Kleine weiße Kügelchen in Salz oder Gewürzen, die verhindern, dass alles verklumpt – das ist oft Siliciumdioxid. Der Stoff findet sich in vielen Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln, wird aber kontrovers diskutiert. Manche schwören auf die gesundheitlichen Vorteile von Silicium für Haut und Haare, andere warnen vor möglichen Risiken durch Nanopartikel. Was stimmt wirklich? Dieser Artikel untersucht die wissenschaftlichen Fakten zu Siliciumdioxid – ohne Beschönigungen oder Panikmache.
Die Verwirrung beginnt schon bei den Begriffen: Silicium, Silizium, Kieselsäure, Siliciumdioxid – alles dasselbe oder verschiedene Stoffe? Kurz gesagt: Silicium ist das chemische Element (Si), Siliciumdioxid (SiO₂) ist die Verbindung aus Silicium und Sauerstoff. In der Natur kommt es als Quarz oder Sand vor. Als Lebensmittelzusatzstoff trägt es die E-Nummer E551 und wird als Rieselhilfe verwendet. Die gesundheitlichen Wirkungen werden dabei hauptsächlich dem Element Silicium zugeschrieben, nicht der Verbindung Siliciumdioxid selbst.
Chemische Grundlagen und Formen von Siliciumdioxid
Siliciumdioxid besteht aus einem Siliciumatom und zwei Sauerstoffatomen (SiO₂). In der Natur bildet es verschiedene Kristallstrukturen – am bekanntesten ist Quarz. Für die Verwendung in Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln wird meist amorphes (nicht-kristallines) Siliciumdioxid verwendet [1]. Der Unterschied ist wichtig: Kristallines Siliciumdioxid wie Quarzstaub kann die Lunge schädigen, während amorphes Siliciumdioxid als unbedenklich gilt.
Die Partikelgröße spielt eine entscheidende Rolle. Herkömmliches Siliciumdioxid besteht aus Partikeln im Mikrometerbereich (tausendstel Millimeter). Zunehmend werden aber auch Nanopartikel verwendet – Teilchen kleiner als 100 Nanometer (millionstel Millimeter). Diese winzigen Partikel verhalten sich anders im Körper als größere Teilchen [2]. Sie können theoretisch Zellwände durchdringen und sich in Organen anreichern.
Als Lebensmittelzusatzstoff wird Siliciumdioxid durch verschiedene Verfahren hergestellt. Die häufigste Methode ist die Fällung aus Natriumsilikat mit Säure. Dabei entsteht ein feines, weißes Pulver mit großer Oberfläche. Ein Gramm kann eine Oberfläche von mehreren hundert Quadratmetern haben – etwa so groß wie ein Tennisplatz. Diese große Oberfläche macht es zu einem effektiven Trennmittel.
Unterschied zwischen Silicium und Siliciumdioxid im Körper
Der menschliche Körper enthält etwa 1-2 Gramm Silicium, hauptsächlich in Bindegewebe, Knochen, Knorpel und Blutgefäßen [3]. Silicium ist wichtig für die Bildung von Kollagen und Elastin – Proteine, die Haut und Bindegewebe ihre Festigkeit verleihen. Mit dem Alter nimmt der Siliciumgehalt im Körper ab, was zur Hautalterung und brüchigen Knochen beitragen kann.
Siliciumdioxid selbst kann der Körper aber kaum verwerten. Im Magen-Darm-Trakt wird nur ein winziger Teil – etwa 1-4% – aufgenommen [4]. Der Rest wird unverdaut wieder ausgeschieden. Damit der Körper Silicium nutzen kann, muss es in löslicher Form vorliegen, etwa als Orthokieselsäure (Si(OH)₄). Diese entsteht in sehr geringen Mengen, wenn Siliciumdioxid mit Magensäure reagiert.
Bessere Siliciumquellen sind organische Verbindungen aus Pflanzen. Bambus, Brennnessel und Schachtelhalm enthalten Silicium in einer Form, die der Körper leichter aufnehmen kann. Die Bioverfügbarkeit – also wie viel tatsächlich im Körper ankommt – liegt hier bei bis zu 70% [5]. Das ist ein enormer Unterschied zu den mageren 1-4% bei Siliciumdioxid.
