Das Geheimnis der Nährwerttabelle – Teil 4: Laborbericht – Die Kohlenhydrate

Kohlenhydrate Zucker Ballaststoffe was ist der Unterschied

Verwertbare Kohlenhydrate, Zucker, Ballaststoffe, Zuckeralkohole, Stärke…. was, wie, wo? Wo liegen die Unterschiede und wie kann man sie in der Nährwerttabelle erkennen?

In den letzten 3 Teilen dieser Beitragsreihe (Teil 1Teil 2 und Teil 3) haben wir schon einiges über den Aufbau und Sinn einer Nährwerttabelle sowie manche der dazu gehörigen Analyseverfahren gelernt. Zur Gewinnung der Daten für eine Nährwerttabelle muss ein Lebensmittel zuerst vollständig in seine Einzelbestandteile zerlegt werden, so dass die Menge jedes Makronährstoffs separat bestimmt werden kann. Wir haben gelernt, wie der Fettgehalt bestimmt wird, wie anhand der Gesamtmenge an Makronährstoffen der Energieinhalt („die Kalorien“) als physiologischer Brennwert berechnet wird und dass diese Werte deutlich genauer und aussagekräftiger sind als öfters behauptet wird.

Heute geht es um den Makronährstoff, bei dem hinsichtlich der Zahlen in der Nährwerttabelle die größte Verwirrung herrscht. Da wird mit Begriffen jongliert wie „verwertbare Kohlenhydrate“ (englisch „net carbs“), Zuckeralkohole, Zucker, Polyole –  und was ist überhaupt mit den Ballaststoffen?

Was sind Kohlenhydrate?

Zunächst einmal müssen wir den Begriff „Kohlenhydrate“ etwas genauer definieren. Als „Kohlenhydrate“ bezeichnet man allgemein sogenannte Saccharide. Dabei ist es unwichtig, ob es sich bei den Sacchariden um Monosaccharide (z.B. Glukose), Disaccharide (z.B. Saccharose (Haushaltzucker), Lactose) oder um Polysaccharide (z.B. Stärke, Ballaststoffe) handelt – alle haben mindestens einen Saccharid-Baustein (Abbildung 1) und zählen zu den Kohlenhydraten.

Kohlenhydrate Zucker Ballaststoffe was ist der Unterschied
Abbildung 1: Kohlenhydrate – Zucker – Ballaststoffe: was ist der Unterschied?

Es bestehen jedoch gravierende Unterschiede zwischen diesen verschiedenen Sacchariden: z.B. werden Ballaststoffe und Stärke im Körper sehr unterschiedlich verstoffwechselt. Doch warum ist das so?

Ballaststoffe und Stärke sind beides Polysaccharide, d.h. sie bestehen aus jeder Menge (meistens tausende!) einzelner Saccharid-Einheiten, die über eine chemische Bindung miteinander verknüpft sind. Der große Unterschied besteht in der Art dieser chemischen Bindung: bei der Stärke liegt eine andere Art der Bindung vor als bei Ballaststoffen – und nur den Bindungstyp bei der Stärke können wir Menschen aufspalten. Um Polysaccharide verdaulich zu machen, müssen nämlich die langen Ketten in ihre Einzelbausteine, die Monosaccharide, aufgespalten werden. Das macht unser Verdauungsapparat mit Hilfe von Enzymen. Die Wirkung von Enzymen können wir direkt spüren, wenn wir ein stärkereiches Nahrungsmittel wie z.B. Reis mal längere Zeit zerkauen und merken, wie es auf einmal süßer wird. Das im Speichel enthaltene Enzym Amylase hat die Stärke in Glukose zersetzt – und die schmeckt süß!

Die Bindung, die in Ballaststoffen ihre Bausteine zusammenhält, können wir hingegen nicht oder nur sehr schwer aufspalten. Beispielsweise sind wir nicht in der Lage, die Zellulose aus Gräsern (welche ebenfalls aus Glukose-Einheiten bestehen!) zu verdauen – ganz im Gegensatz zu Kühen, die als Wiederkäuer auch noch den letzten Rest Energie aus einem Grashalm gewinnen können, während wir es unverdaut wieder ausscheiden würden.

Dieses Thema hatten wir in Teil 1 dieser Beitragsreihe bereits angeschnitten. Aufgrund der unterschiedlichen Verwertbarkeit von Kohlenhydraten ist man bei Nährwertinformationen dazu übergegangen, die verwertbaren Kohlenhydrate und die nicht-verwertbaren Kohlenhydrate (Ballaststoffe) getrennt voneinander zu betrachten. In Europa stehen deswegen die Ballaststoffe als separate Position in der Nährwerttabelle. Die verwertbaren Kohlenhydrate werden weiter aufgeschlüsselt nach Zuckern und evtl. Polyolen (dazu später mehr).

