Kohlenhydrate versorgen unseren Körper mit Energie – doch nicht alle wirken gleich. Entdecken Sie die verschiedenen Arten, ihre Funktionen und wie Sie mit Rohkost die Bildung schädlicher, krebserregender Stoffe beim Erhitzen vermeiden können.
Die Versorgung mit Makro- und Mikronährstoffen ist bei einer ausgewogenen, pflanzenbasierten Ernährung mit wenig bis keinen industriell verarbeiteten Lebensmitteln in der Regel gegeben, mit Ausnahme von Vitamin B12. Doch vor allemsekundäre Pflanzenstoffesind relevant für die Aufrechterhaltung der Gesundheit und Heilung von Krankheiten, obwohl sie nicht als essenzielle Nährstoffe gelten - ausser Vitamine.
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Definition
Die Kohlenhydrate(KH, Saccharide) machen neben Eiweissen (Proteinen) und Fetten einen der drei Makronährstoffe in der menschlichen Ernährung aus. Im Gegensatz zu den anderen beiden gibt es für sie aber keinen festgelegten Mindestbedarf.1
Zu den Kohlenhydraten gehören Zucker, Stärke und Ballaststoffe.3 Man unterteilt sie nach der Anzahl der Zuckereinheiten und der Art ihrer chemischen Bindung in verschiedene Kategorien. In Abhängigkeit der Anzahl an verknüpften Grundbausteinen unterscheidet man zwischen Monosacchariden (Einfachzucker = ein einzelner Grundbaustein), Disacchariden (Zweifachzucker = 2 verknüpfte Monosaccharide), Oligosacchariden (3–9 verknüpfte Monosaccharide) und Polysacchariden (> 10 verknüpfte Monosaccharide).2
Der süssliche Geschmack von Milchzucker (Laktose) und Fruchtzucker (Fructose) führt zur Bezeichnung "Zucker". Wir können Einfachzucker direkt aufnehmen, ohne dass Verdauungsprozesse dafür notwendig sind. Zweifachzucker lassen sich rasch in Einfachzucker umwandeln und aufnehmen.4 Im Gegensatz zu den USA schliessen in Europa die als "Zucker" aufgeführten Mengen in Lebensmitteln keine Oligo- oder Polysaccharide mit ein. Das bedeutet, dass man diese KH im EU-Raum in der Nährwertkennzeichnung auf den Lebensmittelpackungen nicht zu den Zuckern zählt. Der Grund dafür liegt darin, dass deren Grossteil aus unverdaulichen Ballaststoffen besteht. Daher finden sich im EU-Raum die differenzierten Angaben "Kohlenhydrate … davon Zucker".5
Vorkommen
Man findet Kohlenhydrate in allen tierischen und pflanzlichen Zellen, denn sie sind die am häufigsten anzutreffenden organischen Verbindungen. In getreidehaltigen Nahrungsmitteln kommen sie vor allem in Form von Stärke vor, also dem pflanzlichen Pendant zum tierischen Glykogen. In Milchprodukten sind KH überwiegend als Milchzucker präsent, während in Früchten der Fruchtzucker vorherrscht. Neben diesen Vertretern gibt es auch nicht verdauliche Bestandteile mit einer Kohlenhydratstruktur, die zu den Ballaststoffen zählen und eine Vielzahl an positiven und gesundheitlich protektiven Effekten für uns bereitstellen. Nur leider kommt gerade diese Art der Kohlenhydrate in der westlichen Ernährungsweise zu kurz, während die schnell verfügbaren und als "Dickmacher" bezeichneten Einfach- und Zweifachzucker dominieren.4
Nachfolgend finden Sie eine Liste der Untergruppen mit den bekanntesten Vertretern und Informationen über Aufbau und Nahrungsquellen:
