Modifizierte Stärke

Modifizierte Stärken sind Stärken, deren physikalisch-chemische Eigenschaften gezielt verändert wurden. Im lebensmittelrechtlichen Kontext der Europäischen Union bezeichnet der Begriff insbesondere chemisch modifizierte Stärken, die als Lebensmittelzusatzstoffe mit den E-Nummern E 1404 bis E 1452 zugelassen sind. Physikalische oder enzymatische Behandlungen können ebenfalls die funktionellen Eigenschaften einer Stärke verändern, führen jedoch nicht automatisch zu einer Einordnung als einer dieser Zusatzstoffe [1-3].

Die Modifikation dient primär technologischen Zwecken, insbesondere der Veränderung von Quellvermögen, Löslichkeit, Viskosität, Gelbildung, Wasserbindung, Emulgierfähigkeit sowie Hitze-, Säure-, Scher- und Gefrier-Tau-Stabilität. Die ernährungsphysiologischen Eigenschaften lassen sich nicht pauschal beurteilen, da sie von der Ausgangsstärke, dem Modifikationsverfahren, dem Substitutions- bzw. Vernetzungsgrad, der Lebensmittelmatrix und der weiteren Verarbeitung abhängen [1-3].

Die Bezeichnung „modifizierte Stärke“ ist weder mit gentechnisch veränderter Stärke noch mit resistenter Stärke gleichzusetzen. Sie beschreibt eine technologische Veränderung der Stärkestruktur und enthält keine Aussage über die genetische Herkunft der stärkehaltigen Pflanze. Einzelne chemisch modifizierte Stärken können einen resistenten Stärkeanteil aufweisen; die zugelassenen modifizierten Zusatzstoffstärken sind jedoch nicht grundsätzlich verdauungsresistent [1-5].

Formen modifizierter Stärke

Die von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit bewerteten chemisch modifizierten Lebensmittelzusatzstoffstärken umfassen [1]:

• E 1404 – oxidierte Stärke
• E 1410 – Monostärkephosphat
• E 1412 – Distärkephosphat
• E 1413 – phosphatiertes Distärkephosphat
• E 1414 – acetyliertes Distärkephosphat
• E 1420 – acetylierte Stärke
• E 1422 – acetyliertes Distärkeadipat
• E 1440 – Hydroxypropylstärke
• E 1442 – Hydroxypropyldistärkephosphat
• E 1450 – Stärkenatriumoctenylsuccinat
• E 1451 – acetylierte oxidierte Stärke
• E 1452 – Stärkealuminiumoctenylsuccinat

Die Modifikationsverfahren verändern die molekulare und supramolekulare Struktur der Stärke in unterschiedlicher Weise. Vernetzungen zwischen Stärkeketten können die Stabilität gegenüber Hitze, Säuren und mechanischer Belastung erhöhen. Acetylierung und Hydroxypropylierung können die Retrogradation und damit die nachträgliche Verfestigung von Stärkegelen vermindern. Octenylsuccinylierung führt zur Ausbildung amphiphiler Eigenschaften und ermöglicht die Verwendung der Stärke als Emulgator oder Verkapselungsmaterial [1-3, 7].

Technologische Funktionen und Einsatzgebiete

Modifizierte Stärken werden als Verdickungsmittel, Stabilisatoren, Bindemittel, Emulgatoren, Trägerstoffe und Texturgeber eingesetzt. Typische Anwendungen umfassen Suppen, Soßen, Desserts, Milchprodukte, Backwaren, Tiefkühlprodukte, Fleischzubereitungen, pulverförmige Lebensmittel, Säuglingsnahrung und Lebensmittel für besondere medizinische Zwecke [1, 3].

Im Vergleich zu nativer Stärke können modifizierte Stärken eine besser reproduzierbare Viskosität und eine höhere Stabilität während Erhitzung, Abkühlung, Tiefkühllagerung oder Wiedererwärmung aufweisen. Diese Eigenschaften stellen technologische Vorteile dar, sind jedoch nicht mit einem eigenständigen ernährungsphysiologischen oder gesundheitlichen Nutzen gleichzusetzen [1-3].