Anders ist das in den USA: hier werden die Gesamtkohlenhydrate aufgeführt und nach Ballaststoffen, Zuckern und Polyolen aufgeschlüsselt.

Beide Aufstellungen haben durchaus ihre Berechtigung, denn die Informationen, die man daraus gewinnen kann, sind letztlich identisch. Man muss sich jedoch der Unterschiede bewusst sein, sonst wundert man sich bei der nächste USA Reise darüber, dass der Brokkoli auf einmal viel mehr Kohlenhydrate hat als in Deutschland….

In einem kleinen Rechenbeispiel sieht man direkt die Unterschiede (Tabelle 1). Nehmen wir ein Lebensmittel, das insgesamt 50 g Kohlenhydrate hat. Davon sind 30 g Ballaststoffe, bleiben also 20 g verwertbare Kohlenhydrate. Von den verwertbaren Kohlenhydraten sind 15 g verwertbare Zucker (Glukose, Fruktose, Saccharose, Lactose…) und die restlichen 5 g sind Stärke. Die 5 g Stärke tauchen in der Tabelle gar nicht auf – sie sind aber da, nur in den Zahlen versteckt.

Beide Kennzeichnungen haben allerdings auch ihre Schwächen, vor allem, wenn nicht alle Werte aufgeführt werden.

So gibt es in Europa immer noch Lebensmitteltabellen, in denen der Ballaststoffgehalt nicht aufgeführt ist. Dabei ist dann unklar, ob der Wert für die Kohlenhydrate nur die verwertbaren Kohlenhydrate wiedergibt und der Ballaststoffgehalt schlichtweg „unterschlagen“ wird oder ob es sich dabei um den Gesamtkohlenhydratgehalt handelt. Bei der Kennzeichnung in den USA ist die Bezeichnung „net carbs“ nicht immer vorhanden, hier muss man sich den Wert für die verwertbaren Kohlenhydrate selbst errechnen: Die Gesamtmenge der Kohlenhydrate (in dem Fall 50 g) minus Ballaststoffe (30 g) = 20 g verwertbare Kohlenhydrate. In keiner der Kennzeichnungen gibt es eine Spalte für die Stärke, will man diesen Wert wissen, muss man sowieso selber rechnen: verwertbare Kohlenhydrate (20 g) minus Zucker (15 g) = 5 g Stärke. Allerdings ist dieser Wert vor dem Hintergrund einer kohlenhydratarmen Ernährung nicht besonders wichtig, da ALLE verwertbaren Kohlenhydrate zu Glukose umgebaut werden.

Tabelle 1: Unterschiedliche Aufschlüsselung des Kohlenhydratgehalts in Europa und den USA

Kennzeichnung in EuropaKennzeichnung in den USA
BezeichnungMengeBezeichnungMenge
Kohlenhydrate20 gKohlenhydrate50 g
–          Davon Zucker15 g–          Davon Zucker15 g
Ballaststoffe30 g–          Davon Ballaststoffe30 g
–          Verwertbare Kohlenhydrate („net carbs“)20 g

 

Sind Ballaststoffe wirklich nicht verwertbar?

Lange Zeit nahm man an, dass Ballaststoffe gar nicht verstoffwechselt werden und lediglich „Ballast“ für den Körper sind. Diese Annahme ist jedoch längst überholt.

Zunächst einmal muss man unterscheiden zwischen löslichen und unlöslichen Ballaststoffen.

Zu den löslichen Ballaststoffen zählen z.B. Fruktane wie Inulin, Polyuronide wie Pectin, Alginate, Agar und Carragen, Raffinose (in Hülsenfrüchten) und Polydextrosen.

Zu den unlöslichen Ballaststoffen zählen z.B. Cellulosen (Nahrungsfasern aus Gemüse, Getreide, Obst und Nüsse), Lignin, Xanthan und resistente Stärken, wobei einige Cellulosen teilweise auch wasserlöslich sind.

Unlösliche Ballaststoffe werden nur minimal verstoffwechselt, während lösliche Ballaststoffe im Dickdarm in nicht unerheblichen Mengen fermentiert werden und somit ebenfalls in Energie umgewandelt werden können. Allerdings werden Ballaststoffe nicht etwa zu Zuckerbausteinen abgebaut (die man dann in der Kohlenhydratbilanz berücksichtigen müsste), sondern zu kurzkettigen Fettsäuren. Als physiologischen Brennwert der Ballaststoffe werden daher 2 kcal / gramm als Mittelwert von verschiedenen Ballaststoffarten angenommen. Theoretisch müsste man also die Ballaststoffe nicht zur Kohlenhydratbilanz, sondern zur Fettbilanz hinzurechnen – allerdings nur teilweise, da aus einem Gramm Ballaststoffe nicht 1 Gramm Fettsäuren entstehen, sondern deutlich weniger – bei der Fermentation entstehen nämlich darüber hinaus noch Gase und weitere Abbauprodukte, die wir gar nicht verwerten können.