Monosaccharide (Einfachzucker) Monosaccharide sind die kleinsten Grundbausteine der Kohlenhydrate, unterteilbar in Pentosen (Fünffachzucker, 5 C-Atome wie Ribose und Desoxyribose, also RNA- und DNA-Grundgerüste) und Hexosen (Sechsfachzucker, 6 C-Atome). Unser Körper kann jedoch nur 4 der 12 natürlich vorkommenden Hexosen absorbieren und verwenden: Glukose, Fructose, Galaktose und Mannose.2
Glukose (auch Glucose, Dextrose, Traubenzucker) – die am häufigsten in der Natur vorkommende organische Verbindung und der wichtigste Kohlenhydratbaustein für den menschlichen Energiehaushalt. Sie kommt praktisch in allen Nahrungsmitteln vor. Wir nehmen Glucose selten in reiner Form auf, sondern meist durch den Abbau von Stärke, Glykogen oder anderen Kohlenhydraten, die unser Körper in seine Grundbausteine zerlegt.2
Fructose (Fruktose, Fruchtzucker) ist das süsseste der bekannten Monosaccharide. Wir beziehen sie überwiegend aus Früchten, Honig, aber auch aus Gemüse. Gerade Trockenfrüchte (Feigen, Rosinen, Aprikosen etc.) besitzen einen hohen Fructoseanteil.12 Auch reifende Früchte erhalten einen süsseren Beigeschmack, da in ihnen enthaltene Enzyme (funktionelle Proteine) die Saccharose in Fructose- und Glukose-Einheiten spalten. Fructose ist für uns nicht essenziell und in der Leber aus Glukose herstellbar.2
Galaktose (Schleimzucker) kommt in kleinen Bestandteilen in vielen Lebensmitteln vor. Den grossen Hauptanteil in der menschlichen Ernährung aber machen Milch und Milchprodukte aus. Dort findet man sie als Laktose, einen Zweifachzucker, der sich aus je einer Einheit Galaktose und Glukose zusammensetzt. Für die Spaltung in die beiden Grundbausteine benötigen wir das Enzym Lactase.4
Mannose findet sich in Mikroben (Pilze, Bakterien, Viren und Einzeller), Pflanzen und Tieren. Freie Mannose gibt es in geringen Mengen in vielen Früchten wie Orangen, Äpfeln und Pfirsichen. Häufiger kommt Mannose in Mehrfachverbindungen vor, wie z.B. in Form von Hefemannanen (α-Mannose), in gewissen Hefen (pilzliche Organismen) oder als Galaktomannanen (verzweigte Substanzen mit Ähnlichkeiten zur Stärke). Kaffeebohnen, Bockshornklee und Guarkernmehl sind reichhaltige Quellen für Galaktomannane, aber diese lassen sich im Verdauungstrakt von Säugetieren nicht abbauen und liefern daher nur sehr wenig verfügbare Mannose.6
Disaccharide (Zweifachzucker) Diese Gruppe besteht aus 2 miteinander verknüpften Monosaccharid-Bausteinen. Die prominentesten Zweifachzucker in der menschlichen Ernährung sind:
Saccharose (Haushaltszucker, Kristallzucker) ist der bekannteste Vertreter und besteht aus je einer Glukose- und Fructose-Einheit. Man gewinnt ihn aus Zuckerrüben, Zuckerrohr, Ahornsaft usw. und man findet ihn auch in Honig und in vielen Früchten sowie deren Erzeugnissen (Fruchtsäfte etc.).2
Lactose (Laktose, Milchzucker) stammt grösstenteils aus Milchdrüsen von Säugetieren. Lactose besteht aus jeweils einer Glukose- und einer Galaktose-Einheit. Für die Spaltung von Lactose ist das Enzym Lactase erforderlich, das unter anderem in der Darmschleimhaut vorkommt. Ein Mangel an diesem Enzym ist eine der Hauptursachen für Laktoseintoleranz. Weitere Informationen dazu finden Sie weiter unten.2
