Fischöl

Fischöl ist besonders reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren. Foto: Pixabay

Auf einen Blick: Fischöl

Fischöl (fettes Öl) wird durch Trocknung und Verpressung von Fischen gewonnen. Es ist eine wertvolle Ressource, deren Nachfrage ständig steigt. Es ist besonders reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFA), insbesondere den essentiellen Omega-3-Fettsäuren Eicosapentaensäure und Docosahexaensäure  (kurz EPA und DHA). Diese Omega-3-Fettsäuren werden von bestimmten Mikroalgen gebildet und reichern sich über die Nahrungskette besonders in fettreichen, marinen Kaltwasserfischen an. Essentielle Fettsäuren sind lebensnotwendig, können aber nicht durch körpereigene Systeme hergestellt und müssen mit der Nahrung aufgenommen werden. Die meisten Fischarten sind nicht oder nur beschränkt in der Lage PUFA zu synthetisieren (herzustellen) und entsprechend wird Fischöl dem Futtermittel beigesetzt. Auch für die menschliche Ernährung sind diese Fettsäuren von großer Bedeutung (gesundheitliche Effekte).

Der Artikel enthält detaillierte Informationen zur Gewinnung und dem Einsatz von Fischöl.

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Bedeutung von Fischöl

Fischöl ist besonders reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFA), insbesondere den essentiellen Omega-3-Fettsäuren Eicosapentaensäure und Docosahexaensäure  (kurz EPA und DHA). Diese Omega-3-Fettsäuren werden von bestimmten Mikroalgen gebildet und reichern sich über die Nahrungskette besonders in fettreichen, marinen Kaltwasserfischen an. Diese benötigen die Fettsäuren u. a. zur Aufrechterhaltung einer ausreichenden Elastizität (Fluidität) der Zellmembranen bei geringen Wassertemperaturen.

Aufgrund der Bedeutung für die menschliche Ernährung (gesundheitliche Effekte s. unten), aber auch als wertvoller Bestandteil einer artgerechten Fischnahrung (besonders wichtig während der Reproduktion, Laichfischfutter) wird Fischöl schon seit Jahrzehnten in der Aquakultur (insbesondere bei karnivoren Fischarten, verstärkt auch in der Garnelenzucht) verwendet. In den letzten Jahren ist die Nachfrage von Fischöl als Nahrungsergänzungsmittel für den direkten menschlichen Verzehr stark angestiegen. Dies ist auf die zahlreichen gesundheitsfördernden Eigenschaften der Omega-3-Fettsäuren zurückzuführen (antithrombotisch, triglyceridsenkend, antiatherogen, antihypertensiv, antiarrhythmisch, antientzündlich, immunmodulatorisch und antikatabol).

Für Fische wie für Menschen sind die im Öl enthaltenen Fettsäuren DHA und EPA essentiell, d. h. sie können nicht selbst synthetisiert (hergestellt) werden, sondern müssen mit der Nahrung aufgenommen werden. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt für einen gesunden Erwachsenen eine tägliche Aufnahme von 1 – 1,5 g dieser Omega-3-Fettsäuren. Der Wert bezieht sich allerdings auf pflanzliche Fettsäuren (z. B. α-Linolensäure), die nicht so hochwertig sind wie EPA, DHA und DPA. Empfehlenswert sind mindestens 1 – 2 (Fisch-)Mahlzeiten wöchentlich, abhängig vom tatsächlichen Gehalt essentieller Fettsäuren, der artspezifisch, aber auch im Hinblick auf die Nahrung (Fischöl), variiert.

Wertschöpfungskette Fischöl

Fischöl in Zahlen: Produktion und Verbrauch

Von den ca. 171 Mio. t Gesamtproduktion von Fischen und anderen Wasserorganismen (Fischerei und Aquakultur) im Jahr 2016 dienten ca. 151 Mio. t direkt der menschlichen Ernährung (siehe auch Artikel Aquakultur in Zahlen). Der größte Teil (ca. 15 Mio. t Lebendgewicht) der übrigen 20 Mio. t wurde zu Fischmehl und Fischöl verarbeitet. Die Menge gewonnen Fischöls lag in den Jahren von 2012 bis 2016 bei ca. 1 Mio. t jährlich und ist seit geraumer Zeit relativ stabil. Dies wurde u. a. durch die Substitution des Fischölanteils im Futter durch Pflanzenöle (z. B. Soja- oder Rapsöl) und die Entwicklung und Optimierung artspezifischer Futter und des Fütterungsmanagements erreicht.