Unabhängig von der Fermentation im Dickdarm und der energetischen Verwertung im Körper sorgen Ballaststoffe für ein erhöhtes Volumen des Nahrungsbreis im Darm, für eine Verzögerte Insulinausschüttung nach einer Mahlzeit und ein erhöhtes Sättigungsgefühl, so dass man insgesamt von einem positiven Effekt auf die Gesundheit ausgeht. [1]

In aktuellen Nährwertberechnungen wird der Energiegehalt von Ballaststoffen berücksichtigt und ist im Gesamtbrennwert des Lebensmittels enthalten. [3]

Zusammenfassend: auch wenn Ballaststoffe teilweise in Energie umgewandelt werden können, sind sie dennoch nicht zu den verwertbaren Kohlenhydraten zu zählen.

Problemfall Polyole (Zuckeralkohole):

Falls in einem Lebensmittel Zuckeralkohole wie Maltit, Sorbit, Xylit, Isomalt oder Erythrit eingesetzt werden, muss ein weiterer Unterpunkt bei den Kohlenhydraten aufgeführt werden, der meist als „Polyole“ oder „mehrwertige Alkohole“ auftaucht. Hier ist die europäische Kennzeichnung nicht optimal, da verschiedene Zuckeralkohole völlig unterschiedlich verstoffwechselt werden. Während Maltit und Sorbit in nicht unerheblichen Mengen verstoffwechselt werden und starke Auswirkungen auf den Blutzucker haben, wird Xylit nur wenig und Erythrit gar nicht verstoffwechselt. Je nachdem welcher Zuckeralkohol eingesetzt wird, kann man den Wert für Zuckeralkohole entweder vom Kohlenhydratgehalt abziehen und eben nicht bzw. nur teilweise. Einige Hersteller haben diese Problematik erkannt und führen den Wert für die verwertbaren Kohlenhydrate noch zusätzlich auf. Schaut deshalb immer erst in die Zutatenliste, welcher Zuckeralkohol enthalten ist. Bei Erythrit kann man den Wert in der Tabelle vollständig von den Kohlenhydraten abziehen.

Wir wird der Kohlenhydratgehalt analysiert?

Während der Eiweiß- und Fettgehalt eines Lebensmittels absolut bestimmt wird (z.B. beim Fett wird dieses isoliert und anschließend gewogen), ist das bei den Kohlenhydraten nicht so ohne weiteres möglich. Bei einer vollständigen Nährwertanalyse werden deswegen zuerst alle Absolutwerte (Fett, Eiweiss, Natrium, Asche, Wassergehalt) in 100 g Probe bestimmt. Die Fettanalyse haben wir bereits kennengelernt. Die Summe aller Absolutwerte wird anschließend von den 100 g abgezogen und zurückbleibt (als Differenz) der Wert für die Gesamtkohlenhydrate – inklusive Ballaststoffe. In unserem Beispiel aus Tabelle 1 wären das die 50 g. Dieser Wert reicht uns aber noch nicht, wir wollen schließlich wissen, wie hoch der Anteil an verwertbaren Kohlenhydraten ist.

Und jetzt wird es spannend: wie wir eben gelernt haben, sind sich Ballaststoffe und verwertbare Kohlenhydrate strukturell sehr ähnlich und unterscheiden sich nur in der Art der Verknüpfung. Eine Auftrennung ist also schwierig. Trotzdem gibt es einige Analysemethoden, die den Gesamtwert der Kohlenhydrate weiter aufschlüsseln können:

  • HPLC-Analyse der Zucker: die Mono- und Disaccharide entscheiden sich natürlich von Stärke und Ballaststoffen durch ihre Größe und das macht man sich im Labor zu Nutze. In einer HPLC-Analyse wird die gelöste Probe durch eine Art Rohr mit einer Füllung mit poröser Struktur geleitet. Dabei trennen sich die Moleküle nach der Größe auf und können auf diese Weise quantifiziert werden. Daher kommt also der Wert für „Zucker“ in der Nährwerttabelle. Er umfasst in der Regel Glukose, Fruktose, Saccharose und Lactose.
  • Enzymatische Aufspaltung zur Ballaststoffanalyse: bei dieser Methode macht man sich die Tatsache zunutze, dass die Verknüpfung der Saccharide in Ballaststoffen von einigen Enzymen nicht aufgespalten werden kann, die von Stärke aber schon. Dazu verwendet man genau das gleiche Enzym, das wir auch im Körper zum Abbau von Stärke nutzen: Amylase. Die Amylase wird einfach einer Lösung der Gesamtkohlenhydrate einer Probe zugefügt. Dann muss man nur noch warten, bis die Enzyme ihre Arbeit erledigt haben und die ganzen langen Stärkeketten in kleine Monosaccharide gespalten wurden. Die kleineren Moleküle kann man dann wieder abtrennen und die Menge der zurückgebliebenen Ballaststoffe bestimmen.

