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Viele, viele bunte Farben
In einer Welt, in der der Alltag überwiegend braun, grau, naturweiß oder beigefarben war, entdeckte der schwedische Chemiker und Apotheker Carl Wilhelm Scheele 1775 bei einem seiner Experimente zufällig ein leuchtend grünes Pigment. Seine Entdeckung löste einen regelrechten Grün-Boom aus, denn bis dato waren intensive Farben wie Purpur oder Ultramarin in der Herstellung so teuer, dass nur die Reichsten, manchmal nur Kaiser oder hohe Geistliche, Kleidung dieser Farben trugen.
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Text: Johanna Zielinski
In einer Welt, in der der Alltag überwiegend braun, grau, naturweiß oder beigefarben war, entdeckte der schwedische Chemiker und Apotheker Carl Wilhelm Scheele 1775 bei einem seiner Experimente zufällig ein leuchtend grünes Pigment. Seine Entdeckung löste einen regelrechten Grün-Boom aus, denn bis dato waren intensive Farben wie Purpur oder Ultramarin in der Herstellung so teuer, dass nur die Reichsten, manchmal nur Kaiser oder hohe Geistliche, Kleidung dieser Farben trugen.
Nachdem Wilhelm Sattler, der Geschäftsführers einer Schweinfurter Bleiweißfabrik und der Apotheker Friedrich Russ die Eigenschaften des Pigments chemisch verbessert hatten, sodass das Pigment noch grüner leuchtete, wurde die Farbe ab Anfang des 19. Jahrhunderts als „Schweinfurter Grün“ im großen Stil vermarktet. Die Menschen bedruckten Tapeten grün, strichen ihre Wände,
puderten oder färbten ihre Kleider, Vorhänge, Teppiche mit dem Pigment. Sie bemalten Leinwände und Kinderspielzeug mit dem Schweinfurter Grün und setzten es als
Lebensmittelfarbe ein, etwa in Konditorwaren oder Bonbons. Doch die intensiv leuchtende Farbe hat einen
Haken: Sie ist hochgiftig. Schweinfurter Grün heißt chemisch Kupferarsenitacetat – Cu(CH3COO)2 · 3 Cu(AsO2)2 – und enthält große Mengen Arsen. Schon bei der Markteinführung war bekannt, dass der hohe Arsengehalt des Pigments bedenklich ist. Doch bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts nahm man diese Gefährdung offensichtlich nicht sehr ernst. Erst nach zahlreichen Todesfällen und Aufsätzen in medizinischen Fachzeitschriften wurde das Schweinfurter Grün verboten. In der Kunst fand die Farbe unter Decknamen bis ins 20. Jahrhundert Verwendung.
Synthetische Farbstoffe
Die ersten künstlichen Farbstoffe, die im Gegensatz zu Farbpigmenten wie Kupferarsenitacetat in Wasser oder organischen Lösungsmitteln löslich sind, wurden ebenfalls per Zufall im 19. Jahrhundert entdeckt: Pittakall und Mauvein. Vor allem das malvenfarbe Mauvein hat einen komplett neuen Industriezweig geebnet, der Farbstoff wurde für den Textilmarkt hergestellt und färbte bis Ende des 19. Jahrhunderts Baumwoll- und Seidenstoffe.
Heute existiert eine riesige Palette unterschiedlichster synthetischer Farbstoffe, die breit eingesetzt werden,
etwa in der Gummi-, Leder-, Papier-, Pharma- und Kosmetik- sowie Lebensmittelindustrie. Tristan Jorde arbeitet als Umwelttechniker in den Bereichen Wasser, Abfall und Ökodesign bei der der Verbraucherzentrale Hamburg. Er beschreibt die unglaubliche Vielfalt der inzwischen eingesetzten Färbemittel: „Die Fülle und Varietät von Farbstoffen ist praktisch unbeschränkt und daher auch nicht näher zu klassifizieren. Dabei gibt es eher harmlosere und eher problematische Gruppen, wie zum Beispiel Anilin-Farbstoffe oder schwermetallhaltige Pigmentstoffe. Einige davon werden in der EU-REACH-Verordnung für Industriechemikalien erfasst und sind in ihrer Verwendung beschränkt oder verboten.“ Lebensmittelfarbstoffe lassen etwa Käse und die Limo auch nach längerer Lagerung noch appetitlich gelb wirken, gaukeln in der Himbeermarmelade einen hohen Fruchtanteil vor oder sorgen dafür, dass das Schokoeis seine leckere braune Schokoladenseite zeigt. Dabei ist aus der Vergangenheit und anderen Bereichen, wie der Textilbranche, bekannt, dass synthetische Farbmittel häufig umwelt- und gesundheitsschädlich sind. Wie sieht es bei den Stoffen aus, die unsere Lebensmittel bunter färben?
