Aluminium: Physiologie, Funktionen, Vorkommen und gesundheitliche Aspekte

Aluminium ist das dritthäufigste Element in der Erdkruste und natürlicher Bestandteil aller Organismen. Es ist auch in vielen Lebensmitteln und verbrauchernahen Produkten enthalten. Eine für den Menschen essenzielle Funktion von Aluminium ist bisher nicht bekannt, Aluminiumionen (Al3+) sind jedoch biologisch aktiv. Im Fokus der Forschung stehen daher v. a. mögliche negative Folgen der Aluminiumexposition beim Menschen wie z. B. neurotoxische Wirkungen. Lebensmittel sind eine bedeutende Expositionsquelle für Aluminium. In diesem Zusammenhang richtet sich die öffentliche Aufmerksamkeit insbesondere auf Laugenbrezeln.

Eigenschaften

Aluminium ist das häufigste Metall in der Erdkruste und macht dort etwa 8 % der Masse aus. Da Aluminium unedel ist, liegt es nicht elementar, sondern in chemisch gebundener Form vor. Durch natürliche Prozesse (z. B. saure Niederschläge), aber seit rund 200 Jahren auch durch direkte anthropogene Einflüsse (d. h. industrielle Prozesse) wird Aluminium freigesetzt und gelangt in der Folge auch in Trinkwasser und Lebensmittel. In wässriger Lösung bildet Aluminium ein Hexaaquakomplex- Ion ([Al(H2O)6]3+). Das bedeutendste Ausgangsmaterial für die Aluminiumproduktion ist das Aluminiumerz Bauxit [1, 2]. Im Jahr 1825 wurde Aluminium erstmals isoliert; seit 1886 wird das Metall mit hohem Energieeinsatz durch Schmelzflusselektrolyse gewonnen [3]. Eine Eigenschaft von Aluminium ist seine hohe Resistenz gegenüber Korrosion. Auf der Oberfläche bildet sich bei Kontakt mit Luftsauerstoff eine 5–10 nm dünne Schicht Aluminiumoxid, die eine weitere chemische Reaktion mit Sauerstoff verhindert [2]. Viele Aluminiumverbindungen sind bei neutralem pH-Wert wasserunlöslich. Die schützende Oxidschicht auf metallischem Aluminium ist bei pH-Werten zwischen 4,5 und 8,5 weitgehend unlöslich. Unter dem Einfluss von Säuren und Laugen wird die dünne Oxidschicht jedoch zerstört, sodass Aluminiumionen herausgelöst werden. In der Gegenwart von Salz werden diese chemischen Reaktionen begünstigt [4, 5]. Bei niedrigen pH-Werten, d. h. im sauren Milieu, werden vermehrt Aluminiumionen freigesetzt. Im Alkalischen geht Aluminiumhydroxid als Tetrahydroxidoaluminat-Komplex in Lösung [2].

Den vollständigen Artikel finden Sie auch in Ernährungs Umschau 05/15 von Seite M278 bis M285.