Omega-3-Fettsäuren in Nahrungsergänzungsmitteln – TOTOX-, PV- und AV-Werte sowie wie die Kapselhülle DHA und EPA vor Oxidation schützt

Omega-3-Fettsäuren gehören zu den am schnellsten abbauenden Bestandteilen von Nahrungsergänzungsmitteln. Die Oxidation von Docosahexaensäure (DHA) und Eicosapentaensäure (EPA) führt zur Bildung von Hydroperoxiden und anschließend von Aldehyden, Ketonen und anderen Abbauprodukten, die Geschmack, Geruch und Qualität des fertigen Produkts verändern. Dies ist ein Prozess, der unabhängig davon abläuft, ob der Hersteller ihn misst oder nicht.

Das Problem besteht darin, dass die auf dem Etikett deklarierte Masse an Omega-3 formal korrekt sein kann, während die oxidative Qualität des Öls unberücksichtigt bleibt. Die Anzahl der Milligramm DHA und EPA sagt nichts darüber aus, in welchem Ausmaß das Öl bereits oxidiert ist, bevor es den Verbraucher erreicht. Oxidative Abbauprodukte mindern jedoch nicht nur die sensorischen Eigenschaften, sondern verringern auch den tatsächlichen Gehalt an intakten Fettsäuren.

Drei Kennzahlen ermöglichen es, den oxidativen Zustand des in einer Kapsel eingeschlossenen Öls objektiv zu beschreiben: die Peroxidzahl (PV), die Anisidinzahl (AV) sowie der TOTOX-Wert, der die beiden vorherigen Parameter kombiniert. Im Folgenden erläutern wir, was jeder dieser Parameter genau misst, wie Lagerbedingungen die Oxidation beschleunigen und warum die Wahl des Materials der Kapselhülle ein reales Instrument zum Schutz der oxidativen Stabilität ist.

DHA und EPA – warum mehrfach ungesättigte Fettsäuren schnell oxidieren

Mehrfach ungesättigte Fettsäuren (PUFA, polyunsaturated fatty acids) enthalten mehrere Doppelbindungen, die jeweils durch eine einzelne Methylengruppe voneinander getrennt sind. Das Wasserstoffatom in dieser Gruppe, in der sogenannten bis-allylischen Position, ist besonders schwach gebunden und anfällig für die Abspaltung durch freie Radikale. Je mehr solcher Positionen in einem Molekül vorhanden sind, desto leichter beginnt die Oxidationsreaktion (Mori, 2004).

Die Autoxidation von Lipiden verläuft in drei Phasen, die in der Fachliteratur gut beschrieben sind (Kuennemann, 2025):

• Initiation – Wärme, UV-Licht oder Metallionen (Fe2+, Cu2+) spalten ein Wasserstoffatom aus der bis-allylischen Position ab, wodurch ein Lipidradikal entsteht;
• Propagation – das Lipidradikal reagiert mit molekularem Sauerstoff (O2) und bildet ein Lipidhydroperoxid (LOOH), also ein primäres Oxidationsprodukt, das die weitere Kettenreaktion antreibt;
• Termination – Radikale reagieren miteinander und bilden sekundäre Oxidationsprodukte: Aldehyde, Ketone und Alkohole. Gerade Aldehyde, gemessen als Anisidinzahl (AV), sind typische Terminationsprodukte.

Aus diesem Mechanismus ergibt sich der zentrale Unterschied zwischen den beiden wichtigsten Omega-3-Fettsäuren. DHA (22:6n-3) besitzt sechs Doppelbindungen, EPA (20:5n-3) fünf. Eine höhere Anzahl an Doppelbindungen bedeutet mehr bis-allylische Positionen, die für die Initiation anfällig sind; daher oxidiert DHA schneller als EPA (Mori, 2004; Kuennemann, 2025). Ungesättigte Fettsäuren aus Fisch oxidieren dabei deutlich schneller als gesättigte oder einfach ungesättigte Fettsäuren, und die Geschwindigkeit dieses Prozesses in vitro hängt von der Verfügbarkeit von Sauerstoff, der Temperatur sowie dem Vorhandensein von Prooxidantien wie Eisenionen ab (Mori, 2004).