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„Lebensmittelfarbstoffe können nicht immer als gesundheitlich unbedenklich angesehen werden“, erklärt Frederike Rauer von der Verbraucherzentrale Hamburg. Die ausgebildete Gesundheitswissenschaftlerin arbeitet dort als Referentin für Lebensmittel und Ernährung. Vor allem die hitze- und farbstabilen Azofarbstoffe, die größte Gruppe der synthetischen Farbstoffe, können problematisch sein. Sie finden sich häufig in Süßigkeiten und Getränken, so färbt Azorubin (E 122) beispielsweise Eis, Getränke und Lachsersatz rot bis rotbraun; das zitronengelbe Tartrazin (E 102) wird in Desserts, Chips, Süßigkeiten, Getränken, Gewürzen und Senf verwendet; ebenso das gelb färbende Chinolingelb (E 104) welches neben Süßwaren, Getränken und Joghurt auch in Nahrungsergänzungsmitteln oder Medikamenten zu finden ist.
Zwar ist in der Verordnung des Europäischen Parlaments (EG) Nr. 1333/2008 festgelegt, welche Farbstoffe in welchen Lebensmitteln verwendet werden dürfen, und festgeschrieben, dass die eingesetzte Konzentration gesundheitlich unbedenklich und die Verwendung technologisch begründet sein muss, außerdem, dass der Verbraucher durch die Einbringung des Zusatzstoffes nicht getäuscht werden darf. Dennoch werden Farbstoffe verwendet, zu denen es mittlerweile kritische Studien gibt. „Kritisch zu betrachten ist zum Beispiel Indigotin (E 132), das allergische Reaktionen auslösen kann und laut Tierversuchen in Gegenwart von Natriumnitrit zu krebserregenden Nitrosaminen werden kann“, bemerkt Rauer. Auch weitere Farbstoffe können gesundheitliche Probleme verursachen. Bei Brillantblau (E 133) zeigte sich in Tierversuchen, dass hohe Dosen den Genen schaden können sowie die Immunfunktionen ungünstig beeinflussen. Auch Grün S (E 142) verursachte in Tierstudien Erbgutschäden und scheint die Krankheit Morbus Alzheimer zu begünstigen. Rauer weist zudem darauf hin, dass Nierenkranke aktuellen Studien zufolge eine Aufnahme von Aluminium (E 173) vermeiden sollten.
Betrachtet man Experimente, die im Hinblick auf die Toxizität durchgeführt wurden, stellt sich heraus, dass die getesteten Farbstoffe in Nahrungsmitteln bei sehr hoher Aufnahme giftig wirken können. „Azofarbstoffe stehen im Verdacht, krebserregend zu sein. Beim Abbau der Azofarbstoffe entstehen im Körper sogenannte Amine, die das Erbgut schädigen und dadurch die Entstehung von Krebs begünstigen können“, so Rauer. Im Fokus stehen derzeit neben Tartrazin (E 102) auch die häufig konsumierten Substanzen Allurarot (E129) und Gelborange
(E 110). Allurarot findet sich unter anderem in Kuchen, Eis, Softdrinks, in englischem Frühstücksfleisch sowie in Brausepulver, gesalzenen Knabbereien oder Süßwaren. Tartrazin färbt Desserts, Senf und Süßwaren, aber auch Backwaren, Brausepulver, Wein, Likör oder Käse intensiv gelb. Und auch Gelborange taucht häufig in Fertignahrung auf – darunter in Käse, Zitronenjoghurt, Desserts, Gummibärchen, Senf, Brausepulver, Spirituosen und Marmeladen.
Wissenschaftliche Studien zeigen bislang unterschiedliche Ergebnisse dazu, ob und wie stark sich gewisse Azofarbstoffe wie Gelborange (E 110) oder Cochinellerot (E 124), krebserregend auswirken. In Tierversuchen zeigt sich eine Erhöhung des Krebsrisikos bei hohen Konzentrationen der Farbstoffe und einer langen Aufnahmedauer. Für eine abschließende Einschätzung zur Wirkung bei Menschen gibt es noch nicht genug Langzeitstudien. In den USA, Japan, Australien und Norwegen ist der Farbstoff E 124 wegen der vermuteten krebserregenden Wirkung inzwischen vorsorglich verboten.