Verdauung und Resorption (Aufnahme von Stoffen aus dem Darm)

Stärke wird im Gastrointestinaltrakt (Magen-Darm-Trakt) durch luminale α-Amylasen (Stärke-spaltende Verdauungsenzyme im Darminhalt) und intestinale Bürstensaumenzyme (Verdauungsenzyme der Dünndarmschleimhaut) hydrolysiert. Das Ausmaß und die Geschwindigkeit der Hydrolyse werden unter anderem durch die Granulatstruktur, den Gelatinierungsgrad, die Kristallinität, das Verhältnis von Amylose zu Amylopektin, die Lebensmittelmatrix und die chemische Modifikation beeinflusst [2, 3].

Verdauliche Anteile modifizierter Stärke werden überwiegend zu Glucose abgebaut und anschließend intestinal resorbiert. Nicht im Dünndarm hydrolysierte Anteile gelangen in das Kolon (Dickdarm) und können dort durch die intestinale Mikrobiota (Gesamtheit der Darmmikroorganismen) fermentiert werden. Modifizierte Stärke wird daher nicht als intaktes Stärkemakromolekül systemisch aufgenommen [2, 3].

Der Einfluss einer Modifikation auf die Verdaulichkeit ist nicht einheitlich. Der Verlust der Granulatintegrität, Gelatinierung oder eine Auflockerung der Stärkestruktur kann die enzymatische Zugänglichkeit erhöhen. Vernetzung, Veresterung, Rekristallisation und die Ausbildung neuer chemischer Bindungen können die enzymatische Hydrolyse dagegen vermindern. Aus der bloßen Bezeichnung „modifizierte Stärke“ kann deshalb weder auf eine schnelle noch auf eine langsame Verdaulichkeit geschlossen werden [2, 3].

In-vitro-Verdauungsmodelle sind für die mechanistische Untersuchung der Stärkehydrolyse geeignet. Ihre physiologische Aussagekraft wird jedoch durch erhebliche Unterschiede der Versuchsprotokolle, der Enzymaktivitäten, der simulierten gastrointestinalen Phasen und der berücksichtigten Lebensmittelstruktur begrenzt. Ergebnisse aus In-vitro-Modellen dürfen daher nicht ohne Validierung auf die postprandiale Stoffwechselantwort (Stoffwechselreaktion nach einer Mahlzeit) beim Menschen übertragen werden [2].

Abgrenzung zur resistenten Stärke (im Dünndarm nicht verdauliche Stärke)

Resistente Stärke bezeichnet den Stärkeanteil, der der Verdauung im Dünndarm entgeht und in das Kolon gelangt. Chemisch modifizierte resistente Stärke wird als resistente Stärke des Typs 4 bezeichnet. Diese Klassifikation bedeutet jedoch nicht, dass jede chemisch modifizierte Lebensmittelzusatzstoffstärke als resistente Stärke einzustufen ist [3-5].

Aus der Angabe „modifizierte Stärke“ im Zutatenverzeichnis kann daher weder auf einen relevanten Ballaststoffgehalt noch auf eine verminderte Glucoseverfügbarkeit oder einen präbiotischen Effekt geschlossen werden. Hierfür wäre eine produktspezifische Bestimmung des tatsächlich vorhandenen resistenten Stärkeanteils erforderlich [3-5].

Die Metaanalyse von Xiong et al. zeigte für resistente Stärke eine geringe Senkung der Nüchternglucose (Blutzuckerwert im nüchternen Zustand) und eine Verbesserung des Homöostase-Modells zur Beurteilung der Insulinresistenz (verminderte Wirkung des Hormons Insulin). Für den Langzeitparameter glykiertes Hämoglobin (Langzeitblutzuckerwert) und die meisten weiteren insulinbezogenen Endpunkte ergaben sich keine konsistenten Effekte. Die Aussagekraft war durch eine geringe Zahl eingeschlossener Studien und teilweise hohe Heterogenität begrenzt [4].

In der typenspezifischen Metaanalyse von Pugh et al. wurden Verbesserungen einzelner Parameter der akuten und chronischen Glucosehomöostase (Regulation des Blutzuckerspiegels) vor allem für resistente Stärke der Typen 1 und 2 gefunden. Für die Typen 3, 4 und 5 war die klinische Evidenz unzureichend. Die Ergebnisse waren zudem durch Studienheterogenität, teilweise hohes Verzerrungsrisiko und Hinweise auf Publikationsbias limitiert [5].

Gesundheitliche Effekte resistenter Stärke dürfen deshalb weder auf modifizierte Stärken insgesamt noch auf die Stoffgruppe E 1404 bis E 1452 übertragen werden [3-5].

