Backtriebmittel

Backtriebmittel sind Stoffe oder Kombinationen von Stoffen, die Gase freisetzen und dadurch das Volumen eines Teiges oder einer flüssigen Teigmasse vergrößern [1]. Sie dienen primär der Ausbildung einer lockeren, porösen Struktur von Backwaren.

Die Funktionsklasse umfasst chemisch unterschiedliche Verbindungen. Eine gesundheitliche oder mikronährstoffmedizinische Bewertung muss deshalb stoff-, mengen- und anwendungsbezogen erfolgen. Eine pauschale Bewertung aller Backtriebmittel als einheitliche Stoffgruppe ist wissenschaftlich nicht sachgerecht.

Abgrenzung zu biologischen und physikalischen Lockerungsverfahren

Chemische Backtriebmittel sind von biologischen Lockerungsverfahren mit Backhefe oder Sauerteig sowie von physikalischen Verfahren wie dem Einschlagen von Luft und der Wasserdampfbildung abzugrenzen. Backhefe und Sauerteig gehören lebensmittelrechtlich nicht zur Zusatzstofffunktionsklasse der Backtriebmittel [1].

Backpulver ist kein einzelner Zusatzstoff, sondern ein zusammengesetztes Backtriebmittelsystem. Es enthält üblicherweise eine alkalische Kohlendioxidquelle, ein Säuerungsmittel sowie einen Trenn- oder Füllstoff, häufig Stärke [3-5].

Technologisches Wirkprinzip

Die meisten chemischen Backtriebmittelsysteme beruhen auf einer Säure-Basen-Reaktion. Hydrogencarbonate reagieren mit Säuren oder sauren Salzen unter Bildung von Kohlendioxid. Das Gas diffundiert in bereits während des Mischens gebildete Luftzellen und vergrößert diese während der Teigbereitung und des Backens [3-5].

Die zeitliche Kohlendioxidfreisetzung hängt insbesondere von der Löslichkeit und Reaktionsgeschwindigkeit des verwendeten Säuerungsmittels, der Teigtemperatur, dem Wassergehalt und dem pH-Wert ab. Einige Säuerungsmittel reagieren bereits nach der Flüssigkeitszugabe, andere überwiegend während des Erhitzens. Mehrphasige Systeme kombinieren eine frühe und eine wärmeabhängige Gasfreisetzung [3-5].

Eine zu frühe Gasfreisetzung kann zu Gasverlusten vor der thermischen Stabilisierung der Gebäckstruktur führen. Eine zu späte Reaktion kann eine ungleichmäßige Porung, Risse oder lokale Verdichtungen verursachen. Die Abstimmung von alkalischer Komponente und Säuerungsmittel beeinflusst daher Gebäckvolumen, Porosität, Krumenstruktur, pH-Wert, Bräunung und Geschmack [3-5].

Wesentliche Komponenten chemischer Backtriebmittelsysteme

Weitere mögliche Säuerungsmittel sind Tartrate, Citrate, Lactate und andere organische Säuren oder Lactone. Die E-Nummer bezeichnet die jeweilige chemische Verbindung und nicht ausschließlich deren Verwendung als Backtriebmittel. Einzelne Verbindungen können zusätzlich als Säureregulatoren, Stabilisatoren oder Trennmittel eingesetzt werden [3, 4].

Vorkommen in Lebensmitteln

Chemische Backtriebmittel werden insbesondere in Kuchen, Keksen, Crackern, Waffeln, Pfannkuchen, Backmischungen, Lebkuchen, feinen Backwaren und bestimmten Fladenbroten verwendet. Die Auswahl des Systems richtet sich nach Teigfeuchte, Produkthöhe, Backtemperatur, Backdauer, gewünschter Porenstruktur und angestrebtem pH-Wert [3-5].

Ammoniumhydrogencarbonat eignet sich besonders für flache und wasserarme Backwaren, aus denen die gasförmigen Reaktionsprodukte während des Backens weitgehend entweichen können. In dickeren oder feuchteren Produkten kann verbleibendes Ammoniak sensorisch störend wirken [3, 4].