Neben dem Verdacht, das Krebsrisiko zu erhöhen, werden auch noch weitere gesundheitliche Probleme diskutiert, darunter allergische Reaktionen und andere Überempfindlichkeiten. Gesundheitswissenschaftlerin Rauer erklärt: „Azofarbstoffe können bei manchen Menschen pseudoallergische Symptome an Haut und Atemwegen auslösen. Zudem kann es zu Kreuzreaktionen kommen, wenn bereits eine Unverträglichkeit gegen Salicylsäure und ihre Abkömmlinge oder gegen Benzoesäure (E 210) besteht. Für Menschen mit Erkrankungen wie Asthma oder Neurodermitis gelten sie ebenfalls als bedenklich.“ Mehrere Studien bestätigen, dass der gelbe Farbstoff Tartrazin (E 102) Asthmasymptome und Nesselsucht hervorrufen kann. Häufig zeigt sich auch, dass Personen, die allergisch gegen Aspirin (Salicylsäure) sind, auch auf den Farbstoff allergisch reagieren. Insgesamt sollten Personen, die von Asthma oder Neurodermitis betroffen sind, bei den synthetischen Farbstoffen Vorsicht walten lassen. Allergische Symptome sind neben Asthma etwa Hautödeme oder Nesselsucht. Daneben gilt es, vor allem bei Kindern wachsam zu sein. Speziell Süßigkeiten können kritische Farbstoffe enthalten. „Einige der Azofarbstoffe stehen im Verdacht, zu Hyperaktivität und Aufmerksamkeitsstörungen zu führen. Lebensmittel, die die Azofarbstoffe E 102, E 104, E 110, E 122, E 124 und E 129 enthalten, stehen besonders in der Kritik. Sie müssen den Warnhinweis ‚Kann Aktivität und Aufmerksamkeit bei Kindern beeinträchtigen‘ tragen“, so Rauer.
Letzteres lässt sich bislang am stärksten wissenschaftlich untermauern. Mehrere Studien zeigen, dass die
genannten Lebensmittelfarbstoffe die Hyperaktivität bei Kindern mit und ohne ADHS verstärken können. Die Auswirkungen sind jedoch individuell verschieden, da manche Kinder auf die Substanzen empfindlicher reagieren als andere. Vermutlich spielt auch die genetische Veranlagung eine Rolle. Wichtig ist es, hierbei auf die zugelassenen Höchstwerte der Farbstoffe und die etwaige Überschreitung der sicheren Aufnahmemenge pro Tag zu achten – etwa beim Konsum von Süßigkeiten. Studien zeigen auch, dass sich bei einem Großteil der untersuchten Kinder mit ADHS durch einen Verzicht auf künstliche Lebensmittelfarbstoffe die Symptome deutlich verbesserten. Weitere Untersuchungen sind nötig, um den Effekt zu bestätigen.
Aufwendige Bewertung
Die Gesundheitsbehörden weltweit schätzen die
Risiken für die Zulassung von Farbstoffen sehr unterschiedlich ein. In den Vereinigten Staaten sind einige der hierzulande zugelassenen Farbstoffe beispielsweise verboten und umgekehrt. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) bewertet Lebensmittelzusatzstoffe laufend neu. Das bedeutet auch, dass Farb- stoffe bei neuen Erkenntnissen ihre Zulassung verlieren können.
Ein Beispiel hierfür ist das Titandioxid, das nach einer Neubewertung im Jahr 2018 seit 2021 als Zusatzstoff in
Lebensmitteln verboten ist. Für die Neubewertung hatten die Experten der EFSA erstmals Ergebnisse aus der Nanotechnologie herangezogen. Die umfasst alle Technologien, etwa aus Physik, Biologie oder Chemie, die Materialien in einer bestimmten Größenordnung von unter 100 Nanometern bis zu einer Größe von einem Atom untersuchen oder nutzen. „Dies war das erste Mal, dass diese zur Risikobewertung von Lebensmittelzusatzstoffen verwendet wurden“, erklärt der Sprecher der EFSA. Rund 10.000 zusätzliche Studien konnten sie dadurch auswerten, um die Sicherheit des Farbstoffs beurteilen zu können. Diese Daten waren bei der vorherigen Bewertung im Jahre 2016 noch nicht vorhanden.
Die Erkenntnisse zu dem einst als harmlos angesehenen Farbstoff waren besorgniserregend: Die Experten hatten insbesondere Bedenken hinsichtlich der Genotoxizität, also der Fähigkeit des Titandioxids (TiO2) die DNA zu schädigen, was zu Krebs führen kann. Daher kamen sie zu dem Schluss, dass die Sicherheit des Produkts nicht bestätigt werden kann. „Die Sachverständigen der EFSA kamen außerdem zu dem Schluss, dass TiO2 zwar schlecht aus dem Magen-Darm-Trakt aufgenommen wird, sich aber im Gewebe anreichern kann“, so der Sprecher der EFSA.
Eine Neubewertung des ebenfalls weiß färbenden Calciumcarbonats (E 170) ergab zuletzt, dass im Zusammenhang mit dem Verzehr von E 170 keine Sicherheitsbe- denken bestehen. Die Experten betonen jedoch, dass Aluminium, welches das Calciumcarbonat verunreinigen kann, Anlass zur Sorge gibt.