Einfluss auf die Glucosehomöostase

Überwiegend verdauliche modifizierte Stärken tragen entsprechend ihrem hydrolysierbaren Anteil zur verfügbaren Kohlenhydratmenge eines Lebensmittels bei. Die postprandiale Glykämie (Blutzuckeranstieg nach einer Mahlzeit) wird jedoch nicht allein durch die chemische Bezeichnung der Stärke bestimmt. Relevant sind insbesondere die Lebensmittelstruktur, der Gelatinierungs- und Retrogradationsgrad, das Verhältnis von Amylose zu Amylopektin, die Partikelgröße, die Zubereitung, die Portionsgröße sowie gleichzeitig aufgenommene Proteine, Fette und Ballaststoffe [2, 3].

Einzelne Modifikationen können die enzymatische Hydrolyse vermindern. Daraus lässt sich ohne klinische Untersuchung des konkreten Stärkeprodukts oder Lebensmittels jedoch keine generelle Senkung des glykämischen Index (Maß für die blutzuckersteigernde Wirkung eines kohlenhydrathaltigen Lebensmittels) oder der postprandialen Glucosereaktion ableiten [2-5].

Bei Diabetes mellitus (Zuckerkrankheit), Prädiabetes (Vorstufe der Zuckerkrankheit) oder Insulinresistenz sind deshalb die Gesamtmenge verfügbarer Kohlenhydrate, die Lebensmittelmatrix, die Portionsgröße und die individuelle postprandiale Stoffwechselreaktion maßgeblicher als die bloße Deklaration „modifizierte Stärke“.

Gastrointestinale Verträglichkeit (Verträglichkeit im Magen-Darm-Trakt)

Die von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit ausgewerteten Daten ergaben für die zugelassenen modifizierten Stärken bei den berichteten Verwendungen und Einsatzmengen kein gastrointestinales Sicherheitsbedenken [1].

Für resistente Stärke zeigte eine systematische Übersichtsarbeit von 39 randomisierten kontrollierten Studien mit insgesamt 2.263 Erwachsenen eine insgesamt gute Verträglichkeit. Untersucht wurde überwiegend resistente Stärke des Typs 2 in Dosierungen von 20-40 g täglich. In der Mehrzahl der Studien nahm die Bildung kurzkettiger Fettsäuren (von Darmbakterien gebildeter Fettsäuren) zu [6].

Diese Ergebnisse können nicht uneingeschränkt auf resistente Stärke des Typs 4 oder auf sämtliche modifizierten Zusatzstoffstärken übertragen werden. Die gastrointestinale Verträglichkeit bleibt von der Stärkestruktur, der Dosis, der Interventionsdauer, der individuellen Mikrobiota und der gastrointestinalen Ausgangssituation abhängig [5, 6].

Einfluss auf Mikronährstoffe und Bioverfügbarkeit (Anteil eines Stoffes, der dem Körper tatsächlich zur Verfügung steht)

Aus den verfügbaren Sicherheitsbewertungen ergeben sich keine Hinweise auf eine klinisch relevante Beeinträchtigung der intestinalen Aufnahme von Vitaminen, Mineralstoffen oder Spurenelementen durch die zugelassenen modifizierten Stärken [1, 8]. Die Sicherheitsbewertungen wurden jedoch nicht als gezielte klinische Bioverfügbarkeitsstudien konzipiert. Die direkte Humanstudienlage zum Einfluss einzelner modifizierter Stärken auf die Mikronährstoffresorption ist daher unzureichend.

Ebenso ist kein eigenständiger positiver Effekt konventioneller modifizierter Zusatzstoffstärken auf den Mikronährstoffstatus nachgewiesen. Aus der Anwesenheit modifizierter Stärke in einem Lebensmittel kann weder eine relevante Hemmung noch eine Verbesserung der Mikronährstoffversorgung abgeleitet werden.

Eine besondere technologische Funktion besitzt Stärkenatriumoctenylsuccinat. Aufgrund seiner amphiphilen Struktur kann es zur Stabilisierung von Emulsionen sowie zur Mikro- und Nanoverkapselung hydrophober bioaktiver Verbindungen eingesetzt werden. Reviewdaten zeigen, dass octenylsuccinylierte Polysaccharide die Dispergierbarkeit, physikalische Stabilität und kontrollierte Freisetzung verkapselter Substanzen verbessern können [7].