Verwendung als Lebensmittelzusatzstoff E551
In der Lebensmittelindustrie ist Siliciumdioxid als E551 ein beliebtes Trennmittel. Es verhindert, dass Pulver und Granulate verklumpen. Ohne E551 würde Salz bei Feuchtigkeit zu einem harten Klumpen werden. Auch in Gewürzmischungen, Backmischungen, Instantsuppen und Kaffeepulver sorgt es dafür, dass alles schön rieselfähig bleibt. Die erlaubte Höchstmenge liegt bei 10 Gramm pro Kilogramm Lebensmittel [6].
Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat E551 mehrfach bewertet. Die letzte umfassende Bewertung von 2018 kam zu dem Schluss, dass Siliciumdioxid in den verwendeten Mengen sicher ist [7]. Allerdings forderte die Behörde mehr Daten zu Nanopartikeln. Eine Studie fand in 4 von 15 untersuchten E551-Proben einen Nanopartikel-Anteil von über 10% [8].
Kritiker bemängeln, dass die Langzeitwirkungen von Nanopartikeln nicht ausreichend erforscht sind. Tierversuche zeigten, dass sich Siliciumdioxid-Nanopartikel in Leber, Milz und Nieren anreichern können [9]. Beim Menschen fehlen solche Studien bisher. Die Industrie argumentiert, dass die aufgenommenen Mengen minimal sind und der Großteil unverdaut ausgeschieden wird.
Lebensmittel mit hohem E551-Gehalt
Die höchsten Mengen an E551 finden sich in pulverförmigen Produkten. Hier eine Übersicht typischer Gehalte:
| Lebensmittel | E551-Gehalt (mg/kg) | Portion (g) | E551 pro Portion (mg) |
|---|---|---|---|
| Speisesalz | bis 10.000 | 5 | bis 50 |
| Gewürzmischungen | bis 10.000 | 2 | bis 20 |
| Instant-Kaffee | bis 5.000 | 2 | bis 10 |
| Backmischungen | bis 5.000 | 50 | bis 250 |
| Trockensuppen | bis 3.000 | 15 | bis 45 |
| Käsepulver | bis 10.000 | 10 | bis 100 |
Die tatsächliche tägliche Aufnahme liegt für die meisten Menschen bei 20-50 mg E551 [10]. Das ist weit unter der von der EFSA als sicher eingestuften Menge. Menschen, die viele verarbeitete Lebensmittel essen, können aber auf 100-200 mg pro Tag kommen. Besonders Kinder, die gerne Instant-Produkte mögen, erreichen schnell höhere Werte.
Kennzeichnung und rechtliche Vorgaben
E551 muss in der Zutatenliste aufgeführt werden – entweder als „E551“ oder als „Siliciumdioxid“. Bei lose verkauften Lebensmitteln wie Gewürzen auf dem Markt gibt es keine Kennzeichnungspflicht. Bio-Lebensmittel dürfen E551 nicht enthalten, hier werden andere Trennmittel wie Reismehl verwendet.
Ein Problem ist die fehlende Kennzeichnung von Nanopartikeln. Eigentlich müssten Zutaten in Nanoform seit 2014 mit dem Zusatz „Nano“ gekennzeichnet werden [11]. In der Praxis passiert das selten. Hersteller argumentieren, dass ihre Produkte keine gezielt hergestellten Nanopartikel enthalten – diese entstehen nur als Nebenprodukt. Verbraucherschützer fordern strengere Kontrollen und klarere Regelungen.
Siliciumdioxid in Nahrungsergänzungsmitteln
Siliciumdioxid wird in Nahrungsergänzungsmitteln auf zwei Arten verwendet: als Hilfsstoff und als Wirkstoff. Als Hilfsstoff sorgt es in Tabletten und Kapseln dafür, dass die Inhaltsstoffe nicht verklumpen. Die Mengen sind minimal – meist unter 2% der Gesamtmasse. Als Wirkstoff soll es dem Körper Silicium liefern. Hier liegt das Problem: Die Aufnahme aus Siliciumdioxid ist extrem gering.
Viele Hersteller werben mit den Vorteilen von Silicium für Haut, Haare und Nägel. Sie verschweigen aber, dass Siliciumdioxid eine schlechte Siliciumquelle ist. Ein typisches Präparat enthält 200 mg Siliciumdioxid pro Tablette. Davon nimmt der Körper bestenfalls 8 mg auf – meist weniger. Zum Vergleich: Ein Glas Bier enthält etwa 20 mg gut verfügbares Silicium [12].
