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Nitrat & Nitrit

Probleme mit Stickstoff

Stickstoff ist ein Baustein der Zellen und kommt in Aminosäuren und in der DNA vor. Ammonium und Ammoniak spielen eine wesentliche Rolle und werden im Stoffwechsel von Säugetieren natürlich produziert. Die externe Zufuhr ist von untergeordneter Rolle.

Gesundheitliche Aspekte

Nitrat und Nitrit besitzen im Stoffwechsel des Menschen essentielle Funktionen. Sie sind u.a. Speichermoleküle für das kurzlebige Stickstoffmonoxid (NO). Dieses ist zum Beispiel blutdrucksenkend, involviert im zentralen und peripheren Nervensystem, an der Wundheilung beteiligt und für die Funktion des Immunsystems wichtig. Positiv ist der antimikrobielle Effekt von NO in Magen, Harnblase, Mundhöhle und Haut, der dem gesunden Menschen bei der Abwehr von pathogenen Mikroorganismen (z.B. Salmonellen) und Pilzen helfen kann.

Die Aufklärung der Rolle von Nitrat im menschlichen Körper hat in den letzten Jahren viele positive Effekte aufgezeigt, sie gilt in der Fachwelt aber noch nicht als endgültig erforscht. Der Schluss, nun besonders hohe Nitratmengen zu verzehren, um den gesundheitlichen Nutzen zu steigern, ist nicht zulässig.

Umgekehrt ist eine absolut nitratfreie Ernährung nach dem derzeitigen Wissenstand ebenfalls nicht sinnvoll.

Aufnahme

Das vom Menschen über Nahrung und Trinkwasser zugeführte Nitrat wird vom Körper fast vollständig und sehr rasch aufgenommen und dann zu 60 bis 70 Prozent über die Niere unverändert ausgeschieden. Etwa 25 Prozent werden in den Speichel transportiert (entero-oraler körpereigener Kreislauf), wovon etwa 20 Prozent durch die Bakterienflora zu Nitrit reduziert werden. Der Rest wird in den Dickdarm abgegeben oder über den Schweiß ausgeschieden. Durch harmlose Bakterien der Haut wird aus Nitrat Nitrit und NO produziert. So ist ein Schutz gegen pathogene Bakterien und Pilze möglich. Bei Antibiotika-Therapien wurde ein Sinken des Nitrit-Gehaltes im Schweiß festgestellt, womit das Auftreten von starken Pilzinfektionen bei Antibiotikatherapien teilweise erklärt werden kann.

Prinzipiell ist die Aufnahme von Nitrat über die Nahrung für den Erhalt der Gesundheit wichtig.

Der menschliche Körper produziert selbst durchschnittlich 1 mg/kg Körpergewicht und Tag Nitrat aus der Eiweißverdauung, bei Infektionen und anderen entzündlichen Erkrankungen entsprechend mehr. Dieses Nitrat wird zusammen mit dem direkt aus der Nahrung aufgenommenen in die Umwandlungsprozesse des Körpers integriert. Bei ausgewogener Ernährung sind die Aufnahme von Nitrat und die körpereigene Produktion etwa gleich hoch. Bei nitratfreier Ernährung wird die körpereigene Nitratproduktion der Hauptlieferant.

Die Hauptproduktion von Nitrit findet im Mund durch Bakterien der normalen Mundflora statt. Im Magen wird Nitrat nicht mehr zu Nitrit umgewandelt.

Bestimmte Erkrankungen wie ein Mangel an Magensalzsäure bzw. die Einnahme von Magensäureblockern fördern jedoch die Nitritbildung im Magen ebenso wie eine pathologische Keimbesiedelungen (z.B. mit Heliobacter) und Infektionen des Magen-Darmbereichs.

Übliche tolerierbare Mengen

Die Aufnahmemengen hängen wesentlich von den Ernährungsgewohnheiten ab. Die Aufnahme von Nitrat über Nahrung und Wasser wird für Europa mit etwa 50 bis 160 mg/Tag angegeben. Die wesentliche Zufuhr erfolgt bei erwachsenen Menschen über Gemüse. Personen mit hohem Salatkonsum oder Vegetarier können auf Werte von etwa 170 bis zu 400 mg/Tag kommen. Im Normalfall ist Nitrit in Nahrung und Wasser nur in geringen Mengen enthalten. Die wesentliche Zufuhr von Nitrit erfolgt für den erwachsenen Menschen über Zusatzstoffe in Schinken, Wurst, Fleisch, Fisch oder konservierten Lebensmitteln (z.B. Pökelsalze). Für Europa wird die Aufnahme von Nitrit mit etwa 0,7 bis 4,2 mg pro Tag angegeben.