Eine erhöhte Freisetzung oder Biozugänglichkeit in einem In-vitro-Verdauungsmodell ist jedoch nicht mit einer nachgewiesenen höheren systemischen Bioverfügbarkeit gleichzusetzen. Ebenso lässt sich aus der Verwendung von Stärkenatriumoctenylsuccinat als Trägermaterial keine klinisch relevante Verbesserung des Mikronährstoffstatus ableiten. Für angereicherte Lebensmittel, Nahrungsergänzungsmittel und Lebensmittel für besondere medizinische Zwecke sind formulierungsspezifische pharmakokinetische (Aufnahme, Verteilung und Ausscheidung eines Stoffes betreffende) bzw. klinische Untersuchungen erforderlich [7].

Sicherheitsbewertung

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit bewertete 2017 die zwölf modifizierten Stärken E 1404, E 1410, E 1412, E 1413, E 1414, E 1420, E 1422, E 1440, E 1442, E 1450, E 1451 und E 1452 neu. Das Gremium sah keine genotoxikologischen Bedenken (keine Hinweise auf eine Schädigung des Erbguts) und kam zu dem Ergebnis, dass bei den berichteten Verwendungen und Einsatzmengen kein Sicherheitsbedenken besteht. Die Festlegung einer numerischen akzeptierbaren täglichen Aufnahmemenge wurde nicht als erforderlich angesehen [1].

Diese Bewertung stellt keinen Nachweis einer unbegrenzten Unbedenklichkeit dar. Sie gilt für die bewerteten Stoffe innerhalb der festgelegten Spezifikationen sowie für die zugelassenen Verwendungen und Expositionsbereiche [1].

Für Stärkenatriumoctenylsuccinat wurde 2020 zusätzlich die Verwendung in Lebensmitteln für Säuglinge unter 16 Wochen bewertet. Unter Berücksichtigung der verfügbaren toxikologischen Daten (Daten zu möglichen gesundheitsschädigenden Wirkungen) und der geschätzten Exposition ergab sich kein Hinweis auf ein Sicherheitsbedenken. Auch für E 1450 wurde eine numerische akzeptierbare tägliche Aufnahmemenge nicht als erforderlich angesehen [8].

Aktuelle regulatorische Präzisierung

Die Verordnung (EU) 2026/196 aktualisiert unter anderem die Verwendungsbedingungen und Spezifikationen für Stärkenatriumoctenylsuccinat. Sie trat am 18. Februar 2026 in Kraft; die geänderten Spezifikationen sind ab dem 18. August 2026 anzuwenden. Für zuvor rechtmäßig in Verkehr gebrachte Zusatzstoffe und Lebensmittel bestehen Übergangsbestimmungen [9].

Ab dem 18. August 2026 muss Stärkenatriumoctenylsuccinat glutenfrei sein, wenn es in Säuglingsanfangsnahrung oder Folgenahrung verwendet wird. Darüber hinaus wurden Spezifikationen, unter anderem zu toxischen Elementen und mikrobiologischen Kriterien, aktualisiert [9].

Ernährungsmedizinische Einordnung

Die alleinige Anwesenheit modifizierter Stärke ist kein geeigneter Parameter zur Beurteilung der ernährungsphysiologischen Qualität eines Lebensmittels. Entscheidend sind die Gesamtzusammensetzung, der Verarbeitungsgrad, die Energiedichte, der Gehalt an verfügbaren Kohlenhydraten, Ballaststoffen, Proteinen, Fetten und Mikronährstoffen sowie die übliche Verzehrmenge.

Eine generelle Meidung zugelassener modifizierter Stärken ist bei gesunden Erwachsenen nach der verfügbaren Evidenz nicht erforderlich. Eine individuelle Beurteilung kann bei Diabetes mellitus, ausgeprägter Insulinresistenz, gastrointestinalen Beschwerden oder einer Ernährung mit größeren Mengen speziell ausgewiesener resistenter Stärke sinnvoll sein.

Die ernährungsmedizinische Bewertung sollte sich nicht auf die Zusatzstoffbezeichnung beschränken, sondern die konkrete Stärkeart, den verdaulichen und resistenten Stärkeanteil, die Lebensmittelmatrix und die tatsächlich verzehrte Menge berücksichtigen.

Fazit

Modifizierte Stärken bilden eine heterogene Gruppe chemisch veränderter Lebensmittelzusatzstoffe. Ihre primäre Funktion besteht in der Steuerung von Viskosität, Textur, Wasserbindung, Emulgierfähigkeit und Prozessstabilität. Die Modifikation kann die enzymatische Verdaulichkeit erhöhen oder vermindern; eine pauschale Einstufung als schnell verdauliches Kohlenhydrat, langsam verdauliche Stärke, Ballaststoff oder resistente Stärke ist nicht möglich [1-3].