Die 2. Methode hat jedoch einige Schwachpunkte und wurde in den letzten Jahren immer wieder überarbeitet [2, 3]. Beispielsweise werden bestimmte lösliche Ballaststoffe wie Inulin und Oligofruktosen schlecht erfasst: enthalten also Lebensmittel nennenswerte Mengen dieser Ballaststoffe, ist bei der klassischen Analyse der Ballaststoffwert zu niedrig – und der Kohlenhydratwert (verwertbar) zu hoch. Ein anschauliches Beispiel für diese Problematik ist der Kohlenhydratgehalt von Sonnenblumenkernen, welche Inulin enthalten. Schaut man sich die Nährwertangaben unterschiedlicher Hersteller an, findet man Werte für verwertbare Kohlenhydrate von 2 g – 20 g! Neuere, genauere Analysen, mit denen man alle vorhandenen Ballaststoffe erfassen kann, zeigen jedoch, dass Sonnenblumenkerne allgemein sehr wenige verwertbare Kohlenhydrate enthalten, die je nach Sorte zwischen 2 – 4 g / 100 g liegen. Dies trifft übrigens auch auf viele anderen Saaten, insbesondere Ölsaaten zu!

Zusammenfassung

Der Kohlenhydratgehalt in Nährwerttabellen birgt so einiges an Verwirrungspotential. Wenn man jedoch die dahinterstehende Systematik sowie eventuelle länderspezifische Unterschiede kennt, kann man die benötigten Informationen relativ schnell gewinnen.

Bei einer kohlenhydratreduzierten Ernährung interessiert uns in der Regel nur der Anteil an Kohlenhydraten, die im Körper zu einer Insulinantwort beitragen. Bei der europäischen Regelung für Nährwerttabellen erhalten wir diesen Wert in der Regel direkt über den Kohlenhydratgehalt, in den USA ist dieser Wert als „net carbs“ zu finden.

Bei Zuckeralkoholen kommt es auf die Art der Zuckeralkohole an: Erythrit hat keinerlei Auswirkung auf den Blutzucker, während andere Zuckeralkohole teilweise berücksichtigt werden müssen.

Auch wenn Ballaststoffe teilweise zur Energiebilanz beitragen, können sie in der Kohlenhydratbilanz vernachlässigt werden.

Im nächsten Teil dieser Beitragsreihe lernen wir noch die letzten Bestandteile einer Nährwerttabelle kennen: den Protein- und den Salzgehalt.

Außerdem schauen wir uns an, wie wir uns die Daten in einer Nährwerttabelle am besten für eine optimale Ernährung zu Nutze machen können, wie man am besten mit widersprüchlichen Herstellerangaben umgeht, wie es zu schaffen ist, mit geringstmöglichem Aufwand einen Überblick über die zugeführten Makronährstoffe zu behalten und welche Rolle ein Kaloriendefizit beim Abnehmen spielt.

Literatur:

[1] Gallaher, Daniel D. (2006). Dietary Fiber. Washington, D.C.: ILSI Press. pp. 102–110. ISBN 978-1-57881-199-1.
[2] Editorial: An Introduction: Evolution and finalization of the regulatory definition of dietary fibre. Food Hydrocolloids (2011), 25, 139-143.
[3] Richtlinie 2008/100/EG der Kommission vom 28.10.2008 zur Änderung der Richtlinie 90/496/EWG des Rates über die Nährwertkennzeichnung von Lebensmitteln hinsichtlich der empfohlenen Tagesdosen, der Umrechnungsfaktoren für den Energiewert und der Definitionen.

Produktentwicklerin | Chemikerin | Chocaholic | Muffinqueen bei Dr. Almond

Dr. Monika Charrak
PRODUKTENTWICKLERIN | CHEMIKERIN | CHOCAHOLIC | MUFFINQUEEN

 

Die Low-carb & Glutenfreie Ernährung hat mein Leben verändert – und das nicht nur aus gesundheitlicher Sicht.

Als Chemikerin und ehemalige Laborleiterin eines Forschungs- und Entwicklungslabors gehört wissenschaftliches Tüfteln zu meinen größten Leidenschaften, privat habe ich immer schon gerne gebacken und gekocht. Mit der Gründung von Dr. Almond konnte ich beides vereinen und entwickle gemeinsam mit meinem Mann Samir gesunde Lebensmittel für die glutenfreie low-carb Ernährung.

Unser Ziel: Low-Carb & Glutenfreie Produkte und Rezepte, die so gut schmecken, dass man keinen Grund hat, die konventionellen Produkte zu vermissen.

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