Maltose (Malzzucker, Gerstenzucker) ist ein Abbauprodukt des Vielfachzuckers Stärke und besteht aus zwei D-Glukose-Molekülen. Sie kommt in natürlichen Lebensmitteln nur selten vor, da sie hauptsächlich durch die Spaltung von Stärke beim Keimen oder Mälzen von Getreide entsteht. (Mälzen = Keimvorgang, der gewisse Enzyme aktiviert, die zu gewünschten Abbauprodukten führen, oft angewandt beim Brauen).7
Oligosaccharide (Mehrfachzucker) Die Mehrfachzucker bestehen aus 3–9 verknüpften Einfachzucker-Einheiten. Beispiele sind:
Raffinose ist ein Trisaccharid (Dreifachzucker), bestehend aus Fructose, Galaktose und Glukose. Sie kommt in grösseren Mengen in den Samen vieler Kulturpflanzen vor, insbesondere in der Familie der Hülsenfrüchte wie Sojabohnen, Linsen und Kichererbsen. Zudem findet man Raffinose in Wurzeln und spezialisierten Speicherorganen wie Knollen und Blättern, beispielsweise in der Zuckerrübe. Zum Abbau von Raffinose ist ein bestimmtes Enzym, die α-Galactosidase, erforderlich, das im menschlichen Körper jedoch nicht vorhanden ist. Deshalb können wir sie in den oberen Verdauungstrakt-Abschnitten nicht spalten und ihre Bestandteile nicht aufnehmen. Im Dickdarm übernehmen dies unsere Darmbakterien.8
Stachyose ist ein Tetrasaccharid(Vierfachzucker), das aus zwei Galaktosen und jeweils einer Glukose- und Fructose-Grundeinheit besteht. Sie kommt in grösseren Mengen in Hülsenfrüchten wie der Sojabohne und in Kürbisgewächsen vor. Da wir sie (wie die Raffinose) nicht verdauen können, nutzen Bakterien im Dickdarm sie als Nahrungsquelle. Eine Studie an Menschen konnte zeigen, dass Stachyose die Darmmikrobiota (Darmbakterien) gesunder Erwachsener positiv beeinflusst und bei Patienten mit Verstopfung deren Darmfunktion wirksam verbessert.9
Oligofructose (Fructooligosaccharid bzw. FOS) findet sich natürlicherweise in Pflanzen wie Zwiebel, Chicorée, Knoblauch, Spargel, Banane und Artischocke, um nur einige zu nennen. Sie besteht aus einem Verbund von Fructose-Einheiten und gelangt wegen ihrer Verknüpfung unverdaut in den Dickdarm, wo sie den Darmbakterien (primär Bifidobakterien) als Nahrungsquelle dient und deshalb als Präbiotikum bezeichnet (Pl. Präbiotika / Prebiotika: umfassen Stoffe, die unseren Darmbakterien Nahrung liefern). Wegen ihrer Süsskraft findet man sie oft als Zuckeraustauschstoff in verarbeiteten Nahrungsmitteln und Getränken; auch Produkte für Kinder haben oft FOS-Zusätze, um das Wachstum einer nicht schädlichen Darmmikrobiota zu fördern.10
Polysaccharide (Vielfachzucker) Die Vielfachzucker bestehen aus mindestens 10 verknüpften Einfachzucker-Einheiten und erfüllen in der Natur Energiespeicher- und Stützfunktionen – letzteres vor allem als Bestandteil von pflanzlichen Zellwänden. Viele Polysaccharide sind für uns nicht abbaubar und fallen in die Kategorie "Ballaststoffe (Nahrungsfasern)". Zu den bekanntesten Vielfachzuckern gehören Stärke, Glykogen und Zellulose.