Drei Oxidationskennzahlen: PV, AV und TOTOX – was jede davon misst

Der oxidative Zustand von Fischöl wird anhand von drei komplementären Kennzahlen bewertet. Keine von ihnen liefert für sich allein ein vollständiges Bild; erst ihre gemeinsame Interpretation ermöglicht eine zuverlässige Beurteilung der Ölqualität (Kolanowski, 2010; Kuennemann, 2025).

PV – Peroxidzahl (Peroxide Value)

PV misst die Konzentration primärer Oxidationsprodukte, also von Lipidhydroperoxiden (LOOH), und wird in meq O2/kg Öl angegeben. Ein niedriger PV-Wert weist auf die Frische des Öls oder auf das Fehlen primärer Oxidation hin. Diese Kennzahl hat jedoch eine wesentliche Einschränkung: PV steigt zunächst an und kann anschließend wieder sinken, weil Peroxide zu sekundären Produkten zerfallen. Infolgedessen kann ein Öl immer stärker oxidiert sein, während der gemessene PV-Wert abnimmt. Aus diesem Grund reicht PV allein zur Qualitätsbewertung nicht aus.

AV – Anisidinzahl (Anisidine Value)

AV misst die Konzentration sekundärer Oxidationsprodukte, vor allem von Aldehyden, insbesondere von 2-Alkenalen. Im Gegensatz zu PV steigt die Anisidinzahl mit fortschreitender Oxidation monoton an und sinkt nicht. Dadurch spiegelt AV die gesamte oxidative Vorgeschichte des Öls besser wider als PV, das lediglich den momentanen Zustand beschreibt.

TOTOX – Gesamtwert der Oxidation (Total Oxidation Value)

TOTOX wird nach der Formel TOTOX = 2 x PV + AV berechnet. Diese Kennzahl verbindet die beiden vorherigen Parameter und berücksichtigt sowohl den aktuellen Oxidationszustand (PV) als auch dessen Verlauf (AV). Gerade TOTOX wird von der Organisation GOED (Global Organization for EPA and DHA Omega-3) als führender Maßstab für die oxidative Qualität von Fischöl empfohlen, weil er das umfassendste Bild vom Fortschritt des Oxidationsprozesses liefert (Kuennemann, 2025).

Die von GOED für fertiges Öl empfohlenen Grenzwerte betragen: PV nicht mehr als 5 meq O2/kg, AV nicht mehr als 20 und TOTOX nicht mehr als 26 (GOED, 2021). Dies sind derzeit die einzigen allgemein verwendeten Branchen-Grenzwerte für die oxidative Qualität von Omega-3 (Kuennemann, 2025).

Gut zu wissen: Was die GOED-Grenzwerte in der Praxis bedeuten

Die GOED-Grenzwerte (PV nicht mehr als 5, AV nicht mehr als 20, TOTOX nicht mehr als 26) sind Mindeststandards der Branche und keine gesetzliche Norm. Sie sind in der EU aufgrund keiner Verordnung zu Nahrungsergänzungsmitteln verpflichtend – der Hersteller erklärt die Übereinstimmung mit GOED freiwillig. Eine Überschreitung dieser Werte ist jedoch ein deutliches Warnsignal: Stark oxidiertes Öl verändert seinen Geruch in Richtung ranzig, verliert geschmackliche Eigenschaften und verändert potenziell seine Zusammensetzung, da an die Stelle von DHA und EPA deren Abbauprodukte treten. Die Studie von Mason und Sherratt (2020) zeigte eine erhebliche Variabilität des EPA- und DHA-Gehalts zwischen verschiedenen Produktionschargen eines weit verbreiteten Fischöl-Nahrungsergänzungsmittels, was mit fehlender oxidativer Kontrolle in der Produktionslinie oder ungeeigneter Verpackung zusammenhängen kann. Die Schlussfolgerung ist eindeutig: Die oxidative Qualität sollte über die gesamte Haltbarkeitsdauer hinweg überwacht werden, nicht ausschließlich bei der Produktion.

Wie der Oxidationsverlauf von den Lagerbedingungen abhängt

Die Oxidationsgeschwindigkeit von Omega-3-Öl ist keine konstante Eigenschaft des Rohstoffs. Entscheidend ist eine Reihe von Umweltfaktoren, die während Produktion, Verpackung und Lagerung auf das Öl einwirken. Ihre Kontrolle wirkt sich unmittelbar auf das Messergebnis von TOTOX nach 12 und 24 Monaten aus (Kuennemann, 2025; Mori, 2004).

