Das sind zum Beispiel Nano-Silber in Nahrungsergänzungsmitteln zur Stärkung der Immunabwehr oder synthetisches Lycopin zur Anreicherung und Färbung von Lebensmitteln sowie Nanomaterialien für Verpackungen.

Großen Klärungsbedarf gibt es gerade bei der Kennzeichnung. Denn viele Zwerge sind zwar da, aber nicht deklarationspflichtig. „Paradebeispiel sind Siliziumdioxid und Titandioxid. Beide sind seit Jahrzehnten unter den E-Nummern 551 und 171 als Zusatzstoff zugelassen und als unbedenklich eingestuft“, erklärt Ralf Greiner. Dass allerdings ein Teil der Substanzen in Nanoformat vorliegt, ist erst seit einigen Jahren bekannt.

Nun muss auf EU-Ebene darüber entschieden werden, wie hoch der Anteil an Partikeln in Nanogröße, das heißt zwischen 1 und 100 Nanometer groß, sein darf, um nicht als „Nano“ gekennzeichnet werden zu müssen. Die EU-Kommission spricht eine Empfehlung von bis zu 50 Prozent der Partikel als Richtwert aus, diese ist jedoch noch nicht rechtlich bindend. Was die Kennzeichnung zusätzlich erschwert: Der Hinweis „Nano“ ist immer auch an eine „neue im Lebensmittel wahrnehmbar technologische Wirkung gebunden“. Diese Formulierung bietet reichlich Interpretationsspielraum. Eine Überarbeitung der EU-Richtlinien und der Novel-Food-Verordnung hinsichtlich dieser Aspekte stehe aktuell an, so Greiner. Gerade die Wissenschaft warte dringend auf die eindeutigeren gesetzlichen Richtlinien, damit man zielgerichtet diskutieren und forschen kann.

„Nano ist eben nicht gleich Nano. Jeder Stoff und jede Substanz, jede Art von Nanopartikel muss für sich bewertet werden“, betont Greiner. Ob sich dann außer Nanosilber noch mehr „Giftzwerge“ ausmachen lassen – das kann man derzeit nur abwarten. Ein möglicher Weg, Nanos generell zu vermeiden: viel Frische, Bio-Produkte und wenig Convenience auf dem Teller. Und von Zeit zu Zeit ein Blick in die Datenbank „Nanowatch“ und auf die Zutatenlisten der Produkte.

• Essensvorräte, die ohne Qualitätsverluste lange haltbar, dabei jederzeit frisch, kross und knusprig sind, einen höheren Vitamingehalt haben und immer gut schmecken? Klingt verlockend und kann mit Nanotechnologie in Verpackungen offenbar leicht umgesetzt werden.
• Nano-Siliziumdioxid, -Silber, -Zink-oxid, -Titannitrid und -Ton sollen als Beschichtung in Verpackungen vor Bakterien oder vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Sauerstoff, Licht oder Kohlendioxid schützen. Besonders smart: Nano-Sensoren könnten den Frischezustand des verpackten Lebensmittels signalisieren.
• Die Bio-Verbände Bioland, Demeter und Naturland halten auch bei diesem Nano-Thema bislang Abstand und schließen Nano in der Verpackung derzeit aus. Charlotte Bieger von Bioland: „Auf keinen Fall dürfen Nanobeschichtungen mit den Lebensmitteln in Berührung kommen. Dies wird im Rahmen der Überprüfung der Verpackungen kontrolliert.“ Trotzdem könnten Nano-Verpackungen auch bei Bio-Produkten verwendet werden. Die EU-Bio-Verordnung hat keine Regelung hierzu und eine Deklaration von Nano-Materialien in Verpackungen ist von Gesetzes wegen bisher grundsätzlich nicht vorgesehen.
• Umweltschützer sehen allerdings beispielsweise Nano-PET (Polyethylenterephthalat) als besonders heikel. Es könne sich sogar noch mehr in der Umwelt anreichern und noch weniger effizient von Organismen abgebaut werden als das bisher bereits problematische Mikroplastik.

Warum ist Nano in Lebensmitteln ein besonderes Problem?

Wir haben noch sehr viele offene Fragen. Es gibt einzelne Studien, die auf Probleme mit Nanomaterialien wie Silizium- oder Titandioxid (E551, E171) hindeuten. Wir fordern, dass Nanos im Lebensmittel deklariert werden müssen, auch wenn sie nicht als beabsichtigte Zutat enthalten sind. Gleichzeitig gibt es aber ein Problem in der Lebensmittelanalytik. So haben unsere Untersuchungsämter beispielsweise bisher gar nicht die Möglichkeit, Nanos sicher nachzuweisen.

Heißt das, man kann den Nanopartikeln im Lebensmittel also nicht nachspüren?

Nein, es geht, wir sind anscheinend nur noch nicht so weit. Unsere französischen Kollegen sind da einen Schritt weiter. Sie haben eine Reihe Lebensmittel auf E551 und E171 getestet – und sind fündig geworden! In verschiedenen Testprodukten wurden speziell bei Siliziumdioxid nahezu 100 Prozent an Nanoprimärpartikeln gefunden, für Titandioxid waren es – bis auf eine Ausnahme – in der Regel zwar kleinere Anteile aber auch hier wohlgemerkt ohne Deklaration. Obwohl vermutlich in allen Produkten die gleichen Zusatzstoffe verwendet wurden, scheint es je nach Art des Lebensmittels auch erhebliche Variationen in den messbaren Nanoanteilen zu geben.

Und warum …?

Möglicherweise, weil wir bei den Nanos mit ganz besonderen Eigenschaften der Stoffe rechnen müssen. Sie lagern sich unter bestimmten Bedingungen zusammen oder spalten sich wieder in Einzelpartikel auf. Es spielen Umgebungsbedingungen, beispielsweise der pH-Wert und vieles andere, eine Rolle. All das macht die Beurteilung der Nanopartikel so schwer.

Nano-Silber ist zum Beispiel auch bei Küchenutensilien im Einsatz. Haben Sie Bedenken?

Die Wahrscheinlichkeit, dass eine intakte Oberfläche Nanos abgibt, ist relativ gering. Deshalb betrachte ich derartige Anwendungen als wenig kritisch, aber überflüssig. Bei weit verbreitetem Silbereinsatz ist eher die Resistenzbildung ein Problem, das heißt die Verwendung in der Medizin wird möglicherweise ausgehebelt. Anders sieht es aus bei Sprays – denkbar bei Textilbehandlungen oder als Backofenspray. Gerade die ohnehin schon problematischen Aerosole sind – mit Nanoteilchen versehen – sehr kritisch, weil sie das hohe toxische Problem in der Lunge potenzieren. Das muss man unter dem Vorsorgeprinzip ausschließen und sagen: So etwas gehört nicht in Verbraucherhände!

www.bmbf.de/pub/Aktionsplan_Nanotechnologie.pdf
Ressortübergreifende Strategie der Bundesregierung

www.bfr.bund.de/de/fragen_und_antworten_zur_nanotechnologie-8552.html
Das Bundesinstitut für Risikobewertung stellt sich den Fragen der Verbraucher.

www.nanoportal-bw.de
Verbraucher- und Informationsportal zum Thema Nano

www.nanowatch.de
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