Für die zugelassenen Zusatzstoffstärken ergab die europäische Sicherheitsbewertung bei den vorgesehenen Verwendungen und Einsatzmengen kein Sicherheitsbedenken. Hinweise auf eine klinisch relevante Beeinträchtigung der Mikronährstoffaufnahme bestehen nicht; die direkte klinische Evidenz zur Mikronährstoffbioverfügbarkeit ist jedoch begrenzt [1, 8].

Octenylsuccinylierte Stärke kann als technologisches Träger- und Verkapselungsmaterial die Stabilität und experimentelle Biozugänglichkeit hydrophober Substanzen verbessern. Ein klinisch relevanter Vorteil für die systemische Mikronährstoffversorgung ist daraus nicht abzuleiten [7].

Gesundheitliche Effekte resistenter Stärke dürfen nicht auf konventionelle modifizierte Zusatzstoffstärken übertragen werden. Für die ernährungsmedizinische Bewertung bleiben die konkrete Stärkestruktur, der tatsächlich vorhandene resistente Stärkeanteil und die Gesamtmatrix des Lebensmittels entscheidend [3-6].

Literatur

1. EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS): Re-evaluation of oxidised starch (E 1404), monostarch phosphate (E 1410), distarch phosphate (E 1412), phosphated distarch phosphate (E 1413), acetylated distarch phosphate (E 1414), acetylated starch (E 1420), acetylated distarch adipate (E 1422), hydroxypropyl starch (E 1440), hydroxypropyl distarch phosphate (E 1442), starch sodium octenyl succinate (E 1450), acetylated oxidised starch (E 1451) and starch aluminium octenyl succinate (E 1452) as food additives. EFSA Journal. 2017;15(10):4911. doi:10.2903/j.efsa.2017.4911
2. Freitas D et al.: Starch digestion: A comprehensive update on the underlying modulation mechanisms and its in vitro assessment methodologies. Trends Food Sci Technol. 2025;159:104969. doi:10.1016/j.tifs.2025.104969
3. Rostamabadi H et al.: Starch digestibility: How single, double, and multiple physicochemical modifications change nutritional attributes of starch? Food Front. 2024;5:1410-1444. doi:10.1002/fft2.396
4. Xiong K et al.: Effects of resistant starch on glycaemic control: a systematic review and meta-analysis. Br J Nutr. 2021;125:1260-1269. doi:10.1017/S0007114520003700
5. Pugh JE et al.: A comparison of the effects of resistant starch types on glycemic response in individuals with type 2 diabetes or prediabetes: A systematic review and meta-analysis. Front Nutr. 2023;10:1118229. doi:10.3389/fnut.2023.1118229
6. Sobh M et al.: Tolerability and SCFA production after resistant starch supplementation in humans: a systematic review of randomized controlled studies. Am J Clin Nutr. 2022;115:608-618. doi:10.1093/ajcn/nqab402
7. Zhao L et al.: Recent advances of octenyl succinic anhydride modified polysaccharides as wall materials for nano-encapsulation of hydrophobic bioactive compounds. J Sci Food Agric. 2022;102:6183-6192. doi:10.1002/jsfa.11984
8. EFSA Panel on Food Additives and Flavourings (FAF): Opinion on the re-evaluation of starch sodium octenyl succinate (E 1450) as a food additive in foods for infants below 16 weeks of age and the follow-up of its re-evaluation as a food additive for uses in foods for all population groups. EFSA Journal. 2020;18(8):5874. doi:10.2903/j.efsa.2020.5874

Rechtsgrundlage

1. Verordnung (EU) 2026/196 der Kommission vom 28. Januar 2026 zur Änderung der Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 des Europäischen Parlaments und des Rates hinsichtlich der Verwendung von Carrageen (E 407), Johannisbrotkernmehl (E 410), Guarkernmehl (E 412), Gummi arabicum (E 414), Xanthan (E 415), Pektinen (E 440) und Stärkenatriumoctenylsuccinat (E 1450) und der Verordnung (EU) Nr. 231/2012 der Kommission in Bezug auf die Spezifikationen für Johannisbrotkernmehl (E 410), Guarkernmehl (E 412), Gummi arabicum (E 414), Xanthan (E 415), Pektine (E 440) und Stärkenatriumoctenylsuccinat (E 1450). EUR-Lex