Studien zur Wirksamkeit von Siliciumdioxid-Präparaten sind rar und oft von schlechter Qualität. Eine Übersichtsarbeit von 2016 fand nur drei kontrollierte Studien mit insgesamt 199 Teilnehmern [13]. Die Ergebnisse waren gemischt: Eine Studie zeigte leichte Verbesserungen bei Haardicke und Nagelbrüchigkeit, zwei Studien fanden keine Effekte. Die Autoren bemängelten die kurze Studiendauer (3-6 Monate) und kleine Teilnehmerzahl.
Verschiedene Silicium-Formen in Nahrungsergänzungsmitteln
Neben reinem Siliciumdioxid gibt es verschiedene andere Silicium-Verbindungen in Nahrungsergänzungsmitteln. Ihre Eigenschaften unterscheiden sich erheblich:
| Silicium-Form | Bioverfügbarkeit | Typische Dosis | Preis pro Monat | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|
| Siliciumdioxid | 1-4% | 200-500 mg | 5-15 € | Billig, aber kaum wirksam |
| Kolloidales Silicium | 10-20% | 10-30 mg | 20-40 € | Feine Suspension in Wasser |
| Organisches Silicium (Monomethylsilantriol) | 60-70% | 5-10 mg | 30-60 € | Beste Aufnahme, aber teuer |
| Kieselsäure-Gel | 20-30% | 15-30 ml | 15-30 € | Flüssige Form, angenehm einzunehmen |
| Bambus-Extrakt | 40-50% | 300-500 mg | 15-25 € | Natürliche Quelle, gut verträglich |
Die Unterschiede in der Bioverfügbarkeit sind enorm. Während der Körper aus 500 mg Siliciumdioxid nur etwa 20 mg Silicium aufnehmen kann, reichen bei organischem Silicium schon 10 mg für die gleiche Menge. Allerdings fehlen für viele dieser Formen aussagekräftige Studien zur Wirksamkeit.
Dosierung und Einnahmeempfehlungen
Es gibt keine offiziellen Empfehlungen für die tägliche Silicium-Zufuhr. Schätzungen gehen von einem Bedarf von 20-50 mg pro Tag aus [14]. Die meisten Menschen nehmen über die Nahrung 20-40 mg auf – hauptsächlich aus Getreide, Gemüse und Getränken. Eine zusätzliche Einnahme ist meist nicht nötig.
Wer trotzdem supplementieren möchte, sollte auf die Form achten. Bei Siliciumdioxid-Präparaten sind Dosierungen von 500-1000 mg üblich. Davon kommen aber nur 5-40 mg Silicium im Körper an. Besser sind organische Formen oder pflanzliche Extrakte mit 10-30 mg Silicium pro Tag. Die Einnahme sollte auf nüchternen Magen erfolgen, da Nahrung die ohnehin geringe Aufnahme weiter verschlechtert.
Wichtig: Silicium kann die Aufnahme anderer Mineralstoffe beeinflussen. Besonders bei gleichzeitiger Einnahme von Eisen, Zink oder Kupfer sollte ein zeitlicher Abstand von mindestens zwei Stunden eingehalten werden [15]. Menschen mit Nierenproblemen sollten vor der Einnahme einen Arzt konsultieren, da überschüssiges Silicium über die Nieren ausgeschieden wird.
Gesundheitliche Aspekte und wissenschaftliche Studienlage
Die Forschung zu Siliciumdioxid und Gesundheit ist komplex. Einerseits ist Silicium ein wichtiges Spurenelement, andererseits gibt es Bedenken bezüglich der Sicherheit von Siliciumdioxid-Partikeln. Die meisten Studien unterscheiden nicht klar zwischen den Wirkungen von Silicium als Element und Siliciumdioxid als Verbindung. Das führt zu Verwirrung und widersprüchlichen Aussagen.
Gut belegt ist die Rolle von Silicium im Bindegewebe. Es ist Bestandteil von Glykosaminoglykanen – langen Zuckerketten, die Wasser binden und dem Gewebe Elastizität verleihen. Silicium aktiviert auch das Enzym Prolyl-Hydroxylase, das für die Kollagenbildung wichtig ist [16]. In Zellkulturen steigert Silicium die Kollagenproduktion um 50-100%. Ob diese Effekte auch beim Menschen auftreten, ist weniger klar.