Die Ernährungswissenschaft gibt für viele Nahrungsinhaltsstoffe Empfehlungen zu täglichen Verzehrmengen ab. Die ADI/TDI - Werte (acceptable daily intake oder tolerable daily intake - tägliche duldbare Menge) enthalten hohe Sicherheitsaufschläge und können so ohne schädliche Wirkung auch kurze Zeit überschritten werden. Die WHO gibt derzeit nur für Nitrat einen ADI/TDI-Wert an und betont, dass dieser für erwachsene Menschen definiert wurde und somit nicht für Säuglinge unter 3 Monate gilt.

Die WHO geht davon aus, dass bis zu einer täglichen Aufnahme von 3,7 mg je Kilo Körpergewicht keinerlei gesundheitliche Probleme entstehen. Ein 80 Kilo schwerer Mann darf also über die Nahrung ein Leben lang täglich bis zu 300 mg, eine 65 Kilo schwere Frau bis zu 240 mg Nitrat täglich aufnehmen. Diese Feststellung gilt allerdings nicht für Säuglinge.

Der ADI/TDI der WHO für Nitrit ist derzeit ausgesetzt.

Gefahren durch Nitrat

Die primäre Gefahr von Nitrat für die Gesundheit ist gering. Nitrat selbst hat auch bei ungewöhnlichen Ernährungsgewohnheiten keine gesundheitsschädigende Wirkung. Ab etwa 500 mg Nitrataufnahme kann es zu Schleimhautreizungen kommen.Vergiftungssymptome wie Übelkeit und Erbrechen bei Erwachsenen ab 2.000 mg Nitrat sind möglich. Die tödliche Dosis wird mit 10.000 - 15.000 mg angegeben.

Nitrat kann jedoch mit Hilfe von Bakterien in der Mundhöhle oder im Magen-Darm-Trakt zu Nitrit reduziert werden. Wie viel und wie schnell es zur Nitritbildung kommt, ist individuell verschieden und unter anderem abhängig von Alter und "abfedernden" Nahrungsbestandteilen wie etwa Vitaminen.

Die eigentliche Gefahr besteht durch die Umwandlung von Nitrat in Nitrit im entero-oralen Kreislauf. Die Umwandlung kann jedoch auch schon vor dem Verzehr im Lebensmittel stattfinden. Dies passiert beispielsweise, wenn nitratreiche Lebensmittel lange warm gehalten werden oder lange Zeit in Folien bei Sauerstoffmangel gelagert werden.

Gefahren durch Nitrit

Nitrit im Blut wandelt den roten Blutfarbstoff Hämoglobin in Methämoglobin um. Dadurch wird der Sauerstofftransport über das Blut gehemmt. Sauerstoff kann nicht mehr an die Zelle abgegeben werden.

Ein Enzym, welches der Mensch produziert, kann diesen Prozess wieder rückgängig machen. Die Methämoglobinbildung findet im Erwachsenen laufend statt und wird durch das Enzym Diaphorase auf einem unkritischen Wert von ca. 2 Prozent gehalten. Dabei treten keine gesundheitlichen Probleme auf. Werden sehr hohe Nitritmengen schon mit der Nahrung aufgenommen, steigt der Pegel durch die rasche Aufnahme ins Blut plötzlich an, wodurch die Kapazität des Enzyms kurzfristig überlastet sein kann. Die Erhöhung bleibt bis etwa 20 Prozent Methämoglobinbildung symptomlos. Bei etwa 50 Prozent tritt lebensbedrohender Sauerstoffmangel ein. Dosierungen von 1.000 – 2.000 mg Nitrit lösen schwere Vergiftungen aus, die letale Aufnahme für Erwachsene wird mit 4.000 mg Nitrit angegeben.

Gefahr bei Säuglingen

Säuglinge besitzen in den ersten 3 bis 6 Lebensmonaten dieses Enzym noch nicht bzw. ist es noch nicht voll funktionsfähig. Das Hämoglobin liegt zu dieser Zeit in einer anderen Form vor, welche schneller zu Methämoglobin oxidiert wird. Weiters besitzen Säuglinge in den ersten Lebensmonaten noch sehr wenig Magensäure. Es können sich bei Infektionen oder keimhaltiger Nahrung störende Bakterien im Magen-Darmbereich ansiedeln, welche Nitrat vermehrt zu Nitrit umwandeln. Weiters haben Säuglinge einen höheren Flüssigkeitskonsum als Erwachsene und damit eine höhere Nitritzufuhr. Daher kann es besonders bei Säuglingen zur so genannten Blausucht (Methämoglobinämie, Zyanose) kommen. Diese Sauerstoffunterversorgung entsteht, wenn zuviel Nitrit über Nahrung und Trinken in den Körper gelangt. Heute treten durch die strengen Trinkwasser-Grenzwerte nur noch selten Methämoglobinämien durch das Trinkwasser auf.  Dokumentierte Fälle von Blausucht bei Säuglingen hatten 200 – 500 mg Nitrat im Trinkwasser und waren zumeist bakteriologisch nicht einwandfrei.