Stärke ist das wichtigste Speicher-Kohlenhydrat der Pflanzen, das sich aus zwei verschiedenen Glukosepolymeren (mehrere Glukose-Einheiten) zusammensetzt, nämlich Amylose (formt lineare Ketten) und Amylopektin (bildet verzweigte Strukturen).2,11 Die beiden Polymere bilden zusammen ein Granulat, das z.B. Pflanzenzellen als Ausgangsstoff für den Aufbau von Zellwänden nutzen. Obwohl wir dank unserer Enzyme den grössten Teil verdauen können, bleibt teilweise etwas übrig, was wir als "resistente Stärke" bezeichnen, und den Ballaststoffen zuordnen.2 Zu den unbearbeiteten, stärkehaltigen Nahrungsmitteln in unserer Ernährung zählen: Basmatireis und Vollkorn-Reis, Amarant, Dinkel, Quinoa, Linsen, Teff, gewisse Bohnensorten, Kartoffeln und Zuckermais.12
Glykogen ist das Hauptspeicherkohlenhydrat von tierischen und menschlichen Zellen. Es ist stärker verzweigt als Stärke, besteht aber wie diese nur aus Glukose-Einheiten.2,13 Wir benötigen es bei Energiemangel, um es in die Glukose-Einheiten zu zerlegen und diese zwecks Energiegewinnung dem Körper zuzuführen. Unser Körper nutzt die durch die Nahrung aufgenommene Glukose, um sie in Form von Glykogen zu speichern. Dabei sind Leber und Skelettmuskulatur die beiden Hauptspeicherorte beim Menschen.13
Zellulose ist das wahrscheinlich weltweit am häufigsten vorkommende Polysaccharid und ein Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände. Sie ist im Gegensatz zur Stärke unverzweigt und für uns nicht verwertbar, da wir die Bindungen zwischen diesen β-1,4-glykosidisch verknüpften Glukosemolekülen nicht durch körpereigene Enzyme spalten können.2
Lager- und Zubereitungsverluste
Bei der nassen Wärmebehandlung von Gemüse und Obst, wie dem Blanchieren, Kochen und Konservieren, gehen Kohlenhydrate mit niedrigem Molekulargewicht (d. h. Mono- und Disaccharide) verloren. Zum Beispiel gehen bei Karotten und Steckrübe (Rutabagas) 25 % bzw. 30 % dieser Kohlenhydrate beim Blanchieren verloren, und beim Kochen gehen weitere 20 % verloren. Bei Erbsen, grünen Bohnen und Rosenkohl sind die Verluste geringer, etwa 12 % nach dem Blanchieren und 7–13 % beim Kochen. Der Verlust von Glucose und Fructose beim Kochen ist höher als der von Saccharose.29
Ballaststoffe
Beim Blanchieren, Kochen und Konservieren von Karotten, Erbsen, grünen Bohnen und Rosenkohl bleiben die Ballaststoffe im Gemüse erhalten und gehen nicht in das Kochwasser über. Bei Kohlrüben jedoch gehen beim Kochen etwa 40 % der Ballaststoffe, vor allem die unlöslichen, verloren. Auch beim Konservieren von Kohlrüben gehen unlösliche Ballaststoffe in das Kochwasser über.29
Maillard – Reaktionen
Maillard-Reaktionen entstehen, wenn reduzierende Zucker wie Glucose (Kohlenhydrate) mit Aminosäuren (Proteine) in Lebensmitteln während der Verarbeitung und Lagerung reagieren. Diese nicht-enzymatische Bräunung entsteht bei Erhitzung.
Ein schädliches Produkt der Maillard-Reaktion, das in kohlenhydratreichen Lebensmitteln wie Pommes Frites und Brot bei Temperaturen über 120 Grad Celsius entsteht, ist Acrylamid. Es kann das Erbgut verändern und das Krebsrisiko erhöhen.30 Das Vermeiden von schädlichen Maillard-Molekülen ist ein Grund, weshalb Rohkost gesund ist. Mehr dazu finden Sie im Beitrag "Warum Rohkost?" und der Buchbesprechung "Die Rohkosttherapie" von Guy Burger.