• Sauerstoff (O2) – der wichtigste Reaktant des Oxidationsprozesses; jede Unterbrechung der Sauerstoffbarriere der Verpackung beschleunigt die Oxidation;
• Temperatur – ein Temperaturanstieg beschleunigt die Geschwindigkeit oxidativer Reaktionen erheblich, weshalb die Lagerung bei Wärme die Haltbarkeit des Öls drastisch verkürzt;
• Licht (UV) – initiiert Photooxidation, insbesondere in Anwesenheit von Photosensibilisatoren; Kapseln in transparenten Flaschen sind dem besonders ausgesetzt;
• Metallionen (Fe, Cu) – Prooxidantien, die die Initiationsphase katalysieren; ihre Quelle kann der Rohstoff, die Prozessumgebung oder Verpackungsmaterialien sein (Mori, 2004);
• Feuchtigkeit – aktiviert prooxidative Reaktionen indirekt; Kapselhüllen mit höherem Feuchtigkeitsgehalt erhöhen das Risiko der Oxidation des darin eingeschlossenen Öls.

Der letzte dieser Faktoren verknüpft die oxidative Stabilität direkt mit der Wahl des Kapselmaterials. Kolanowski (2010) zeigte, dass Fischöl-Nahrungsergänzungsmittel in HPMC-Kapseln nach 12 Monaten Lagerung einen niedrigeren TOTOX-Wert aufwiesen als dieselben Öle in Gelatinekapseln. Der Forscher führte diesen Effekt auf die geringere Feuchtigkeit der HPMC-Hülle zurück, die 4,5-6,5% beträgt, während Gelatine 13-16% Wasser enthält (Yang et al., 2020). Die Kapselhülle bildet zusammen mit der Außenverpackung somit eine Barriere, die ein kritischer Parameter für den TOTOX-Wert über einen längeren Zeitraum ist (Kuennemann, 2025).

Gut zu wissen: Vergleich von Kapselhüllen bei Omega-3-Nahrungsergänzungsmitteln

Parameter	Gelatine	HPMC	Pullulan
Feuchtigkeitsgehalt	13-16%	4,5-6,5%	ähnlich wie HPMC
Sauerstoffbarriere	niedrig	mäßig	hoch (Herstellerangaben)
Oxidationsrisiko bei Omega-3	höher	niedriger	am niedrigsten (Herstellerangaben)
Cross-Linking	Risiko	nicht vorhanden	nicht vorhanden
Kosten	niedrig	mittel	höher (3-5x teurer als HPMC)

Wichtiger Hinweis: Barriereparameter, einschließlich der Sauerstoffdurchlässigkeit (OTR), die für Pullulan von kommerziellen Anbietern angegeben werden, sind Herstellerangaben, die in unabhängigen wissenschaftlichen Arbeiten für konkrete Bedingungen (Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Wandstärke) nicht verifiziert wurden. Für Formulierungen, die im Hinblick auf OTR kritisch sind, wird empfohlen, eigene Tests der oxidativen Stabilität durchzuführen, anstatt sich ausschließlich auf die Erklärungen des Lieferanten zu stützen.

Praktische Methoden zum Schutz von DHA und EPA vor Oxidation in Nahrungsergänzungsmitteln

Der Schutz von Omega-3-Öl vor Oxidation beschränkt sich nicht auf eine einzelne Maßnahme, sondern auf eine stimmige Kombination mehrerer Methoden, die auf verschiedene Faktoren des zuvor beschriebenen Autoxidationsmechanismus einwirken. Zu den am häufigsten eingesetzten Lösungen gehören (Kuennemann, 2025):