Verbleib der Reaktionsprodukte

Das während der Reaktion gebildete Kohlendioxid entweicht teilweise während des Backens und verbleibt teilweise zunächst in den Poren des Gebäcks. Ammoniumhydrogencarbonat zerfällt bei ausreichender Erhitzung im Wesentlichen zu Ammoniak, Kohlendioxid und Wasser [3, 4].

Die nicht gasförmigen Reaktionsprodukte verbleiben dagegen überwiegend im Lebensmittel. Natrium-, Kalium-, Calcium- und Phosphationen aus den verwendeten Verbindungen können daher zur Gesamtaufnahme dieser Mineralstoffe bzw. Elektrolyte (gelöste Mineralsalze im Körper) beitragen [3, 4, 6, 7].

Die Verwendung einer Mineralstoffverbindung als Backtriebmittel ist nicht mit einer gezielten Mikronährstoffanreicherung gleichzusetzen. Auswahl und Dosierung erfolgen nach technologischen Kriterien und nicht anhand des individuellen Nährstoffbedarfs.

Phosphathaltige Backtriebmittel

Phosphathaltige Säuerungsmittel umfassen insbesondere Monocalciumphosphat und verschiedene Diphosphate. Anorganisches Phosphat aus Lebensmittelzusatzstoffen ist im Allgemeinen besser bioverfügbar (vom Körper aufnehmbar und nutzbar) als phytatgebundener Phosphor aus pflanzlichen Lebensmitteln [6, 7].

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit legte für Phosphorsäure, Phosphate, Diphosphate, Triphosphate und Polyphosphate einen Gruppenwert für die akzeptierbare tägliche Aufnahmemenge von 40 mg Phosphor/kg Körpergewicht und Tag fest [6]. Die Bewertung umfasst die Gesamtaufnahme aus natürlichen Nahrungsquellen und Lebensmittelzusatzstoffen.

Die von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit modellierte Gesamtaufnahme erreichte oder überschritt den Gruppenwert in einzelnen Alters- und Expositionsgruppen. Besonders hohe Expositionen wurden bei Säuglingen, Kleinkindern und Kindern sowie bei bestimmten Nutzern phosphathaltiger Nahrungsergänzungsmittel berechnet [6]. Diese Expositionsabschätzung bezieht sich auf die gesamte Phosphataufnahme und erlaubt keine isolierte Quantifizierung des Beitrags von Backtriebmitteln.

Der Gruppenwert wurde für die gesunde Allgemeinbevölkerung abgeleitet. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit stellte ausdrücklich fest, dass er nicht auf Personen mit mittelgradig oder schwer eingeschränkter Nierenfunktion übertragbar ist [6].

Der Nordic-Nutrition-Recommendations-Review bewertet eine hohe Phosphoraufnahme, insbesondere aus gut verfügbaren Phosphatzusätzen, als potenziell relevant für Nieren-, Knochen- und kardiovaskuläre Endpunkte (gesundheitliche Folgen an Nieren, Knochen, Herz und Blutgefäßen). Zugleich bestehen erhebliche Unsicherheiten hinsichtlich der langfristigen Dosis-Wirkungs-Beziehungen und der kausalen Bedeutung bei nierengesunden Personen [7].

Chronische Nierenkrankheit (lang andauernde Erkrankung der Nieren)

Bei chronischer Nierenkrankheit nimmt mit fortschreitender Funktionseinschränkung die Fähigkeit zur renalen Phosphatausscheidung (Ausscheidung von Phosphat über die Nieren) ab. Gut resorbierbare Phosphatzusätze können deshalb stärker zur Phosphatbelastung beitragen als phytatreiche pflanzliche Phosphorquellen [7, 8].

Die Kidney Health Guidance der American Society of Nephrology empfiehlt keine undifferenzierte Einschränkung sämtlicher phosphorhaltiger Lebensmittel. Stattdessen sollen Phosphatzusätze, Nierenfunktion, Laborparameter, Begleiterkrankungen, Gesamtaufnahme und Ernährungsqualität individuell bewertet werden [8].

