BALLASTSTOFFE

Woher stammt der Begriff „Ballaststoffe“?

Der Begriff Ballaststoffe entstand in einer Zeit, wo es noch keine genaueren Erkenntnisse über diese Stoffe gab. Vielmehr wurden diese Stoffe als überflüssige Nährstoffe oder eben Ballast gesehen, da sie für den Menschen nicht als direkten Nährstoff Verwendung finden. So sagt eine frühere „physiologische“ Definition: Ballaststoffe seien „Rückstände pflanzlicher Zellen nach Hydrolyse durch die Verdauungsenzyme“.

Heute weiß man, dass Ballaststoffe Stütz- und Struktursubstanzen von Pflanzenzellen sind, die für den Menschen zwar unverdaulich, aber dennoch kein nutzloser Ballast sind. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass diese Stoffe die Funktion des Magen-Darm-Kanals und damit auch den Gesamtorganismus beeinflussen.

Ballaststoffe tauchen auch unter den Begriffen Pflanzenfasern, Nahrungsfasern, nicht verwertbare Kohlenhydrate oder Schlackenstoffe auf. Warum auch diese Begriffe verwendet werden, werden die folgenden Themen klären.

Welches sind die wichtigsten Ballaststoffe?

ð Cellulose

ð Hemicellulose

ð Lignin

ð Pektin

ð Pflanzengummi

ð Gelstoffe aus Algen

ð Resistente Stärke

Cellulose

Cellulose ist der häufigste Ballaststoff in Zellwänden und wirkt als Gerüstsubstanz. Sie zählt den Füllstoffen und kann somit gut Wasser binden

(1 g Cellulose kann bis 0,4 g Wasser binden). Man findet Cellulose vermehrt in Getreide, Obst, Gemüse, Hülsenfrüchten und Kartoffeln. Cellulose ist aus langen unverzweigten Glucoseeinheiten aufgebaut.

Hemicellulose

Dieser Stoff kommt ebenfalls in Pflanzenzellwänden vor. Grundbausteine sind Galactose und Arabinose, die einen verzweigten Aufbau vorweisen. Der Füllstoff Hemicellulose besitzt ein höheres Wasserbindungsvermögen als Cellulose. Vorzufinden ist Hemicellulose im Endosperm von Hafer und Gerste, in Weizen, Roggen, Rosenkohl oder Roter Beete, aber auch Kaffee und Kakao.

Lignin

Lignin ist kennzeichnender Bestandteil von verholzter und ausgereifter Gewebe, wie zum Beispiel Getreidekleie oder ausgereiftes Gemüse, weshalb es auch als „Holzstoff“ bezeichnet wird. Da es lösliche Fasern liefert, zählt man es zu den wasserlöslichen Ballaststoffen. Besonders erwähnen muss man seine mögliche cholesterinsenkende Wirkung, aufgrund der Eigenschaft, dass es Gallensäure im Darm binden kann. Ebenfalls auffällig ist, dass Lignin kein Kohlenhydrat ist, sondern aus organischen Alkoholen besteht.

Pektin

Dieser Stoff besitzt eine hohe Wasserlöslichkeit und wirkt also als Dickungsmittel. Es baut sich aus komplexen Kohlenwasserstoffverbindungen auf und enthält hauptsächlich Galacturonsäuren mit eingefügten Rahmnosegruppen. Pektin ist hautsächlich vorzufinden in Zitrusfrüchten, Äpfeln, Beerenfrüchten, Karotten du Kürbissen.

Pflanzengummi

Es gibt verschiedene Arten von Pflanzengummi, wie Gummi arabicum, Guar oder Johannisbrotmehl. Es macht nur einen sehr geringen Anteil in der Nahrung aus. Einzuordnen sind Pflanzengummis als Quellstoffe, also wasserlöslich. Pflanzengummi wird bevorzugt eingesetzt als Emulgator und Verdickungsmittel da es sehr schnell Gele bildet und somit die Verteilung eines unlöslichen Stoffes in einer Flüssigkeit erleichtert.

