Lebensmittelfarbstoffe einfach erklärt: Arten & Regulierung

Stell dir vor, du beißt in ein leuchtend blaues Eis oder isst knallrote Gummibärchen. Würden sie dir genauso gut schmecken, wenn sie komplett grau wären? Wahrscheinlich nicht, denn das Sprichwort „Das Auge isst mit“ stimmt tatsächlich! Genau hier kommen Lebensmittelfarbstoffe ins Spiel.

In der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie wird viel Aufwand betrieben, um Produkte optisch ansprechend zu gestalten. In diesem Artikel schauen wir uns an, warum Farbstoffe zugesetzt werden, wie streng der Staat unsere Gesundheit dabei schützt und in welche chemischen Kategorien wir diese bunten Stoffe einteilen können.

Vorwissen

• Konjugierte Doppelbindungen: Abwechselnde Einfach- und Doppelbindungen in einem Molekül, die oft für die Farbigkeit verantwortlich sind.

  Beispiel: Ein langes Molekül (wie ein Polyen) mit vielen abwechselnden Bindungen absorbiert Licht und erscheint für uns farbig.

• Organische Farbstoffklassen: Gruppen von Farbstoffen mit bestimmten chemischen Grundgerüsten.

  Beispiel: Azofarbstoffe enthalten immer eine charakteristische Stickstoff-Doppelbindung ($-\text{N}=\text{N}-$).

Aufgabentyp 1: Funktion und Regulierung von Lebensmittelfarbstoffen

Lebensmittelfarbstoffe werden industriell hergestellten Lebensmitteln und Kosmetika aus einem einfachen Grund zugesetzt: Sie sollen die optische Attraktivität erhöhen. Ein Erdbeerjoghurt sieht mit einem kräftigen Rosa einfach fruchtiger aus.

Da wir diese Stoffe essen, gelten sie gesetzlich als Zusatzstoffe und werden extrem streng kontrolliert. Jeder Farbstoff, der in der Europäischen Union zugelassen ist, bekommt eine sogenannte E-Nummer (das „E“ steht für Europa). Diese Nummer muss zwingend auf der Verpackung des Lebensmittels stehen.

Damit wir durch die Farbstoffe nicht krank werden, wird ihre Toxizität (Giftigkeit) ständig überprüft. Dabei wird ein sogenannter ADI-Wert (Acceptable Daily Intake) festgelegt. Dieser Wert gibt die erlaubte Tagesdosis an. Er sagt uns genau, wie viel von dem Farbstoff wir jeden Tag ein Leben lang essen können, ohne dass es unserer Gesundheit schadet.

Aufgabentyp 2: Natürliche und naturidentische Lebensmittelfarbstoffe

Farbstoffe können aus ganz unterschiedlichen Quellen stammen. Wir unterscheiden hier zunächst zwei wichtige Gruppen:

1. Natürliche Lebensmittelfarbstoffe Diese Farbstoffe werden direkt aus der Natur, also aus Pflanzen oder Tieren, gewonnen. Viele dieser natürlichen Farbstoffe gehören zur chemischen Stoffklasse der Polyene.

• Carotine (Polyene): Sie werden aus Karotten oder Algen gewonnen und oft genutzt, um Butter schön gelb zu färben.

• Betanin: Dieser Farbstoff stammt aus der Roten Bete und gibt Marmelade oder Fruchtjoghurt eine rote Farbe.

• Karmin (E 120): Dies ist ein natürlicher Carbonylfarbstoff, der tatsächlich aus winzigen Insekten, den Schildläusen, gewonnen wird. Er verleiht vielen Lippenstiften ihre rote Farbe.

2. Naturidentische Lebensmittelfarbstoffe Manchmal ist es zu teuer oder zu aufwendig, Farbstoffe aus echten Pflanzen zu gewinnen. Deshalb bauen Chemiker die Moleküle im Labor nach. Wenn ein Farbstoff im Labor künstlich (synthetisch) hergestellt wird, aber exakt die gleiche chemische Struktur hat wie sein Vorbild in der Natur, nennt man ihn naturidentisch. Er ist also eine perfekte Kopie der Natur.

Durchgerechnete Beispiele

Aufgabentyp 3: Synthetische Lebensmittelfarbstoffe und chemische Stoffklassen

Im Gegensatz zu den naturidentischen Farbstoffen gibt es auch synthetische Lebensmittelfarbstoffe. Diese Stoffe kommen in der Natur überhaupt nicht vor; sie wurden von Menschen komplett neu erfunden. Sie gehören primär zu drei großen chemischen Farbstoffklassen:

• Azofarbstoffe: Zum Beispiel Tartrazin (E 102, gelb) und Azorubin (E 122, rot).

• Triphenylmethanfarbstoffe: Zum Beispiel Brillantblau FCF (E 133, blau) und Erythrosin (E 127, rot).

• Carbonylfarbstoffe

Weil diese Stoffe künstlich sind, wird ihre gesundheitliche Unbedenklichkeit ständig durch Studien überprüft. Wenn sich herausstellt, dass ein Farbstoff gesundheitsschädlich oder krebserregend ist, wird er sofort verboten.

Ein berühmtes historisches Beispiel dafür ist „Buttergelb“ (chemisch: 4-(Dimethylamino)azobenzol). Das war ein gelber Azofarbstoff. Seine chemische Struktur leitete sich vom Anilingelb ab, wobei die Wasserstoffatome am Stickstoffatom durch $\text{CH}_3$-Gruppen ersetzt wurden. Man nutzte ihn früher, um Butter gelb zu färben. Im Jahr 1949 wurde er jedoch für Lebensmittel streng verboten, da man herausfand, dass er krebserregend ist.

Durchgerechnete Beispiele

Wichtige Erkenntnisse

• Lebensmittelfarbstoffe verbessern die Optik und sind als Zusatzstoffe durch E-Nummern und den ADI-Wert (erlaubte Tagesdosis) streng reguliert.

• Natürliche Farbstoffe (z. B. Carotine, Betanin) stammen aus Pflanzen oder Tieren.

• Naturidentische Farbstoffe werden im Labor hergestellt, haben aber exakt die gleiche chemische Struktur wie ihr natürliches Vorbild.

• Synthetische Farbstoffe (wie Azo- oder Triphenylmethanfarbstoffe) kommen in der Natur nicht vor. Bei Gesundheitsgefahr (wie beim krebserregenden „Buttergelb“) werden sie verboten.