Private Einzelwasserversorger, deren Nitrat- und Nitritwerte im Trinkwasser über den Grenzwerten der Trinkwasserverordnung liegen und deren Trinkwasser bakteriologisch nicht einwandfrei ist, gelten jedoch weiterhin als gefährdet. Lassen sie daher ihr Trinkwasser regelmäßig untersuchen.

Blausucht - Achtung bei Säuglingsnahrung!

Blausucht ist bei Säuglingen, welche nicht gestillt werden, eine ernstzunehmende Gefahr.

Während beim erwachsenen Menschen die wesentliche Zufuhr von Nitrat und Nitrit über die Nahrung erfolgt, wird im Falle von Säuglingen, die mit Milchersatzprodukten per Flasche ernährt werden, das Trinkwasser zum einzigen Lieferanten. Um die Methämoglobinämie für Säuglinge zu verhindern, wurden die Grenzwerte der Trinkwasserverordnung mit 50 mg Nitrat/l und für Nitrit mit 0,1 mg/l und der Summenbedingung festgelegt.

Bereiten Sie Flaschennahrung und Babynahrung immer frisch zu. Sie können das Wasser in Thermoskannen heiß halten, das Pulver aber erst unmittelbar vor dem Trinken einrühren. Nehmen Sie das Wasser nie aus der Warmwasserleitung, sondern nehmen Sie kaltes Trinkwasser und kochen Sie dieses mit einem Wasserkocher ab. Bei Säuglingen mit Störungen im Magen-Darmbereich (bakterielle Infektionen) sollten Sie die Ernährung mit Ihrer Ärztin oder Ihrem Arzt abklären.

Das Trinkwasser ist nach der Säuglingszeit nicht mehr Hauptlieferant für Nitrat und Nitrit. Achten Sie nach der Still- bzw. Flaschennahrungszeit bei Kleinkindern auf den richtigen Umgang mit nitratreichen Nahrungsmitteln und vermeiden Sie bei bakteriellen Magen-Darm-Infektionen nitratreiche Speisen und Gemüsesorten wie etwa Spinat.

Einige Grundregeln, um die Bildung von Nitrit aus nitratreichen Nahrungsmitteln gering zu halten:

Ist das Lebensmittel luftdicht verpackt (z. B. in Folienbeuteln eingeschweißter Salat), können Mikroorganismen Nitrat zu Nitrit reduziert. Es kommen bis zu 20 mg Nitrit/ kg Salat vor. Verbrauchen Sie verpackte Ware möglichst rasch und lagern Sie diese möglichst kühl. Ist das Lebensmittel zerkleinert und wird dann längere Zeit geschlossen stehen gelassen, so reduzieren Mikroorganismen vermehrt Nitrat zu Nitrit, da die Oberfläche, an der die Reaktion stattfindet, nun wesentlich größer ist, als im unzerkleinerten Zustand. Beispiel dafür ist Creme-Spinat, der stark zerkleinert und nitratreich ist. Verbrauchen Sie Creme-Spinat daher sofort. Vermeiden Sie generell langes Warmhalten. Durch die Wärme, sowie die damit stattfindende bakterielle Vermehrung, können aus Nitrat hohe Mengen an Nitrit entstehen. Das Blanchieren nitratreicher Lebensmittel senkt den Nitratgehalt in Lebensmitteln um bis zu 70 Prozent. Das Gemüse braucht dazu nicht verkocht zu werden. Geben Sie das Gemüse kurz in siedendes Wasser und heben Sie es dann heraus. Robustere Gemüse wie Rote Rüben werden länger (ca. 5 Minuten) blanchiert, als die zarteren Gemüsesorten wie Spinat (1 - 2 Minuten). Das Gemüse ist nach dem Blanchieren noch knackig und kann dann normal weiter verarbeitet werden.