Gelstoffe aus Algen

Auch hierbei handelt es sich um eine Gruppe, zu der Alginate, Caraten und Agar-Agar unter anderem zählen. Sie besitzen ähnliche Eigenschaften wie Pflanzengummi und werden ebenfalls wegen ihrer guten Quellfähigkeit als Emulgatoren und Stabilisatoren eingesetzt.

Resistente Stärke

Die resistente Stärke besitzt eine Sonderstellung, da sie zu den energieliefernden Nährstoffen gehört. Trotzdem zählt sie zu den Ballaststoffen, da sie von den Enzymen im Darm nicht verdaut wird (= sie ist resistent). Erst durch Kochen kann die Energie nutzbar gemacht und verdaut werden, da die dichte, kristallartige Struktur, die für die Unverdaulichkeit verantwortlich ist, durch Erhitzen aufgebrochen werden kann.

Die Einteilung der Ballaststoffe

Eine Einteilung der Ballaststoffe ist relativ schwierig, wenn man sie nach ihren enthaltenen Substanzen unterscheiden wollte, denn sie bestehen aus vielen Unterschiedlichen Substanzen, die wiederum sich in chemischer und physikalischer Struktur unterscheiden. Darum ist es einfacher die Ballaststoffe in ihren Eigenschaften zu Unterscheiden. Eine aufschlussreiche Möglichkeit ist die Unterteilung nach der Wasserlöslichkeit.

a. wasserunlösliche Ballaststoffe = Füllstoffe:

Diese Gruppe von Ballaststoffen kennzeichnet sich durch eine sehr geringe Wasserlöslichkeit. Damit verbunden können die Ballaststoffe dieser Gruppe viel Wasser an sich binden. Die sogenannten Füllstoffe können von den Darmbakterien nur in geringem Maße abgebaut werden und werden daher mit dem Stuhl wieder ausgeschieden.

Wasserunlösliche Ballaststoffe sind zum Beispiel Cellulose, Hemicellulose oder Lignin. Diese Stoffe sind vor allem in Nahrung wie Kleie, Vollkornprodukten, Obst und Gemüse enthalten.

b. wasserlösliche Ballastoffen = Quellstoffe

In dieser Gruppe sind Ballaststoffe mit hoher Wasserlöslichkeit vertreten. Hierbei handelt es sich um Stoffe, die durch die Darmbakterien rasch und nahezu vollständig abgebaut werden können. Die Darmbakterien bauen die sogenannten Quellstoffe dann zu kurzkettigen Fettsäuren ab.

In der Natur findet man die als diese speziellen Ballaststoffe vor allem als Pektine, Schleimstoffe, Pflanzengummis und Gelen aus Algen vor. Quellstoffe, die auf der Basis von natürlichen Ballastoffen hergestellt werden können (halbsynthetische Quellstoffe), sind zum Beispiel Methylcellulose oder auch Carboxymethylcellulose. Finden kann man Quellstoffe in Haferkleie, Gerste, Bohnen, Erbsen, Äpfeln und Zitrusfrüchten.

Aufbau der Ballaststoffe

Fast alle Ballaststoffe werden den Kohlenhydraten zugeordnet, da sie aus hochmolekularen Polysacchariden bestehen. Die Polysaccharide in den Ballaststoffen sind sehr große Moleküle und aus vielen (verschiedenen) Zuckereinheiten aufgebaut, die sich in ihrer Kettenlänge, Zusammensetzung und ihrem Aufbau unterscheiden.

Einzige Ausnahme hierbei ist Lignin, das ein Kondensationsprodukt von Coniferylalkohol ist (gewinnt man durch Erhitzen von Coniferin mit verdünnten Säuren).

Wo finde ich Ballaststoffe?

Ballaststoffe sind Hautbestandteil pflanzlicher Zellwände, zum Beispiel im Stützgewebe oder in Randschichten von Körnern. Es ist von der Pflanze abhängig, welchen Anteil Pektin, Hemicellulose und Cellulose sie enthält. Lignin wird bei zunehmender Verholzung in das Cellulosegerüst eingebaut. Manche Pflanzenzellen können des weiteren noch Pflanzengummi und andere Stoffe bilden.

