Trans-Fettsäuren: Entstehung, Vorkommen und gesundheitliche Bedeutung

Trans-Fettsäuren (engl. trans fatty acids) sind ungesättigte Fettsäuren, in denen mindestens eine Doppelbindung in trans-Konfiguration vorliegt. Diese besondere räumliche Struktur verändert sowohl die physikalischen Eigenschaften der Fettsäure als auch ihre biologische Wirkung im menschlichen Körper.

In nahezu allen natürlichen Nahrungsfetten – etwa in Pflanzenölen, Nüssen, Samen oder Fisch – kommen ungesättigte Fettsäuren dagegen fast ausschließlich in der cis-Konfiguration vor.

cis-Konfiguration: die natürliche Form

Bei einer ungesättigten Fettsäure befinden sich an jeder Doppelbindung zwei Wasserstoffatome. In der cis-Konfiguration liegen diese Wasserstoffatome auf derselben Seite der Doppelbindung. Dadurch entsteht ein charakteristischer Knick in der Fettsäurekette.

Dieser Knick hat wichtige funktionelle Konsequenzen:

Die Fettsäuren können sich nicht dicht aneinanderlagern → Öle bleiben bei Raumtemperatur flüssig.
Der Schmelzpunkt ist niedrig.
Die biologischen Effekte gelten als günstig, etwa im Hinblick auf die Herz-Kreislauf-Gesundheit.

Wie entsteht die trans-Konfiguration?

Unter bestimmten Bedingungen kann die cis-Doppelbindung ihre räumliche Struktur verändern und in die trans-Konfiguration übergehen. Dabei liegen die Wasserstoffatome auf gegenüberliegenden Seiten der Doppelbindung.

Das Ergebnis:

Die Fettsäurekette ist nicht mehr geknickt, sondern gestreckt.
Das Fett wird fester.

Diese kleine strukturelle Änderung von cis zu trans führt zu deutlich unterschiedlichen Wirkungen im Stoffwechsel. Trans-Fettsäuren:

ähneln gesättigten Fettsäuren in ihrer biochemischen Verarbeitung,
erhöhen LDL-Cholesterin und senken HDL-Cholesterin,
steigern das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Damit gelten sie aus ernährungsphysiologischer Sicht als unerwünschte Bestandteile der Nahrung.

Trans-Fettsäuren entstehen auf drei Wegen:

Industriell – vor allem bei der Teilhydrierung von Pflanzenölen (Fetthärtung) – Man unterscheidet:
- teilgehärtete Fette → enthalten noch Doppelbindungen → Bildung von von cis- und trans-Isomeren
- vollständig gehärtete Fette → enthalten keine Doppelbindungen mehr → keine Trans-Fettsäuren
Thermisch – beim starken Erhitzen oder Frittieren von Ölen [1, 4]
Natürlich – in geringen Mengen im Pansen von Wiederkäuern (z. B. in Milchfett und Rindfleisch) = Biohydrierung; typischer Gehalt: 3-5 % der Fettsäuren [1, 2, 4]

Bis zu den 1960er-Jahren wurden bei der Produktion von Backwaren sowie zum Frittieren tierische Fette verwendet. Da diese im Laufe der Zeit als gesundheitsgefährdend bewertet wurden, ersetzte man sie durch Pflanzenöle. Durch die industrielle Fetthärtung (Fetthydrierung) von Pflanzenölen entstehen dabei die sogenannten Trans-Fettsäuren [1]. Dieser technologische Verarbeitungsschritt wandelt ungesättigte Fettsäuren in gesättigte Fettsäuren um, wodurch aus sonst flüssigen Ölen feste und streichfähige Produkte wie z. B. Margarine, Back- und Streichfette entstehen [2, 4].

Vorkommen

Eine Vielzahl von Lebensmitteln können aufgrund der Fetthärtung Trans-Fettsäuren enthalten [1]:

Frittierte Produkte (Pommes, Backfisch, Krapfen)
Backwaren (Croissants, Plunder, Waffeln)
Snacks und Chips
Fertiggerichte
Trockensuppen
Fast-Food-Produkte

Seit den 2000er-Jahren wurde die Industrie weitgehend auf neue Verfahren umgestellt, sodass moderne Margarinen nur noch ca. 1-2 % Trans-Fettsäuren enthalten.

Natürliche Trans-Fettsäuren finden sich in:

Milch und Milchprodukten
Fleisch von Wiederkäuern

Seit dem 2. April 2021 gilt in der gesamten EU: max. 2 % industriell erzeugte Trans-Fettsäuren im Fettanteil eines Lebensmittels. Diese Regel hat dazu geführt, dass die Trans-Fettsäuren-Exposition in der EU heute sehr gering ist.

Wirkungen

Im menschlichen Körper werden die mit der Nahrung aufgenommenen Trans-Fettsäuren ebenso zur Energiegewinnung genutzt wie alle anderen Fettsäuren auch [1, 4].
Aus ernährungsphysiologischer Sicht zählen Trans-Fettsäuren allerdings zu den unerwünschten Bestandteilen der Nahrung.

1. Einfluss auf das Lipidprofil

Gut belegt ist, dass eine hohe Aufnahme von Trans-Fettsäuren [1, 2, 4]:

LDL-Cholesterin erhöht
HDL-Cholesterin senkt
Triglyceride erhöht

Diese Effekte fördern [1]:

Atherosklerose (Arteriosklerose/Arterienverkalkung)
Koronare Herzkrankheit (KHK; Erkrankung der Herzkranzgefäße)
Myokardinfarkt (Herzinfarkt)

Diese Erkrankungen treten vor allem bei hohen Zufuhrmengen auf (über 4 % der Gesamtenergie).