Schädlich für die Umwelt
Lebensmittelzusatzstoffe belasten auch die Umwelt. Vor
allem die Azofarbstoffe, die 70 Prozent aller Farbstoffe ausmachen, gelten als bedeutende Verschmutzungsquellen. Ein Grund dafür ist auch ihre weitverbreitete Verwendung etwa in Kosmetika, Getränken sowie in verarbeiteten Lebensmitteln. Dadurch gelangen die Farbstoffe häufig unbehandelt ins Abwasser und können so die empfindlichen aquatischen Ökosysteme stören und verschmutzen. Wissenschaftler arbeiten aktuell daran, umweltfreundliche Methoden zur Beseitigung der gefährlichen Farbstoffe zu finden. Ein Augenmerk liegt auf den biologischen Methoden, da sie auch giftige Nebenprodukte entfernen können, die beim Abbau von Azofarbstoffen entstehen.
„Es ist praktisch unmöglich, Wechselwirkungen unterschiedlicher Stoffe zu testen, zum Beispiel Zusatzstoffe mit Umweltgiften, Arzneimitteln oder verschiedene Zusatzstoffe miteinander. Generell gibt es wenige Studien zu dem Thema Farbstoffe, sodass es hier noch weiterer Forschung bedarf“, erklärt Rauer.
Bunte Alternativen
„Farbstoffe bieten kaum Vorteile für Verbraucherinnen und Verbraucher. Sie nützen vor allem Lebensmittelherstellern, da sie teilweise eine bessere Qualität vortäuschen und den Verkauf fördern. Alternativ können färbende Lebensmittel wie Kurkuma, Rote Bete oder Spinat verwendet werden, um etwas Farbe in das Essen zu bringen“, so die Expertin.
Um beim Einkauf auf Nummer sicher zu gehen, empfiehlt ihr Kollege, Verbraucherschützer Jorde, konsequent auf Biolebensmittel oder Produkte mit Blauem Engel oder der EU-Umweltblume zu setzen, die problematische Stoffe von vornherein ausschließen.
Natürlich gewonnene Farbstoffe aus Pflanzen, Mineralien, Mikroalgen oder pigmentproduzierenden Mikroorganismen wie Bakterien, Pilzen und Hefen, haben gegenüber den künstlichen Substanzen deutliche gesundheitliche Vorteile. Bis dato sind keine mittel- und langfristigen Nebenwirkungen oder toxischen Wirkungen bekannt. Ebenso zeigen sich durch ihren Verzehr bisher keine allergischen Reaktionen oder Auswirkungen auf das Verhalten. Im Gegenteil – natürliche Lebensmittelfarbstoffe können auch gesundheitsförderlich sein – wie die Anthocyane, Carotinoide, Phenole oder Curcuminoide. Bei diesen Stoffen wird auch der Einsatz als funktionelle Lebensmittelzutaten diskutiert.
Die Verwendung von natürlichen Pflanzenpigmenten für Lebensmittel und Getränke ist aufgrund der geringeren Stabilität der Farbe noch begrenzt. Doch es wird an Lösungen getüftelt. Im Fokus stehen dabei besonders
Polyphenolverbindungen, da sie ein hohes Potenzial als Lebensmittelfarbstoffe im Bereich von roten, gelborangen und blauen Farbtönen aufweisen. Eine Untergruppe der Polyphenole sind Flavonoide, zu denen die Anthocyane gehören. Diese Pflanzenfarbstoffe färben zahlreiche Obst- und Gemüsesorten wie Äpfel und Zwiebeln blau, gelb, rot und violett. Sie könnten als Pigmente in Milchprodukten wie Quark, aber auch in Smoothies, Getränken mit niedrigem pH-Wert oder in Wein eingesetzt werden.
Inzwischen hat sich auch ein unbedenklicher grüner
Lebensmittelfarbstoff etabliert: das Chlorophyll. Jenes Farbpigment, das den Pflanzen die prächtige grüne Farbe verleiht und eine Schlüsselrolle bei der Fotosynthese spielt, Es wird für den Einsatz in Lebensmitteln etwa aus Spinat oder Grünkohl gewonnen und im Gegensatz zum arsenhaltigen Schweinfurter Grün hat es einen unschlagbaren Vorteil: So schädlich wie Letzteres auf die Gesundheit wirkt, so gesundheitlich wertvoll glänzt der pflanzliche Farbstoff mit seinen antioxidativen Eigenschaften. Lediglich an der Farbstabilität und an der Empfindlichkeit gegenüber Hitze und Licht arbeiten die Lebensmitteltechnologen noch. //
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