Hinweise auf zugesetzte Phosphate in der Zutatenliste sind unter anderem die Bezeichnungen „Phosphat“, „Diphosphat“, „Monocalciumphosphat“ und „Natriumdiphosphat“ sowie die E-Nummern E 338-341, E 343 und E 450-452. Je nach Verbindung und Lebensmittel können diese Zusatzstoffe als Säuerungsmittel eines Backtriebmittelsystems oder für andere technologische Funktionen eingesetzt werden [6].

Die Zutatenliste zeigt das Vorhandensein eines Phosphatzusatzes, erlaubt jedoch in der Regel keine quantitative Bestimmung der aufgenommenen Phosphatmenge.

Natrium- und kaliumhaltige Backtriebmittel

Natriumhydrogencarbonat und natriumhaltige Phosphate erhöhen den Natriumgehalt des Lebensmittels. Der quantitative Beitrag hängt von der Rezeptur, der eingesetzten Verbindung, der Dosierung und der Portionsgröße ab [3-5].

Kaliumhydrogencarbonat kann Natriumhydrogencarbonat in geeigneten Rezepturen teilweise ersetzen und dadurch den Natriumgehalt vermindern. Gleichzeitig steigt der Kaliumgehalt des Endprodukts [4, 8].

Bei normaler Regulation des Kaliumhaushalts stellt dieser Beitrag nicht automatisch einen Nachteil dar. Bei chronischer Nierenkrankheit, bestehender Hyperkaliämie (erhöhter Kaliumgehalt im Blut) oder hohem Hyperkaliämierisiko müssen kaliumhaltige Zusatzstoffe jedoch in die individuelle Gesamtbewertung einbezogen werden [8].

Bei medizinisch indizierter Natriumrestriktion (Begrenzung der Natriumaufnahme) sollte der Natriumbeitrag von Backtriebmitteln gemeinsam mit Kochsalz und weiteren natriumhaltigen Zutaten beurteilt werden. Eine pauschale Substitution durch kaliumhaltige Backtriebmittel ist bei eingeschränkter Nierenfunktion nicht sachgerecht [8].

Ammoniumhydrogencarbonat und Acrylamidbildung

Acrylamid entsteht beim starken Erhitzen stärkereicher Lebensmittel überwiegend aus freiem Asparagin und reduzierenden Zuckern im Rahmen der Maillard-Reaktion. Rohstoffzusammensetzung, pH-Wert, Wasseraktivität, Temperatur, Backdauer und Bräunungsgrad beeinflussen die gebildete Menge [2, 9].

Ammoniumhydrogencarbonat kann die Acrylamidbildung insbesondere in trockenen, flachen Backwaren wie Keksen, Crackern und Lebkuchen fördern. Der Ersatz durch andere Backtriebmittelsysteme kann die Acrylamidkonzentration senken, muss jedoch produktspezifisch auf technologische und sensorische Auswirkungen geprüft werden [2, 9].

Die Verordnung (EU) 2017/2158 nennt für feine Backwaren ausdrücklich die Reduktion oder vollständige bzw. teilweise Substitution von Ammoniumhydrogencarbonat als zu prüfende Minimierungsmaßnahme [2].

Als mögliche Alternativen nennt die Verordnung unter anderem Natriumhydrogencarbonat mit Säuerungsmitteln sowie Kaliumcarbonate mit Kaliumtartrat. Eine Substitution kann Produktvolumen, Porosität, Geschmack, Natriumgehalt, Kaliumgehalt und Bräunung verändern [2-5].

Unabhängig vom verwendeten Backtriebmittel vermindern eine produktspezifisch optimierte Backtemperatur und Backdauer sowie die Vermeidung einer unnötig starken Bräunung die Acrylamidbildung [2, 9].

Aluminiumhaltige Backtriebmittelsysteme

Saures Natriumaluminiumphosphat (E 541) ist in der Europäischen Union nur in einer spezifischen Form zusammengesetzter Biskuitkuchen zugelassen. Dabei handelt es sich um aus kontrastierend gefärbten Segmenten bestehende Biskuitkuchen, die durch Konfitüre oder Gelee verbunden und mit einer aromatisierten Zuckerpaste umhüllt werden. Die Höchstmenge beträgt 400 mg/kg, ausgedrückt als Aluminium, und bezieht sich auf den Biskuitanteil [1, 10].