Der Großteil des Fischöls stammt aus der Fischerei (ca. 65 -75 %). Schätzungen zufolge wird derzeit ca. 25 - 30 % des Fischmehls aus Bei- oder Nebenprodukten gewonnen (Schlachtabfälle, Beifang etc.). Bei der Zusammensetzung gibt es jedoch regionale Unterschiede. In Europa sind es ca. 54 %. Es wird damit gerechnet, dass der Anteil von Nebenprodukten weiter ansteigen wird. Das Gros (ca. 75 %) des weltweit produzierten Fischöls wird in der Aquakultur verwendet.

Der Preis des Fischöls  (pro Tonne) in den Niederlanden stieg von unter 800 USD Anfang der 2000er auf über 2000 USD im Jahr 2016. Eine Tonne Sojabohnenöl kostet im Vergleich knapp über 800 USD. Bis zum Jahr 2030 wird mit einem weiteren Anstieg des Preises gerechnet.

Ursprung des Fischöls

Fischöl (wie auch Fischmehl) wird zum überwiegenden Teil (ca. 65 - 75 %; Rest: Nebenprodukte wie Schlachtabfälle) aus Fischen hergestellt, die in großen Mengen aus der Fischerei angelandet werden und meist nicht oder nur in geringem Maße für den Verzehr geeignet (im Sinne der Vermarktbarkeit) sind. Ferner zeichnen sich die Arten durch kurze Generationszeiten aus. Hauptsächlich werden für die Produktion von Fischmehl Bestände der Peruanischen (Engraulis ringens) sowie der Japanischen Sardelle (Engraulis japonicus), der Japanischen Makrele (Scomber japonicus) und der Chilenischen Bastardmakrele (Trachurus murphyi) genutzt.

Fischölproduktion

Besonders Peru und Chile gehören aufgrund der großen Fischbestände (Peruanische Sardelle, Chilenische Bastardmakrele) in küstennahen Gebieten zu den weltweit führenden Produzenten von Fischmehl und Fischöl.

Peruanische Sardelle (Engraulis ringens)

Die Peruanische Sardelle oder auch Anchovis (Anchovetta) gehört zu den Heringsfischen mit einem charakteristischen, langestreckten Körper. Sie wird max. 20 cm lang und ist in großen Schwärmen vor der gesamten peruanischen und dem nördlichen Teil der chilenischen Küste beheimatet. Sie profitiert von dem mit dem Humboldt-Strom aufsteigenden nährstoffreichen Wasser, das zu einem außerordentlich großen Planktonvorkommen führt. Dieses Plankton, vornehmlich Kieselalgen (98 %), dient als Nahrungsgrundlage für mehrere Millionen Individuen umfassende Schwärme.

Sardinenschwarm

Tatsächlich ist die Peruanische Sardelle der fischereilich am stärksten genutzte Fisch der Welt. Jährlich werden ca. 3,1 – 8,3 Mio. t gefangen (2007-2017, FAO FIGIS). In besonders produktiven Jahren wurden sogar mehr als 12 Mio. t (FAO, 1994) angelandet. In ausgeprägten El-Niño-Jahren sinken durch den Anstieg der Wassertemperatur (auf bis zu 29 °C, normal 14 – 23 °C) die Fangraten massiv. Da besonders in solchen Jahren die Bestände der Sardellen schnell überfischt werden können, hat der peruanische Staat ein umfangreiches Überwachungsprogramm zur nachhaltigen Nutzung etabliert. Dieses reguliert u. a. die Fanglizenzen, Fangzeiten und die zugelassenen Höchstfang- und Beifangmengen. Dabei spielt die satellitengestützte Überwachung der Fischerboote, die Erfassung der täglichen Fangmengen sowie die Identifizierung der Artenzusammensetzung mit der jeweiligen Fischgröße eine entscheidende Rolle (die Durchschnittsgröße der Sardellen wird bspw. verwendet, um den Anteil der Jungfische zu berechnen). Diese Daten werden täglich aktualisiert. Die hohen Fangzahlen haben die peruanische Regierung auch dazu bewogen, die Verwertung der Peruanischen Sardelle als Lebensmittel gezielt zu fördern, allerdings mit mäßigem Erfolg. Wurden 2010 noch 120 t Sardellen von der Lebensmittelindustrie verarbeitet, waren es 2011 nur noch 100 t.

Sardinentrawler

Ähnlich wie die Peruanische, so hat auch die Japanische Sardelle einen langgestreckten, stromlinienförmigen Körper. Auch sie bildet große Schwärme, ist aber mit max. 16 cm etwas kleiner. Die Japanische Sardelle ist vorrangig weitab der Küsten im offenen Meer (nordwestlicher und zentraler Pazifik) anzutreffen. Sie ernährt sich hauptsächlich von kleinen Krebstieren, Kieselalgen sowie von Fischlarven und -eiern. Die Bestände dieser Sardellenart erreichen bei weitem nicht die Größenordnung der peruanischen Verwandten, die jährlichen Fangmengen liegen zwischen 1 und 1,4 Mio. t (2007-2017, FAO FIGIS), wobei China den größten Anteil an den Fangmengen anlandet.

