Behördenbezeichnung mit Staatswappen: Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit

Titandioxid

Titandioxid ist eine Sauerstoff-Verbindung des Metalls Titan. Sehr kleine Teilchen des Titandioxids werden als Nano-Titandioxid bezeichnet. Von Nanopartikeln spricht man, wenn die Partikelgröße in mindestens einer Dimension zwischen 1 und 100 Nanometer liegt.
Titandioxid kann in mikroskaliger Form als Weißpigment oder in Nanoform als Oberflächenreiniger, z. B. in Beschichtungen und Farben, eingesetzt werden. Wegen seines guten Deckvermögens wird mikroskaliges Titandioxid auch als Titanweiß bezeichnet. Daneben spielt auch die hohe Leuchtkraft des Weißpigments bei der Produktion von Lacken, Farben, Druckfarben, Kunststoffen und Papier eine Rolle. Zudem wird Titandioxid als Farbstoff oder als Glitzer-Effekt-Pigment in Lebensmitteln, Futtermitteln und Kosmetika benutzt. In vielen Arzneimitteln dient Titandioxid als Hilfsmittel zum Aufhellen eines Präparates oder zur Unterstützung der Färbung von Überzügen.

Was ist über Titandioxid in Lebensmitteln bekannt?

Titandioxid wird als Lebensmittelzusatzstoff E 171 zum Färben unterschiedlicher Lebensmittel eingesetzt. Der Verbraucher kann in der Zutatenliste die Bezeichnung „Titandioxid“ oder „E 171“ finden, wenn einem Lebensmittel Titandioxid zugesetzt wurde. So können in Deutschland beispielsweise Süßwaren wie Dragees und Kaugummi oder weiße Zuckerglasuren und Fondant E 171 enthalten. Bei dem Lebensmittelzusatzstoff E 171 handelt es sich um ein Gemisch unterschiedlicher Partikelgrößen. Die Partikel bestehen zum großen Teil aus Aggregaten, die aus fest miteinander verschmolzenen Primärpartikeln (siehe Nano - Was ist das?) bestehen, daneben können aber auch einzelne isolierte Primärpartikel vorliegen. Der Partikeldurchmesser reicht von etwa 30 bis 400 Nanometer, wobei es sich bei den größeren in der Regel um Aggregate handelt, bei den kleinsten um Primärpartikel. Der Anteil an nanoskaligen Titandioxidpartikeln hängt von der Probenvorbereitung und der eingesetzten Untersuchungsmethode ab. So wurden in Kaugummi-, Pralinenproben und bei Proben von Backzutaten zur Tortendekoration, die mit Single-Particle-ICP/MS analysiert wurden, etwa 20 bis 30 % Nano-Titandioxidpartikel unter 100 Nanometer, bezogen auf die Gesamtanzahl aller Titandioxidpartikel festgestellt. Bei dieser Methode werden nur die äußeren Dimensionen der Partikel und Aggregate bestimmt. Mit der Elektronenmikroskopie lassen sich auch die zugrundeliegenden Primärpartikel der Aggregate bestimmen, dabei wurde ein Anteil der Nanopartikel unter 100 Nanometer bis zu etwa 50 %, bezogen auf die Gesamtanzahl aller Titandioxidpartikel, beobachtet. Der Anteil (bezogen auf die Anzahl) an sehr kleinen Nano-Titandioxidpartikeln (Größe von weniger als 30 nm) liegt nach Angaben der EFSA sowohl im Lebensmittelzusatzstoff als auch bei E 171-haltigen Lebensmitteln bei nur etwa 1 %, bezogen auf die Gesamtanzahl aller Titandioxidpartikel.
Werden Lebensmitteln Glitzer-Effekt-Pigmente (Plättchen aus Kaliumaluminiumsilikat beschichtet mit Titandioxid) zugesetzt, erhalten sie einen metallischen Glanz. Diese Besonderheit soll beim Verbraucher Interesse wecken. Gold- oder silberfarbiges Glitzerpulver, Glitzerzucker für feine Backwaren und Getränke sowie Sprühlacke zum Dekorieren von Backwaren und Pralinen sind im Handel erhältlich. Lebensmittelproben, die so behandelt werden, enthalten mit Titandioxid beschichtete Plättchen, die von 8 bis 167 Mikrometer reichen. Die Feinstruktur der Titandioxidschicht besteht aus verschmolzenen Titandioxidpartikeln mit einer Partikelverteilung (der sogenannten konstituierenden Partikel) von etwa 10 bis 100 nm.

Wieviel Titandioxid (E 171) nimmt der Verbraucher täglich als Lebensmittelzusatzstoff auf?

Die EFSA schätzt die täglichen Aufnahmemengen an E 171 für unterschiedliche Altersgruppen ab. Dabei arbeitet sie in den Berechnungen mit einer festgelegten Auswahl an Lebensmitteln, die von Kleinkindern, Kindern, Erwachsenen und Senioren verzehrt werden, den zu diesen Altersgruppen gehörigen Verzehrmengen und die in den Lebensmitteln gemessenen Titandioxidgehalte bzw. die rechtlich zulässigen Höchstmengen an Titandioxid. So haben beispielsweise deutsche Kleinkinder im ungünstigsten Fall eine durchschnittliche Belastung von 7,2 mg/kg Körpergewicht (KG) und Tag. Bei Erwachsenen liegt sie schätzungsweise bei 4 mg/kg KG und Tag. Wie viel Nano-Titandioxid mit E 171-haltigen Lebensmitteln aufgenommen wird, lässt sich nach EFSA (2021) nicht verlässlich berechnen.