In der Pflanze haben die Ballaststoffe die Funktion einer Gerüst- und Stützsubstanz. Außerdem sollen sie vor dem Austrocknen schützen und werden nach einer Verletzung gebildet, um diese wieder zu verschließen.

Eigenschaften der Ballaststoffe

Charakteristische Eigenschaften:

· Quellfähigkeit

· Wasserbindungsvermögen

· Ionenaustauschfähigkeit

· Fähigkeit zur Bindung von Metallionen und anderen Stoffen

Diese Eigenschaften sind von wesentlicher Bedeutung für die physiologischen Folgen, da die Aufnahme von Ballaststoffen die Lebensvorgänge im menschlichen Organismus beeinflussen. Aber ebenso beeinflussen auch Art, Partikelgröße und verzehrte Menge eines Ballaststoffes seine physiologische Wirkung.

Muss man Ballaststoffe bei der Brennwertberechnung beachten?

Bei der energetischen Verwertbarkeit kann man davon ausgehen, dass Ballaststoffe so wenig Energie liefern, dass sie als „kalorienfrei“ gelten. Beachten muss man hierbei jedoch, dass sich das nur auf die üblichen Lebensmittel und nicht auf Konzentrate bezieht, da darin viel höhere Konzentrationen enthalten sind.

Wie schon erwähnt, ist der Energiegehalt nur sehr gering. Trotzdem ist es aber möglich, dass einige Ballaststoffe durch die Darmflora zu kurzkettigen Fettsäuren abbaut werden können und dann wiederum Stoffe aufnehmen können, die der menschliche Stoffwechsel energetisch verwertet. Da diese verwertete Energie aber nur sehr gering ausfällt, muss man sie kaum berücksichtigen.

Wasserbindungsvermögen

Wie die Einteilung in Quellstoffe und Füllstoffe zeigt, besitzen Ballaststoffe unterschiedliche Wasserbindungskapazitäten. Wie auch die Quellfähigkeit, beruht diese Eigenschaft auf den Polysaccharidanteil des jeweiligen Ballaststoffes. Das Wasser wird gebunden, indem die Glucoseeinheiten mit Wasser kolloidale Lösungen oder Gele. Lösliche Ballaststoffe, wie Pektin, Gummi oder bestimmte Hemicellulosen können viel Wasser binden und besitzen somit ein hohes Wasserbindungsvermögen. Unlösliche Ballaststoffe, wie Cellulose und Lignin dagegen, haben nur sehr geringe Möglichkeiten Wasser zu binden.

Wenn ein Ballaststoff also ein hohes Wasserbindungsvermögen besitzt, dann quillt der Nahrungsbrei. Dadurch entsteht ein vergrößertes Volumen der Nahrung, da der Wassergehalt der Speise demzufolge gestiegen ist. Dies kann sich physiologisch positiv auf die Nahrungsaufnahme auswirken, zum Beispiel, bei Diäten, was aber im Folgenden noch ausführlicher erläutert wird.

Viskosität

Auch hier ist die Viskosität wieder abhängig davon, um welche Art von Ballaststoff es sich handelt.

Hoch viskose Lösungen können von Ballaststoffen, wie Pektinen, Gummi und Algenpolysacchariden gebildet werden. Der Grad der Viskosität ist abhängig von der chemischen Struktur der jeweiligen Verbindung. Einfluss auf die Erhöhung der Viskosität hat zum Beispiel das Molekulargewicht eines Stoffes. Eine hohe Viskosität eines Ballaststoffes hat zur Folge, dass das Sättigungsgefühl nach der Nahrungsaufnahme länger anhält, da sich aufgrund der hohen Zähflüssigkeit, der Magen langsamer entleert. Das heißt also, dass das Hungergefühl erst später einsetzt. Positiv ist hierbei, dass durch die langsamere Magenentleerung Glucose langsamer abgebaut wird und der Blutzuckerspiegel geringere Maximalwerte erreicht und sich infolgedessen positiv auf die Gesundheit auswirkt.