Große Beobachtungsstudien zeigen Zusammenhänge zwischen Silicium-Aufnahme und Knochengesundheit. Die Framingham-Studie mit über 2.800 Teilnehmern fand eine um 10% höhere Knochendichte bei Menschen mit hoher Silicium-Zufuhr (über 40 mg täglich) [17]. Der Effekt war bei Frauen vor der Menopause am stärksten. Allerdings stammte das Silicium hauptsächlich aus Lebensmitteln, nicht aus Nahrungsergänzungsmitteln.
Wirkungen auf Haut, Haare und Nägel
Die Werbeversprechen klingen verlockend: straffere Haut, glänzende Haare, feste Nägel. Was sagt die Wissenschaft dazu? Eine placebokontrollierte Studie mit 50 Frauen untersuchte die Wirkung von 10 mg Silicium täglich auf die Hautqualität [18]. Nach 20 Wochen zeigte sich eine messbare Verbesserung der Hautrauigkeit und Elastizität. Die Faltenbildung verringerte sich um durchschnittlich 19%.
Bei Haaren und Nägeln ist die Datenlage dünner. Eine kleine Studie mit 48 Frauen fand nach 9 Monaten Silicium-Einnahme (10 mg täglich als Orthokieselsäure) eine Zunahme der Haardicke um 12% und eine Verringerung der Nagelbrüchigkeit [19]. Größere Studien fehlen. Die meisten positiven Berichte stammen aus Anwendungsbeobachtungen ohne Kontrollgruppe.
Ein Problem vieler Studien: Sie verwenden gut verfügbare Silicium-Formen wie Orthokieselsäure oder Monomethylsilantriol. Die Ergebnisse lassen sich nicht auf Siliciumdioxid übertragen. Dessen schlechte Bioverfügbarkeit macht vergleichbare Effekte unwahrscheinlich. Wer 500 mg Siliciumdioxid einnimmt, müsste theoretisch die gleiche Wirkung erzielen wie mit 10 mg Orthokieselsäure. Praktisch funktioniert das nicht.
Einfluss auf Knochen und Gelenke
Silicium ist in der Knochenmatrix konzentriert, besonders in den aktiven Wachstumszonen. Es bindet an Kollagen und Proteoglykane und trägt zur Verkalkung bei. Tierversuche zeigen dramatische Effekte: Küken mit Siliciummangel entwickeln Skelettdeformationen und brüchige Knochen [20]. Beim Menschen ist ein echter Mangel selten, aber niedrige Siliciumspiegel korrelieren mit geringerer Knochendichte.
Interventionsstudien beim Menschen sind selten und zeigen gemischte Ergebnisse. Eine Studie mit 184 postmenopausalen Frauen mit Osteopenie (Vorstufe der Osteoporose) testete verschiedene Silicium-Dosen [21]. Nach einem Jahr zeigte nur die Gruppe mit der höchsten Dosis (9 mg Silicium als Orthokieselsäure) eine leichte Zunahme der Knochendichte in der Hüfte (+1,2%). Die Kontrollgruppe verlor im gleichen Zeitraum 1,6% Knochendichte.
Für Gelenke gibt es hauptsächlich Tierstudien. Bei Ratten mit künstlich ausgelöster Arthritis verminderte Silicium-Supplementierung die Entzündungsmarker und Knorpelschäden [22]. Humanstudien beschränken sich auf kleine Pilotstudien. Eine Untersuchung mit 20 Arthrose-Patienten fand nach 12 Wochen Silicium-Einnahme (30 mg täglich) eine Schmerzreduktion um 36% [23]. Ohne Kontrollgruppe ist die Aussagekraft begrenzt.
Weitere potenzielle Gesundheitseffekte
Neben den bekannten Wirkungen auf Bindegewebe werden weitere Effekte diskutiert. Silicium soll das Immunsystem stärken, vor Alzheimer schützen und den Cholesterinspiegel senken. Die Beweislage ist dünn. Epidemiologische Studien finden Zusammenhänge zwischen siliciumreichem Trinkwasser und niedrigerem Alzheimer-Risiko [24]. Der Mechanismus könnte die Bindung von Aluminium sein – Silicium bildet mit Aluminium unlösliche Komplexe und verhindert dessen Aufnahme.
Laborstudien zeigen, dass Silicium die Aktivität von Fresszellen (Makrophagen) steigert. Diese Immunzellen bekämpfen Krankheitserreger und entfernen tote Zellen. In einer kleinen Studie mit 15 älteren Menschen führte die Einnahme von 30 mg Silicium täglich zu einer Steigerung der Lymphozyten-Aktivität um 44% [25]. Größere Studien zur Immunfunktion fehlen.