E 541 ist damit kein allgemein für Kuchen, Kekse, Pfannkuchen oder sonstige Backwaren zugelassenes Standardbacktriebmittel in der Europäischen Union [1, 10].

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit bewertete die Exposition gegenüber E 541 unter den in der Europäischen Union zugelassenen Anwendungsbedingungen als sehr gering und sah auf Basis dieser Exposition keinen Sicherheitsanlass [10]. Diese Bewertung ist von Situationen mit einer höheren Verwendung aluminiumhaltiger Backtriebmittel außerhalb der Europäischen Union abzugrenzen.

In einer Humanstudie mit 18 gesunden Erwachsenen stieg die mediane Aluminiumausscheidung im Urin nach siebentägigem Verzehr von Pfannkuchen mit saurem Natriumaluminiumphosphat auf mehr als das Doppelte des Ausgangswertes [11]. Die experimentelle Aluminiumaufnahme betrug durchschnittlich 72 mg pro Tag und entspricht nicht der geschätzten Exposition aus den eng begrenzten europäischen Verwendungen.

Die Studie zeigt eine intestinale Verfügbarkeit (Aufnahme über den Darm) von Aluminium aus saurem Natriumaluminiumphosphat unter den untersuchten Bedingungen. Aufgrund der kleinen Stichprobe, der kurzen Studiendauer und der hohen experimentellen Exposition erlaubt sie keine Aussage zu langfristigen klinischen Endpunkten (gesundheitlichen Folgen) [11].

Einfluss auf die Mikronährstoffversorgung (Versorgung mit Vitaminen und Mineralstoffen)

Die für diesen Artikel herangezogenen Risikobewertungen, Reviews und klinischen Empfehlungen enthalten keine direkten klinischen Langzeitstudien zum Einfluss unterschiedlicher Backtriebmittelsysteme auf den Vitaminstatus (Versorgungszustand mit Vitaminen) oder die allgemeine Mikronährstoffversorgung. Aus der verfügbaren Evidenz lässt sich daher kein eigenständiger klinisch relevanter Effekt chemischer Backtriebmittel auf die Vitaminversorgung ableiten.

Für die Mikronährstoffmedizin sind vor allem die mit den jeweiligen Verbindungen aufgenommenen Mengen an Natrium, Kalium, Calcium und Phosphat sowie bei E 541 die Aluminiumexposition relevant [6-8, 10, 11].

Der Mineralstoffgehalt einer einzelnen Backtriebmittelkomponente erlaubt keine Beurteilung des ernährungsphysiologischen Gesamtwertes der Backware. Dieser wird wesentlich stärker durch Mehltyp, Vollkornanteil, Fett- und Zuckergehalt, Salzgehalt, weitere Zutaten, Portionsgröße und Verzehrhäufigkeit bestimmt.

Praktische ernährungsmedizinische Bewertung

Die Auswahl eines Backtriebmittels sollte an die technologische Anwendung und bei klinischer Relevanz an die individuelle Stoffwechsel- und Nierenfunktion angepasst werden.

• Phosphatzusätze bei chronischer Nierenkrankheit anhand der Zutatenliste und der gesamten Ernährung berücksichtigen [8]
• Kaliumhaltige Backtriebmittel bei Hyperkaliämie oder hohem Hyperkaliämierisiko nicht unkritisch als Natriumersatz einsetzen [8]
• Natriumhaltige Backtriebmittel bei medizinisch indizierter Natriumrestriktion in die Gesamtaufnahme einbeziehen
• Ammoniumhydrogencarbonat in acrylamidgefährdeten trockenen Backwaren reduzieren oder produktspezifisch ersetzen [2, 9]
• Unnötig starke Bräunung und überlange Backzeiten vermeiden [2, 9]
• Phosphatfreie Backpulver als technologische Alternative prüfen, wenn eine Reduktion von Phosphatzusätzen erforderlich ist [4, 8]
• Die vollständige Zutatenliste und das gesamte Lebensmittel anstelle einer isolierten E-Nummer bewerten

Fazit

Backtriebmittel sind chemisch und ernährungsphysiologisch heterogene Lebensmittelzusatzstoffe. Ihre Hauptfunktion besteht in der kontrollierten Gasfreisetzung und der Ausbildung einer porösen Gebäckstruktur. Art und Reaktionsgeschwindigkeit der verwendeten Komponenten bestimmen Volumen, Textur, pH-Wert, Geschmack und Bräunung [3-5].