Gefahren durch Nitrosamine

Nitrit kann mit gewissen Eiweißstoffen (sekundären Aminen) im sauren Milieu sogenannte Nitrosamine bilden. Nitrosamine können sich schon im Nahrungsmittel befinden bzw. bilden. Nitrat- und nitrithaltige Zusatzstoffe finden sich in  behandelten Fleischerzeugnissen, Käse und Fisch. Im Trinkwasser liegen keine Nitrosamine vor. In Tierversuchen wurde nachgewiesen, dass viele Nitrosamine krebserzeugende Wirkung haben. Die Wirkung von Nitrosaminen auf den Mensch ist nicht so eindeutig. Studien an Menschen konnten keinen Zusammenhang zwischen Nitrataufnahme durch Nahrung und Trinkwasser und erhöhtem Krebsrisiko liefern. Hingegen ergaben Aufnahmen von hohen Mengen an Nitrit- und Nitrosaminen durch konservierte und gepökelte Lebensmittel Hinweise auf erhöhtes Krebsrisiko.

Gemüse und Nitrat

Über bestimmte Gemüsearten und Bewirtschaftungsformen können erhebliche Nitratkonzentrationen aufgenommen werden. Im Durchschnitt nehmen wir 70 - 90 Prozent des täglichen Nitrats durch Gemüse zu uns. Durch einen hohen Gemüseverzehr kann sich die Nitrataufnahme erhöhen. Das Gemüse liefert aber gleichzeitig auch bioaktive sekundäre Pflanzenstoffe, die als Puffersubstanzen die Nitrosaminbildung unterbinden. Dieser Mechanismus ist wahrscheinlich auch beteiligt am Ergebnis der zahlreichen Studien, die bei hohem Gemüseverzehr ein deutlich verringertes Krebsrisiko ergeben.

So halten Sie den Nitratgehalt in Gemüse gering:

  • Gemüse aus saisonalem, biologischem Freilandanbau enthält deutlich weniger Nitrat als konventionell gezogenes.
  • Das Entfernen von Stängel, Rippen und Strünke von nitratreichem Gemüse reduziert den Nitratgehalt von Gemüse deutlich.
  • Möglichst wenig düngen und auf jeden Fall drei Wochen vor der Ernte nicht mehr düngen.
  • Am Erntetag die Pflanzen morgens mit einer Grabgabel leicht anheben, aber nicht ausreißen und erst am Abend ernten. Die feinen Haarwurzeln reißen ab, es wird kein Nitrat aus dem Boden mehr aufgenommen, im Gemüse vorhandenes jedoch weiter verbraucht.

Technische Aspekte
 
Installationen

Hohe Konzentrationen von Nitrat im Wasser können bei einigen Rohrmaterialien wie z.B. Zink, Kupfer oder Eisenwerkstoffen die Korrosionsvorgänge beschleunigen und verstärken. Bei weichen Wässern kann dies bei Eisenwerkstoffen schon unter dem Grenzwert der Trinkwasserverordnung auftreten. Zink ist in der Lage, Nitrat zu Nitrit zu reduzieren. In neuen, verzinkten Leitungen und in neuen Boilern ist daher mit der Bildung von Nitrit aus Nitrat zu rechnen. Es wird umso mehr Nitrit gebildet, je mehr Nitrat vorhanden, je intensiver die Flächenkorrosion des Zinks und je höher die Wassertemperatur ist. Diese Reaktionen kommen durch die Schutzschichtbildung bei einwandfreien Rohren nach etwa 6 Monaten zum Erliegen.

In neuen, verzinkten Rohren kann es dazu kommen, dass der Grenzwert für Nitrit von 0,1 mg/l bei nitratreichem Ausgangswasser überschritten wird. Es darf in dieser Zeit nicht zur Zubereitung von Säuglingsnahrung verwendet werden.

Wasseraufbereitung

Störung bei Eisen-/Manganfiltern

Bei Filtern, die unerwünschte Inhaltsstoffe durch Oxidation entfernen sollen (z. B. Eisen, Mangan), ist zu beachten, dass ein hoher Ammoniumwert zusätzlich Oxidationsmittel verbraucht. Daher soll der Ammoniumwert im Rohwasser den Richtwert von 0,5 mg/l nicht überschreiten.

Störung bei Desinfektion

Bei mehr als 0,5 mg/l Ammonium ist mit hoher Zehrung bei Chlorungsverfahren zu rechnen. Es wird  Desinfektionsmittel verbraucht, das damit für die Abtötung von Mikroorganismen nicht mehr zur Verfügung steht.

Achtung: Es kann schon unter den Grenzwerten der Trinkwasserverordnung zu Problemen kommen. Wegen der Nitritbildung verbietet der Lebensmittelcodex den Trinkwasserversorgern ab einem Gehalt von mehr als 0,2 mg/l NH4 Chlorungsverfahren zur Dauerdesinfektion.