Die Wirkung auf Cholesterin wurde in Tierversuchen beobachtet. Ratten mit cholesterinreicher Diät hatten nach Silicium-Gabe 25% niedrigere Cholesterinwerte [26]. Beim Menschen gibt es nur eine kleine Studie mit 14 Teilnehmern, die keine signifikanten Effekte zeigte. Die Datenlage reicht nicht für Empfehlungen.
Sicherheit und mögliche Risiken
Die Sicherheitsbewertung von Siliciumdioxid hängt stark von der Partikelgröße und Anwendungsform ab. Für herkömmliches Siliciumdioxid in Lebensmitteln gilt: Es ist chemisch inert (reaktionsträge), wird kaum aufgenommen und größtenteils unverdaut ausgeschieden. Die EFSA stuft es als unbedenklich ein. Anders sieht es bei Nanopartikeln und Inhalation aus.
Siliciumdioxid-Nanopartikel verhalten sich im Körper anders als größere Partikel. Sie können Zellmembranen durchdringen und in Organen akkumulieren. Tierstudien zeigen bei hohen Dosen Entzündungsreaktionen in Leber und Lunge [27]. Die verwendeten Dosen lagen allerdings weit über der realistischen Aufnahme beim Menschen. Eine Studie mit Mäusen verwendete 500 mg/kg Körpergewicht – das entspräche 35 Gramm für einen 70 kg schweren Menschen.
Realistischer sind Studien mit niedrigeren Dosen. Ratten erhielten über 90 Tage 100-1000 mg Siliciumdioxid-Nanopartikel pro kg Futter [28]. Erst bei der höchsten Dosis zeigten sich leichte Veränderungen in Leber und Milz. Die niedrigste Dosis ohne beobachtete Wirkung (NOAEL) lag bei 500 mg/kg Futter. Umgerechnet auf den Menschen wären das etwa 50 mg pro Tag – ungefähr die Menge, die durch E551 aufgenommen wird.
Spezifische Risikogruppen
Bestimmte Personengruppen sollten bei Siliciumdioxid vorsichtig sein. Menschen mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn oder Colitis ulcerosa reagieren möglicherweise empfindlicher. Eine Studie fand erhöhte Siliciumdioxid-Partikel in Darmbiopsien von Morbus Crohn-Patienten [29]. Ob die Partikel Ursache oder Folge der Entzündung sind, ist unklar.
Schwangere und Stillende sollten hohe Dosen meiden. Tierstudien zeigen, dass Siliciumdioxid-Nanopartikel die Plazenta passieren können [30]. Die Auswirkungen auf den Fötus sind nicht erforscht. Da die normale Aufnahme über Lebensmittel als sicher gilt, betrifft diese Warnung hauptsächlich hochdosierte Nahrungsergänzungsmittel.
Menschen mit eingeschränkter Nierenfunktion bauen Silicium langsamer ab. Bei schwerer Niereninsuffizienz kann sich Silicium im Blut anreichern. Normalwerte liegen bei 50-150 μg/l, bei Dialysepatienten wurden Werte über 1000 μg/l gemessen [31]. Die gesundheitlichen Folgen sind unklar, aber Vorsicht ist geboten.
Wechselwirkungen mit Medikamenten
Siliciumdioxid kann die Aufnahme von Medikamenten beeinflussen. Als Trennmittel in Tabletten ist es unproblematisch. Bei gleichzeitiger Einnahme größerer Mengen (über 500 mg) können Wechselwirkungen auftreten:
| Medikament/Wirkstoff | Mögliche Wechselwirkung | Empfehlung |
|---|---|---|
| Bisphosphonate (Osteoporose) | Verminderte Aufnahme um bis zu 50% | 2 Stunden Abstand einhalten |
| Levothyroxin (Schilddrüse) | Leicht reduzierte Bioverfügbarkeit | 4 Stunden Abstand oder Dosisanpassung |
| Antibiotika (Tetracycline) | Bildung unlöslicher Komplexe | Nicht gleichzeitig einnehmen |
| Eisenpräparate | Konkurrierende Aufnahme | Zu verschiedenen Mahlzeiten einnehmen |
| Magnesium/Calcium | Gegenseitige Aufnahmebehinderung | Zeitversetzt einnehmen |