Maillard-Reaktionen verringern zudem die Bioverfügbarkeit von Aminosäuren, insbesondere Lysin, was den Nährwert von Proteinen mindert. Der Kohlenhydratgehalt und deren Verfügbarkeit bleiben weitgehend unverändert.29
Ernährung - Gesundheit
Die Kohlenhydrate dienen in der Nahrung als Energielieferanten, weil sie schnell verwertbare Energie liefern. Als Energieträger sind sie auch bei einer Hypoxie (Sauerstoffmangel bzw. verminderter Sauerstoffgehalt im Blut) für den Körper relevant, während etwa die Metabolisierung (Verstoffwechselung) von Fetten via β-Oxidation (Abbaumechanismus der Fettsäuren zur Energiegewinnung) ohne Sauerstoff nicht abläuft.2
Kohlenhydrate kann unser Körper aus Aminosäuren und Fetten herstellen – deshalb sind sie, genauso wie gesättigte Fettsäuren und einfach ungesättigte Fettsäuren, nicht essenziell. D-A-CH (Abkürzung für die Länder Deutschland, Österreich und die Schweiz) und WHO empfehlen bei gesunden Personen eine Energieabdeckung von 55–60 % durch Kohlenhydrate – also ca. 5–6 g pro Kilogramm Körpergewicht (z.B. bei 80 kg wären es 400–480 g Kohlenhydrate pro Tag).2
Es ist sinnvoll, dafür zu sorgen, dass ein Grossteil davon in Form von Vollkornprodukten erfolgt. Diese Kohlenhydrate sind nicht so einfach verfügbar und es gibt zudem mehr Ballaststoffe, die einen Blutzuckeranstieg verzögern. Die Zufuhr von Zucker (Mono- und Disacchariden) sollte weniger als 10 % der Gesamtmenge an Kohlenhydraten ausmachen.2
Mangelerscheinungen bzw. Mangelsymptome
Unser Körper kann bei einem Mangel (z.B. durch Fasten oder kohlenhydratarme Ernährungsweisen) Kohlenhydrate vor allem in der Leber aus Laktat (Milchsäure), Pyruvat (Zwischenprodukt verschiedener Stoffwechselwege) und bestimmten Aminosäuren selbst herstellen. Eine weitere Möglichkeit ist die Synthese von Kohlenhydraten aus Glycerol und Triacylglycerolen, also Fetten.2
Den Prozess der Bildung von Glukose aus Nicht-Kohlenhydraten nennt man in der Fachsprache "Glukoneogenese" (Glukose-Neubildung). Dieser Prozess dient dazu, auch in Mangelsituationen für einen konstanten Blutglukosespiegel zu sorgen, der wir für das Funktionieren unserer Körperkreisläufe benötigen.17
Überversorgung
Eine langfristige Überernährung mit Kohlenhydraten kann zu einer chronischen Ansammlung von Lipiden in der Leber, der Skelettmuskulatur und im Fettgewebe führen, was die Insulinempfindlichkeit und die kardiometabolische Gesundheit insgesamt beeinträchtigen kann.28 Die Kommission für die Referenzzufuhr an Nahrungsmitteln empfiehlt daher eine maximale Aufnahmemenge (UL) von ≤ 25 % der Gesamtkalorien aus zugesetztem Zucker.3
Funktionen im Körper
Kohlenhydrate dienen in erster Linie zur Energiegewinnung im Stoffwechsel, weshalb man oft auch als Vorbereitung auf intensiveren Ausdauersport Begriffe wie "Carboloading" hört. Hierbei nimmt man gezielt stark kohlenhydrathaltige Speisen zu sich, um Glykogen (die Speicherform der Kohlenhydrate) anzureichern und am nächsten Tag über mehr Energiereserven zu verfügen. Kohlenhydrate erfüllen folgende Funktionen im Körper:2
Kohlenhydrate und deren Bestandteile spielen eine wichtige Rolle als Bausteine von Zellmembranen, die unsere Zellen umgeben.
Sie sind auch wesentliche Bestandteile von Glykoproteinen, die für die Signalübertragung wichtig sind, und der extrazellulären Matrix, die das Gewebe zwischen den Zellen bildet und sie umgibt.
Darüber hinaus sind sie entscheidende Bestandteile des Bindegewebes und der Nukleinsäuren, die genetische Informationen enthalten.