Fermentierbarkeit

(Fermente = Enzyme, die Nahrung zersetzen/abbauen)

Eigentlich wird davon ausgegangen, dass sich Ballaststoffe nicht im Körper abbauen. Jedoch kann die Mikroflora des Dickdarms manche Ballaststoffe bis zu einem gewissen Maße zersetzen (fermentieren). Sogar relativ schnell können isolierte Ballaststoffe zersetzt werden, wogegen große Partikel und unlösliche Stoffe fast gar nicht abgebaut werden.

Die Fermentierbarkeit ist einmal abhängig von der schon erwähnten Partikelgröße und dann von der Zusammensetzung des jeweiligen Ballaststoffes; und natürlich spielt die vorhandene Darmflora noch eine ganz entscheidende Rolle.

Die Fermentationsprodukte sind verschiedene Gase, die sich aus kurzkettigen Fettsäuren zusammensetzen. Zu erwähnen sind da Acetat, Propionat, Butyrat, Wasserstoff und verschiedene Methangase. Diese Gase bewirken eine lockere Kotmasse, was als positiver Effekt anzusehen ist.

Bindung von Schwermetallen

Einige Ballaststoffe haben die Fähigkeit, giftige Schwermetalle zu binden. Positiv dabei ist, dass die Produkte auch ausgeschieden werden. Um diese Schwermetalle zu binden, muss der Ballaststoff mehrfach negativ geladen, also polyanionisch sein. Ballaststoffe, die toxische Schwermetalle binden sind Pektine und Alginate. Sie verbinden sich mit ihnen und deren Radionukliden (?), um diese Produkte dann auszuscheiden. So bleiben sie nicht im Körper und beeinträchtigen den Organismus nicht negativ.

Pektine und Alginate binden vor allem Blei, Barium, Kupfer und Cadmium.

à Pektinat: Blei > Barium > Cadmium > Strontium > Zink > Kupfer

à Alginat: Blei > Kupfer > Cadmium > Barium > Strontium

Die Bindung der Schwermetalle an Pektine und Alginate bringt einige Vorteile für den Organismus. Zu erwähnen wäre hier eine reduzierte Resorption von Schwermetallen allgemein, eine erhöhte Ausscheidung durch die Nieren (Pektin), sowie ein Ansenken des Blut-Blei-Spiegels

Welche physiologischen Wirkungen besitzen Ballaststoffe?

è Primäre Effekte : direkte Einflüsse (z.B. durch Resorption von Stoffen, dgfsdgsdgdfgdfgdfgdfgdBeeinflussung der Bakterienflora im Dickdarm)

è Sekundäre Effekte : mit der Änderung von Stoffwechselvorgängen

(z.B. Senkung des Cholesterinspiegels gekoppelt

Welche positiven Effekte kann man feststellen?

Langanhaltender Sättigungseffekt

Nahrung mit viel Ballaststoffen besitzen eine grobe Faserstruktur und müssen aus diesem Grund länger gekaut werden, womit die Nahrungsaufnahme an sich schon länger dauert. Durch das intensive Kauen wird mehr Speichel produziert; außerdem wirkt der alkalische Speichel zusätzlich puffernd, da ballaststoffreiche Nahrung länger im Magen verweilt. Durch das Wasserbindungsvermögen wird die Nahrung verfestigt und bleibt so länger im Magen (siehe Erhöhung der Viskosität). Der Vorteil dabei ist, dass dadurch das Hungergefühl gedämpft wird und verhindert, dass übermäßig viel Nahrung aufgenommen wird.

Einfluss auf den Fettstoffwechsel

Ballaststoffe beeinflussen den Fettstoffwechsel positiv. Es hat sich herausgestellt, dass bei einer erhöhten Ballaststoffaufnahme auch die Ausscheidung von Fett zunimmt, was eine Senkung des Serumlipidspiegels zu Folge hat. Ursache für das vermehrte Ausscheiden von Fett ist, dass die Ballaststoffe eine Hemmung der Lipaseaktivität veranlassen (Lipase spaltet Fette zu Fettsäuren und Glycerin) und es wird weniger Fett aufgenommen.