Welche Wirkungen hat der Zusatzstoffe E 171 auf die menschliche Gesundheit?

Wie die EFSA berichtet, werden mikro- und nanoskalige Titandioxidpartikel in der Regel nur in geringem Umfang vom Magen-Darm-Trakt in den Körper aufgenommen. Kleinere Nanopartikel (mindestens eine Dimension unter 30 nm) können zwar etwas leichter in den Körper gelangen, aber die Aufnahme ist nicht erheblich. Bei Patienten, die an einer entzündlichen Darmerkrankung leiden, wird eine stärkere Aufnahme diskutiert.
Beim Menschen kann Titandioxid in Körpergeweben wie Darm, Leber, Milz, Nieren und Plazenta in geringen Mengen nachgewiesen werden. Bei Tieren verweilen Nanopartikel über einen längeren Zeitraum im Körper. Deshalb hält es die EFSA für möglich, dass sich Titandioxidpartikel im Körper des Menschen anreichern und bei einer Schwangerschaft auch auf den Fötus übertreten können. Im Tiermodell verneint sie bei Mengen bis zu 1000 mg/kg KG und Tag schädliche Wirkungen auf die Fortpflanzung und die Entwicklung der Nachkommen. Ob Änderungen in der Darmflora nach Gabe von E 171 Auswirkungen auf die Tiergesundheit haben, wird kontrovers diskutiert. Titandioxid kann abhänig von der Nanopartikel-Menge Entzündungsprozesse fördern und einen Anstieg von Sauerstoffradikalen verursachen. Sauerstoffradikale besitzen gentoxisches Potenzial, da sie in Zellen durch Induktion von oxidativem Stress z. B. DNA-Strangbrüche und Veränderungen in der Chromosomenstruktur verursachen können. Ob alle Partikelgrößen zum gentoxischen Potenzial den gleichen Beitrag leisten, muss weiter untersucht werden. Ergebnisse aus der Langzeitaufnahme von Titandioxid über das Futter belegen kein eindeutiges Krebsrisiko im Tiermodell. Steigende Mengen an Titandioxid im Futter führten auch zu keinem Anstieg von Zellen, die als Vorstufen von Darmkrebs gelten. Dagegen wurden nach Aufnahme von Titandioxid über die Lunge dosisabhängig bösartige Geschwülste in diesem Organ beobachtet. So gilt nach Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 CLP- Verordnung) folgende Einstufung: Titandioxid in Pulverform mit mindestens 1% Partikel mit aerodynamischen Durchmesser 10 µm gehört in die Gefahrenkategorie 2 und muss mit dem Gefahrenhinweis „kann vermutlich Krebs erzeugen (Einatmen)“ versehen werden.

Ist E 171 ein sicherer Lebensmittelzusatzstoff?

Titandioxid (E 171) ist derzeit im Anhang II der Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 in die Gruppe II “Lebensmittelfarbstoffe ohne Höchstmengenbeschränkung“ eingeordnet. Bei Zusatzstoffen ohne Höchstmengenbeschränkung gilt das sogenannte „quantum satis“-Prinzip. Das bedeutet, es wurde vom Gesetzgeber keine numerische Angabe einer Höchstmenge festgelegt, sondern der Stoff ist gemäß der guten Herstellungspraxis nur in der Menge zu verwenden, die erforderlich ist, um die gewünschte Wirkung zu erzielen, und unter der Voraussetzung, dass die Verbraucher nicht irregeführt werden.
Am 08.10.2021 haben die Experten der EU-Mitgliedstaaten im Ständigen Ausschuss für Pflanzen, Tiere, Lebensmittel und Futtermittel (SCPAFF) dem Vorschlag der Kommission zugestimmt, die Verwendung von Titandioxid (E 171) als Zusatzstoff in Lebensmitteln ab 2022 zu verbieten. Der Vorschlag der Kommission stützt sich auf das wissenschaftliche Gutachten der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) vom 06.05.2021, worin der Lebensmittelzusatzstoff Titandioxid (E 171) als nicht mehr sicher bewertet wird. Bedenken bestehen hinsichtlich der Genotoxizität nach dem Verzehr von Titandioxidpartikeln, da sich diese im Körper anreichern können. Der Rat und das Europäisches Parlament haben nun die Möglichkeit, innerhalb von zwei Monaten ggf. Einwände gegen den Verordnungsvorschlag der Kommission zu erheben. Andernfalls tritt die Verordnung Anfang 2022 in Kraft. Im Verordnungsvorschlag ist vorgesehen, dass Lebensmittel mit Titandioxid ab Inkrafttreten der Verordnung maximal sechs Monate noch in Verkehr gebracht werden dürfen. Nach diesem Datum dürfen solche Lebensmittel bis zu ihrem Mindesthaltbarkeitsdatum bzw. ihrem Verbrauchsdatum noch auf dem Markt bleiben.

Literatur zur Analytik von Nanopartikeln in Lebensmitteln
Geiss O. et al: Particle size analysis of pristine food-grade titanium dioxide and E 171 in confectionery products: Interlaboratory testing of a single-particle inductively coupled plasma mass spectrometry screening method and confirmation with transmission electron microscopy. Food Control 120: February 2021, 107550

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Untersuchungsergebnisse zu Titandioxid in Lebensmitteln

2009