Kohlenhydrate dienen auch als Ausgangssubstanzen für die Herstellung von Nicht-Kohlenhydratverbindungen wie Aminosäuren und Lipiden.
Aufnahme und Stoffwechsel
Die Kohlenhydratverdauung beginnt im Mund, wo die Speichelamylase (auch α-Amylase 1 oder Ptyalin) den Abbau einleitet. Diese Enzyme im Speichel spalten bestimmte Zuckerverbindungen auf.14 Das merkt man gut, wenn man z.B. ein Stück Brot lange genug im Mund behält, bis die Enzyme die Verbindungen aufbrechen und wir die Süsskraft der Einzelzucker wahrnehmen.
Im nächsten Schritt gelangen die gespaltenen und ungespaltenen Kohlenhydrate über den Magen in den Darm. Die Darmschleimhautzellen können allerdings nur Monosaccharide aufnehmen. Deshalb muss der Körper Zwei-, Mehr- und Vielfachzucker in seine Grundbestandteile zerlegen. Dies geschieht über bestimmte Enzyme, die unser Speichel und das Pankreas (die Bauchspeicheldrüse) beisteuern. Wie weiter oben erwähnt, lassen sich aber nicht alle Bindungen spalten (z.B. die Bindung der Glukose-Einheiten in der Zellulose), was zur Unterscheidung in spaltbare (verwertbare) Kohlenhydrate und nicht spaltbare (unverwertbare) Kohlenhydrate führt.2 Letztere fallen in die Kategorie der Ballaststoffe, die wir einem anderen Beitrag behandeln.
Der Körper verarbeitet verschiedene Zuckerarten auf unterschiedliche Weise. Hier erklären wir, wie das bei Glukose, Fruktose und Galaktose funktioniert:
Glukose: Absorbierte (aufgenommene) Glukose gelangt ins Blut und bewirkt dort einen Anstieg des Insulinhormons. Dieses Hormon sorgt u.a. für eine effizientere Aufnahme von Glukose in die Skelettmuskulatur und das Fettgewebe. Einen Teil davon verarbeitet unser Körper durch Glykolyse (ein schrittweiser Abbau von Einzelzuckern wie der D-Glukose, der auch ohne Anwesenheit von Sauerstoff stattfindet) - und bei Vorhandensein von Sauerstoff nachfolgend im Citratzyklus (Abbauzyklus zum Zweck der Energiegewinnung und Bereitstellung von Bausteinen für weitere körpereigene Herstellungsprozesse).2,15 Den Anteil, den wir nicht benötigen, speichert unser Körper in Form von Glykogen in Leber- und Muskelzellen durch einen Prozess, den man "Glykogenese" (Glykogensynthese bzw. Glykogenbildung) nennt.
Fructose: Die Aufnahme des Einfachzuckers Fructose (direkt oder indirekt durch Zerlegung von Saccharose) in den Darmzellen hat eine niedrige Transportrate, es gelangt also nicht so viel Fructose pro Zeiteinheit in die Zellen, wie dies bei Glukose der Fall ist. Führt man zu viel Fructose über Nahrung oder Getränke zu, kann es zu einer Malabsorption (mangelhafte Aufnahme) durch die überlasteten Transportsysteme führen. Ist dieser Defekt angeboren oder erworben, bezeichnet man es als "Fructosemalabsorption". Die überschüssige und nicht aufgenommene Fructose gelangt dabei in den Dickdarm, wo sie als Nahrung für Darmbakterien dient, was in diesem Fall zu erhöhter Flatulenz (vermehrtes Abgeben von Gasen) führt oder gar einen Durchfall bewirkt. Die Verstoffwechselung erfolgt unabhängig vom Insulinhormon, ganz im Gegensatz zur Glukose.2 Dies führte zu der Empfehlung, Fructose als für Diabetiker geeignetes Süssungsmittel zu betrachten. Allerdings gibt es hier die Gefahr, dass der Fructoseüberschuss – gerade aus nicht natürlichen Quellen (Süssungsmitteln, Getränken) – zu einer gesundheitlichen Komplikation führt, auf die wir unter dem Punkt "Fructose in Süssungsmitteln – Überwiegt Nutzen oder Schaden?" weiter eingehen.2,16