2. Weitere unerwünschte Wirkungen

Studien zeigen Hinweise auf:

Erhöhung von Lipoprotein(a) [2]
Hemmung der Bildung von Omega-3-Fettsäuren (EPA, DHA) [2]
Kognitive Einschränkungen (z. B. reduzierte Merkfähigkeit) – Eine amerikanische Studie zeigte, dass besonders in der Gruppe der 20- bis 45-jährigen männlichen Teilnehmer der negative Effekt signifikant war, vermutlich, weil die jüngeren Männer besonders viele Nahrungsmittel mit Trans-Fettsäuren aufnahmen. Man vermutet, dass die Gedächtnisleistung durch oxidativen Stress, wie sie unter anderem durch Trans-Fettsäuren verstärkt werden, beeinträchtigt wird [7].
Erhöhtes Depressionsrisiko – vermutlich über proinflammatorische (entzündungsfördernde) Mechanismen und Veränderungen im Serotonin-Stoffwechsel [8]

Zufuhr-Empfehlungen

Nach den D-A-CH-Referenzwerten sollte der tägliche Konsum von Trans-Fettsäuren weniger als 1 % der Nahrungsenergie ausmachen [3]. Bei einer Referenzgröße von 2.000 kcal/Tag entspricht dies ungefähr 2,1 g Trans-Fettsäuren, die täglich maximal verzehrt werden sollten.

Vor dem Hintergrund der nachweislich negativen Auswirkungen auf die Herzgesundheit hat die amerikanische Lebensmittelbehörde Food and Drug Administration (FDA) im Jahr 2015 beschlossen, industriell erzeugte Trans-Fettsäuren aus Lebensmitteln weitgehend zu verbannen. In den USA dürfen seit Ablauf der Übergangsfrist keine teilweise gehärteten Fette mehr als Lebensmittelzutat verwendet werden.

In der Europäischen Union gilt seit dem 2. April 2021 eine verbindliche Obergrenze für industriell hergestellte Trans-Fettsäuren: Lebensmittel, die an Verbraucher oder den Einzelhandel abgegeben werden, dürfen nicht mehr als 2 g Trans-Fettsäuren pro 100 g Fett enthalten. Diese Regelung gilt EU-weit und damit auch für Deutschland.

Eine Deklarationspflicht für den genauen Gehalt an Trans-Fettsäuren besteht in Deutschland jedoch weiterhin nicht. Hersteller müssen also nicht angeben, wie viel TFA ein Produkt enthält; die Einhaltung des Grenzwerts wird über Überwachung und Kontrollen sichergestellt. Nur für Säuglingsanfangsnahrung gelten weiterhin spezifische Höchstmengenregelungen.

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) bewertet die aktuelle Aufnahme von Trans-Fettsäuren in Deutschland als gesundheitlich unbedenklich niedrig.

Praktische Tipps zur Reduktion von Trans-Fettsäuren

Zutatenliste prüfen
Begriffe wie „teilweise gehärtete Fette“ deuten auf mögliche Trans-Fettsäuren hin.
Backwaren und Fast Food bewusst auswählen
Besonders bei frittierten Produkten schwanken die Werte je nach Herstellung.
Pflanzliche Öle bevorzugen
Rapsöl, Olivenöl oder Walnussöl sind günstige Alternativen.
Weniger verarbeitete Lebensmittel
Wer überwiegend frisch kocht, nimmt sehr geringe Mengen Trans-Fettsäuren auf.
Gesamtfettqualität im Blick behalten
Auch ein hoher Anteil gesättigter Fettsäuren erhöht das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Literatur

Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR): Stellungnahme Nr. 015/2006 des BfR vom 30. Januar 2006.
Hahn A, Ströhle A, Wolters M: Ernährung – Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart 2006
Deutsche Gesellschaft für Ernährung, Österreichische Gesellschaft für Ernährung, Schweizerische Gesellschaft für Ernährungsforschung, Schweizerische Vereinigung für Ernährung: Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. 5. Auflage. In: DGE/ÖGE/SGE/SVE. Umschau- Braus-Verlag, Frankfurt/Main (2013).
Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE): trans-Fettsäuren und die Gesundheit. Stand: Juli 2016.
EFSA: Opinion of the Scientific Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies on a request from the Commission related to the presence of trans fatty acids in foods and the effect on human health of the consumption of trans fatty acids. EFSA J 81 (2004) 1-49.
Mensink RP, Zock PL, Kester ADM, Katan BK: Effects of dietary fatty acids and carbohydrates on the ratio of serum total to HDLcholesterol and on serum lipids and apolipoproteins: a meta-analysis of 60 controlled trials. Am J Clin Nutr 77 (2003) 1146-55.
Golomb BA et al.: A Fat to Forget: Trans Fat Consumption and Memory. PLoS ONE 2015.
Sánchez-Villegas A, Verberne L, De Irala J, Ruíz-Canela M, Toledo E, Serra-Majem L, Martínez-González MA: Dietary fat intake and the risk of depression: the SUN Project. PLoS One. 2011 Jan 26; 6 (1): e16268. doi: 10.1371/journal.pone.0016268.
EFSA: Opinion of the Scientific Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies on a request from the Commission related to the presence of trans fatty acids in foods and the effect on human health of the consumption of trans fatty acids. EFSA J 81 (2004) 1-49.