Japanische Makrele (Scomber japonicus)

Die Japanische Makrele ist sehr weit verbreitet und fast im gesamten indopazifischen Raum anzutreffen. Sie zählt zur Familie der Makrelen und Thunfische (Scombridae) und besitzt auch die für diese schnellen Schwimmer charakteristische Torpedoform. Nicht selten bildet sie mit anderen Vertretern der Familie größere Schwärme, z. B. mit der Pazifischen Stachelmakrele (Trachurus symmetricus) oder der Pazifischen Sardine (Sardinops sagax). Die Fangmengen liegen jährlich zwischen ca. 1,2 und 1,6 Mio. t (2007-2017, FAO FIGIS).

Nicht zuletzt durch die erhöhte Nachfrage nach Fischen mit hohem Anteil an Omega-3-Fettsäuren (bei der Japanischen Makrele bis 45 % des Gesamtfettgehalts) werden in den letzten Jahren immer größere Mengen in der Lebensmittelproduktion verarbeitet (in Chile 1995 70 t, 2005 über 200 t). Für die Fischmehlproduktion werden deshalb zunehmend kleinere Arten wie Peruanische oder Japanische Sardelle herangezogen.

Chilenische Bastardmakrele (Trachurus murphyi)

Die Chilenische Bastardmakrele gehört, wie der Name vermuten lässt, nicht zu den Makrelenartigen. Sie wird im Normalfall selten größer als 50 cm, wobei auch 70 cm lange Tiere angelandet werden. Die pelagische Bastardmakrele bildet Schwärme und ist in den Küstenbereichen Perus, Chiles, Neuseelands und Australiens sowie in dem dazwischenliegenden Bereich des Pazifiks zu finden. Ihr Nahrungsspektrum umfasst sowohl Krebstiere als auch kleinere Fische und Kalmare. Wurden in den 1990er-Jahren noch durchschnittlich mehr als 4 Mio. t pro Jahr angelandet, so waren es 2007 nur noch knapp 2 Mio. t und 2017 nur 544.803 t (FAO FIGIS). Obwohl die Bastardmakrele aufgrund ihres hohen Histidingehalts in der Fischfutterindustrie besonders begehrt ist, wird sie nur noch selten zu Fischmehl verarbeitet (Histidin ist eine Aminosäure, die dem Fischfutter häufig zugesetzt werden muss; Triploide Lachse benötigen z. B. besonders histidinreiches Futter, da sie sonst verstärkt Linsentrübungen ausbilden). Das ist die Folge einer verstärkten Nutzung als Speisefisch, da hier deutlich höhere Preise erzielt werden (die Nutzung als Lebensmittel konkurriert fast nie mit der Fischmehlproduktion, da das Preisniveau sehr unterschiedlich ausfällt). Ebenso wie bei der Japanischen Makrele wird der Großteil der gefangenen Tiere als Frost- und Konservenware vermarktet.

Neben den aufgeführten Arten werden besonders regional und lokal weitere Arten für die Produktion von Fischmehl und Fischöl verwendet, darunter u. a. der Hering (Clupea harengus), die Pazifische Sardine (Sardinops sagax), verschiedene Sandaale (Ammodytidae) oder die Lodde (Mallotus villosus).

In den letzten Jahren wurden verstärkt auch fischereiliche Schlachtabfälle wie Haut, Innereien und das mineralienreiche (insbesondere phosphatreiche) Skelett verwertet. Diese nachhaltige Weiterverarbeitung wird häufig bei biozertifizierten Futtermitteln angewendet. Mittlerweile können weltweit ca. 25 - 35 % der jährlichen Produktionsmenge durch Nebenprodukte gedeckt werden (in Europa sogar über 50 %). Insbesondere in der norwegischen Lachsproduktion werden alle Teile des Fisches verwertet. Mögliche Nebenwirkung der Verwendung von Nebenprodukten ist allerdings eine Verringerung der Qualität des Fischmehls (geringerer Protein- und Aminosäuregehalt, höherer Ascheanteil).
 