• Stickstoff im Kopfraum (nitrogen headspace flushing) – Verdrängung von Sauerstoff aus dem Inneren der Kapsel oder Flasche vor dem Verschließen; eine wirksame Methode zur Verringerung der anfänglichen Menge an O2, die für die Reaktion verfügbar ist;
• Antioxidantien – natürliche Tocopherole (eine Mischung aus Alpha- und Gamma-Tocopherol, also Vitamin E) wirken als Fänger freier Radikale und werden direkt dem Öl zugesetzt; außerdem werden Rosmarinextrakt sowie Derivate der Ascorbinsäure verwendet;
• Verpackung – eine dunkle Flasche (Amber oder HDPE mit Farbstoff) blockiert den Lichteintritt; Aluminiumblister stellen eine zusätzliche Barriere für einzelne Kapseln dar; wichtig ist auch die Minimierung des Luftraums (Headspace);
• Temperatur – die Lagerung bei kühlen Temperaturen (4 Grad C oder nicht mehr als 15 Grad C) verlangsamt die Oxidation drastisch; hilfreich ist die Kennzeichnung „kühl und dunkel lagern“.

Diese Methoden wirken am besten in Kombination. Stickstoff begrenzt die Sauerstoffmenge zu Beginn, Antioxidantien unterbrechen die Kettenpropagation, eine dunkle Verpackung eliminiert die Photooxidation, und eine niedrige Temperatur verlangsamt die gesamte Kinetik. Die zuvor besprochene Wahl des Materials der Kapselhülle ist eine weitere Schicht derselben Strategie: Je weniger Feuchtigkeit die Hülle einbringt und je besser ihre Sauerstoffbarriere ist, desto langsamer steigt TOTOX während der Lagerung an.

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Die Wahl des Materials der Kapselhülle (Gelatine, HPMC oder Pullulan), des antioxidativen Schutzsystems sowie der Zielverpackung sollte in der Phase der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten geplant werden, bevor die Stabilitätsprüfung beginnt. Diese Entscheidungen beeinflussen sich gegenseitig und bestimmen gemeinsam die Werte von PV, AV und TOTOX am Ende der Haltbarkeitsdauer. Eubioco unterstützt als Lohnhersteller von Nahrungsergänzungsmitteln, der nach GMP-Standards sowie ISO 22000:2018 arbeitet, Kunden bei der Entwicklung oxidationssensibler Formulierungen. Kontaktieren Sie uns, um Ihr Projekt zu besprechen: sprzedaz@eubioco.eu

Literaturverzeichnis

1. Kolanowski, W. (2010). Omega-3 LC PUFA Contents and Oxidative Stability of Encapsulated Fish Oil Dietary Supplements. International Journal of Food Properties, 13(3), S. 498-511. DOI: 10.1080/10942910802652222. [online] Verfügbar unter: https://doi.org/10.1080/10942910802652222 [Online-Zugriff: 20.05.2026]
2. Mason, P., Sherratt, S. (2020). Variability in Content of Omega-3 Fatty Acids and other Fatty Acids in Multiple Lots of a Widely Used Fish Oil Dietary Supplement. Journal of Clinical Lipidology, 14(4), S. 575. DOI: 10.1016/j.jacl.2020.05.053. [online] Verfügbar unter: https://doi.org/10.1016/j.jacl.2020.05.053 [Online-Zugriff: 20.05.2026]
3. Kuennemann, E. (2025). Quality Assurance of Omega-3 Fatty Acids in Fish Oil Capsules. American Journal of Biomedical Science & Research, 26, S. 471-482. DOI: 10.34297/ajbsr.2025.26.003457. [online] Verfügbar unter: https://doi.org/10.34297/ajbsr.2025.26.003457 [Online-Zugriff: 20.05.2026]
4. Mori, T. (2004). Effect of fish and fish oil-derived omega-3 fatty acids on lipid oxidation. Redox Report, 9, S. 193-197. DOI: 10.1179/135100004225005200. [online] Verfügbar unter: https://doi.org/10.1179/135100004225005200 [Online-Zugriff: 20.05.2026]
5. Yang, N., Chen, H., Jin, Z., Hou, J., Zhang, Y., Han, H., Shen, Y., Guo, S. (2020). Moisture sorption and desorption properties of gelatin, HPMC and pullulan hard capsules. International Journal of Biological Macromolecules, 159, S. 659-666. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.05.110. [online] Verfügbar unter: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.05.110 [Online-Zugriff: 20.05.2026]
6. GOED (Global Organization for EPA and DHA Omega-3). (2021). GOED Oxidation Guidelines. GOED, Salt Lake City, USA. [online] Verfügbar unter: https://goedomega3.com/goed-monograph [Online-Zugriff: 20.05.2026]