Für die mikronährstoffmedizinische Bewertung sind insbesondere Natrium, Kalium und gut bioverfügbares anorganisches Phosphat relevant. Phosphathaltige Backtriebmittel verdienen vor allem bei chronischer Nierenkrankheit besondere Beachtung. Kaliumhaltige Systeme müssen bei Hyperkaliämierisiko individuell bewertet werden [6-8].

Ammoniumhydrogencarbonat kann die Acrylamidbildung in trockenen Backwaren fördern. Seine Reduktion oder Substitution gehört deshalb zu den unionsrechtlich vorgesehenen Minimierungsmaßnahmen [2, 9].

Saures Natriumaluminiumphosphat besitzt in der Europäischen Union aufgrund seiner Beschränkung auf eine einzelne spezifische Lebensmittelkategorie nur geringe praktische Bedeutung. Die verfügbare Humanstudie belegt eine gewisse Bioverfügbarkeit des enthaltenen Aluminiums, erlaubt jedoch keine Ableitung langfristiger klinischer Risiken unter europäischen Expositionsbedingungen [10, 11].

Eine fachgerechte Bewertung richtet sich nicht pauschal gegen die Funktionsklasse der Backtriebmittel, sondern berücksichtigt die konkrete Verbindung, die eingesetzte Menge, das Lebensmittel, die Verzehrhäufigkeit und die individuelle klinische Situation.

Literatur

1. Europäisches Parlament und Rat: Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 über Lebensmittelzusatzstoffe. Konsolidierte Fassung vom 18. Februar 2026. EUR-Lex
2. Europäische Kommission: Verordnung (EU) 2017/2158 zur Festlegung von Minimierungsmaßnahmen und Richtwerten für die Senkung des Acrylamidgehalts in Lebensmitteln. EUR-Lex
3. Gélinas P: Inventions on phosphates for chemical leavening. Int J Food Sci Technol. 2022;57:2840-2861. doi:10.1111/ijfs.15675
4. Gélinas P: Inventions on phosphate-free chemical leavening. Int J Food Sci Technol. 2022;57:6350-6367. doi:10.1111/ijfs.16033
5. Asamoah EA, Le-Bail A, Oge A, Queveau D, Rouaud O, Le-Bail P: Impact of Baking Powder and Leavening Acids on Batter and Pound Cake Properties. Foods. 2023;12:946. doi:10.3390/foods12050946
6. EFSA Panel on Food Additives and Flavourings (FAF): Re-evaluation of phosphoric acid-phosphates – di-, tri- and polyphosphates (E 338-341, E 343, E 450-452) as food additives and the safety of proposed extension of use. EFSA J. 2019;17:e05674. doi:10.2903/j.efsa.2019.5674
7. Itkonen ST, Lamberg-Allardt C: Phosphorus – a scoping review for Nordic Nutrition Recommendations 2023. Food Nutr Res. 2023;67:10318. doi:10.29219/fnr.v67.10318
8. Biruete A, Anderson C, Bernier-Jean A et al.: ASN Kidney Health Guidance on Potassium and Phosphorus Food Additives. J Am Soc Nephrol. 2025;36:2244-2258. doi:10.1681/ASN.0000000873
9. Sarion C, Codină GG, Dabija A: Acrylamide in Bakery Products: A Review on Health Risks, Legal Regulations and Strategies to Reduce Its Formation. Int J Environ Res Public Health. 2021;18:4332. doi:10.3390/ijerph18084332
10. EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS): Re-evaluation of aluminium sulphates (E 520-523) and sodium aluminium phosphate (E 541) as food additives. EFSA J. 2018;16:e05372. doi:10.2903/j.efsa.2018.5372
11. Glynn A, Lignell S: Increased urinary excretion of aluminium after ingestion of the food additive sodium aluminium phosphate (SALP) - a study on healthy volunteers. Food Addit Contam Part A Chem Anal Control Expo Risk Assess. 2019;36:1236-1243. doi:10.1080/19440049.2019.1626998