Produktionsverfahren

Fischöl wird immer nach dem gleichen Prinzip hergestellt, ungeachtet ob ganze Fische oder Teilstücke verwendet werden. Der gesamte Prozess verläuft in Teilschritten:

1. Thermische Behandlung
Der erste Schritt bestimmt maßgeblich die Qualität und den Fettgehalt des späteren Produkts. Zunächst werden die Tiere bzw. die tierischen Bestandteile auf eine Temperatur von 85 bis 95 °C erhitzt. Dadurch denaturieren die Proteine und die in den Zellen befindlichen Fettspeicher werden schonend aufgeschlossen. Durch die hohen Temperaturen werden evtl. vorhandene Mikroorganismen abgetötet und das Produkt keimfrei gemacht.

2. Verpressung oder Zentrifugation
Nach der thermischen Behandlung wird das gekochte Rohmaterial entweder einer Schneckenpresse oder einer Zentrifuge zugeführt, die Feststoffe und Flüssigkeiten trennt. Die anfallende Flüssigkeit besteht aus einer öligen (Fischöl) und einer wässrigen Phase, dem sogenannten „stickwater" (klebrigem Wasser). Die Trennung dieser beiden Phasen und kleinster verbliebener Feststoffe erfolgt in Separatoren (Zentrifugen verschiedener Bauart). Zunächst wird die Flüssigkeit auf 90 – 95 °C erhitzt und durch einen Dekanter geleitet, welcher die verbliebenen Feststoffe entfernt. In einer nachgeschalteten Scheibenzentrifuge werden dann die ölige und die wässrige Phase der aufgereinigten Emulsion getrennt.

3. Aufreinigung/Polishing
Das gewonnene Öl wird anschließend noch von feinsten verbliebenen Verunreinigungen befreit, da nur so die Qualität bei der Lagerung gewährleistet werden kann. Hierzu wird das Öl erneut auf 95 °C erhitzt und mit heißem Wasser versetzt. Dieses denaturiert und bindet die im Öl verbliebenen Verunreinigungen. Die Trennung erfolgt wiederum durch Zentrifugation in entsprechenden Separatoren.

Die Qualität des produzierten Fischöls ist von verschiedenen Faktoren abhängig:

1. Wassertemperatur während des Fangs
Je höher die Wassertemperatur während des Fangs ist, desto schneller beginnt nach dem Tod der enzymatische (Proteasen und Lipasen) und mikrobielle Abbau. Beim Abbau der Proteine bzw. der einzelnen Aminosäuren entstehen Amine und Ammoniak, welche direkt die Qualität (biologische Wertigkeit) des späteren Produkts reduzieren. Daher wird der Gehalt dieser Substanzen gemessen (als flüchtiger Stickstoff, freie basische Stickstoffverbindungen -TVB-N) und als Frischeparameter herangezogen. Werte unter 40 mg TVB-N pro 100 g gelten als hervorragend und stehen für besonders schnell verarbeitete, frische Ware.

Fettgehalt

Neben der produktionsbedingten Degradation der Proteine führen autolytische, durch körpereigene Enzyme ausgelöste Abbauprozesse zu einer Qualitätseinbuße, z. B. zum Verlust wichtiger Inhaltsstoffe (essentieller Fettsäuren, Aminosäuren, Vitamine, teilweise auch Mineralien wie Jod).

2. Verwendete Fischart bzw. -arten und Zeitpunkt des Fangs
Der Protein-, Fett- und Mineralstoffgehalt variiert nicht nur zwischen den einzelnen Fischarten, sondern saisonabhängig (d. h., Fischöl variiert deutlich im Hinblick auf die Zusammensetzung und die Qualitätsstufe).

3. Fangmethode
Je länger der Zeitraum zwischen Fang und Schlachten ist, desto mehr Stress erfährt das Tier. Dies wirkt sich wiederum negativ auf die Fleischqualität aus. So führt eine Anhäufung von Laktat zu einer Absenkung des pH-Wertes im Fleisch, was u. a. das sogenannte gaping und die Dauer und Intensität des rigor mortis (Totenstarre) verstärkt. Die Konnektivität innerhalb der Gewebe lässt nach und Körperflüssigkeiten können verstärkt austreten (Verlust wertvoller Nährstoffe wie Lipide und Blut). Daher wird Laktat ebenso wie der pH-Wert als Indikator für die Beurteilung der Fleischqualität herangezogen.

4. Lagertemperatur der Rohware und Dauer bis zur Verarbeitung
Höhere Temperaturen und Lagerdauer können durch Abbau- und Oxidationsprozesse ebenfalls zu einer verringerten Produktqualität führen (siehe dazu auch Punkt 1). Oxidative Prozesse führen zum Ranzigwerden (Oxidation der Lipide; siehe hierzu auch den Artikel Ethoxyquin)). Besonders wertvolle ungesättigte Fettsäuren oxidieren schnell. Malondialdehyd als Endprodukt der Lipidoxidation gilt als Frischeindikator.
 

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