Ballaststoffe bewirken in diesem Zusammenhang auch eine Senkung des Gesamtcholesterinspiegels. Dazu muss man wissen, dass sich Gallensäure an Ballaststoffe bindet. Gallensäure sorgt unter anderem für den Abtransport von überschüssigem Cholesterin. Wenn sich die Gallensäure nun an Ballaststoffe bindet, dann führt dies zu einer Erhöhung der Aktivität der Gallensäuresynthese. Hierbei wird dann Cholesterin in Gallensäure umgewandelt.

Einfluss auf den Kohlenhydratstoffwechsel

Ein weiterer positiver Effekt von Ballaststoffen ist deren blutzuckerregulierende Eigenschaft. Dies spielt vor allem für eine spezielle Form von Diabetes eine Rolle. Verschiedene Ballaststoffe bewirken nämlich eine Verringerung der Insulinfreisetzung. Ursache hierfür ist, dass einige lösliche Ballaststoffe eine Hemmwirkung auf die Amylaseaktivität besitzen. Dadurch verlangsamt sich die Aufspaltung von aufgenommener Stärke zu Zuckern. Ebenfalls unterstützen Ballaststoffe allgemein eine Verzögerung der Magenentleerung.

Antikarzinogene Wirkung

karzinogen = krebserregend

Durch Ballaststoffaufnahme kann sich das Darmkrebsrisiko bis zu 40% verringern. Unklar ist jedoch, welche Komponenten genau dafür verantwortlich sind.

Gibt es auch nachteilige Wirkungen auf den Organismus?

Bei normaler Ballaststoffaufnahme durch die Nahrung, muss man kaum negative Wirkungen befürchten. Wenn Ballaststoffe jedoch übermäßig in isolierter Form, zum Beispiel in Form von Konzentraten aufgenommen werden, dann kann es vereinzelt auch zu negativen Effekten kommen. Zu erwähnen wäre da die Bildung von Klumpen im Magen/Darm, es kann zu Verstopfung und Blähungen kommen und sogar die Gefahr eines Darmverschlusses besteht. Zu nennen ist weiterhin mögliche Wechselwirkungen oder Hemmung von Arzneimitteln.

Dies sind jedoch alles nur mögliche nachteilige Wirkungen. Allgemein sind Ballaststoffe sind sehr wichtig in der menschlichen Nahrungsaufnahme und haben wichtige Aufgaben bei der Gesunderhaltung des menschlichen Organismus.

Quelle: www.nutriinfo.de

wenig Ballaststoffe	viel Ballaststoffe
Brötchen, Toastbrot, Weißbrot, Croissant	Vollkornbrot, Leinsamenbrot, Grahambrot, Pumpernickel
Torten, Kuchen, Waffeln, Kekse, Zwieback	Vollkornzwieback, Vollkornkekse, Kuchen mit Vollkornmehl gebacken, Früchtebrot
Teigwaren	Vollkornteigwaren, Hirse, Grünkern
polierter Reis	Vollkornreis
Cornflakes	Getreideflocken, Vollkornhaferflocken
Pudding, Cremespeisen, Eis	Beerenfrüchte, Rote Grütze, Obstsalat, Müsli, Backobst

Ballaststoffgehalte ausgewählter Nahrungsmittel: Quelle: Die große GU Nährwert-Tabelle

Nahrungsmittel	Ballaststoffgehalt in 100 g
Weizenkleie	49
Leinsamen	39
Kichererbsen, getrocknet	21
Haferkleie	19
Weizenkeime	17
Weizenvollkornmehl	13
getrocknete Feigen	13
Haferflocken, Weizenflocken	10
Pumpernickel	9
Roggen-/Weizenvollkornbrot	8
Kidneybohnen, weiße Bohnen	8
Vollkornnudeln	8
Erdnüsse	7
Rosinen	6
Müsli-Mischung, im Durchschnitt	10
getrocknete Pflaumen	5
Erbsen, gekocht	4
Brokkoli, gekocht	3
zum Vergleich:
Tomaten	1
Gurken	0,5
Fleisch, Wurst, Fisch	0
Käse	0
Eier	0

Autor: Iris Kobusch