Galaktose: Bei der Galaktose handelt es sich um einen Kohlenhydratbaustein der Lactose. Sie ist somit hauptsächlich in Milch und deren Produkten enthalten. Während bei vielen Europäern das Enzym Lactase, das für die Spaltung von Lactose in D-Glukose und D-Galaktose notwendig ist, auch nach dem Kindesalter bestehen bleibt, ist dies bei afrikanischen oder asiatischen Bevölkerungen in der Regel nicht der Fall. Wie bei der Fructose erfolgt der Stoffwechsel von Galaktose in der Leber unabhängig vom Insulinhormon.2
Speicherung - Verbrauch - Verluste
Der Körper speichert Kohlenhydrate als Glykogen in der Leber (etwa 80-120 g) und in den Muskeln (etwa 350-700 g).27 Die begrenzte Speicherkapazität für Glykogen in der Leber führt allerdings dazu, dass wir einen Überschuss an Glukose in Triacylglycerole (Triglyceride, Neutralfette) und Cholesterol (Cholesterin) umwandeln. Bei einem Glukosemangel schüttet der Körper den Antagonisten (Gegenspieler) des Insulinhormons, nämlich Glukagon, aus. Dieser baut das Glykogen ab (Glykogenolyse, also die Zersetzung von Glykogen) und stellt dem Körper somit wieder schnell verwendbare Glukose für die Energiegewinnung zur Verfügung.2
Auch wenn ein grosser Anteil an Glukose im Primärharn (erste Harnfraktion, die sich nach dem Filtrationsprozess in den Nierenkörperchen bildet) landet, nehmen wir die wertvolle Ressource durch Transportsysteme (primär SGLT-2, ein Ziel von einigen Arzneimitteln bei Diabetikern) wieder auf und transportieren die Glukose zurück. Deshalb findet sich bei gesunden Personen kaum Glukose im Endharn (aufkonzentrierter Harn, der in der Harnblase landet und den wir danach ausscheiden). Bei einer Überschreitung der Wiederaufnahmekapazität in der Niere (z.B. hoher Blutzucker bei Diabetes) gelangt mehr Glukose in den Harn und man spricht von Glukosurie (vermehrte Ausscheidung von Glukose über den Harn).2 Deswegen hat man früher den Diabetes auch als "honigsüssen Durchfluss" bzw. "Honigharnruhr" bezeichnet, denn durch den Zuckeranteil im Harn hat dieser einen süssen Geruch erhalten.
Unser Körper legt für Fruktose keine Speicherdepots an, die er bei einem Mangel verwerten kann, im Gegensatz zu Glukose. Fruktose hat, ähnlich wie Glukose, eine hohe Resorption (Wiederaufnahme) im Harnsystem und ist deshalb kaum im Endharn bzw. Urin enthalten.
Auch für Galaktose gibt es keine spezifische Speicherform. Zudem ist die Resorption aus dem Primärharn sehr effizient, weshalb Galaktose kaum im Endharn bzw. Urin enthalten ist.2
Zusatzinformationen für besonders interessierte Leser
Die Kohlenhydrate – wie schlimm sind sie wirklich?
Zuerst einmal ist es wichtig, den Begriff Kohlenhydrate korrekt zu definieren, um ein einheitliches Verständnis aufzubauen. Viele Personen verstehen unter Kohlenhydraten den Begriff "Zucker" oder "Stärke" oder beides. Aber Kohlenhydrate sind weit mehr. Nur die Einfach- und Zweifachzucker betrachtet man als "Zucker". Stärke ist ein Vielfachzucker – unser Körper kann ihn relativ einfach zerlegen; und doch gibt es auch Stärke, die unverändert in unseren Dickdarm gelangt, wo sie Darmbakterien fermentieren und sie ihnen als Nahrung dient. Der Grossteil der Ballaststoffe besitzt eine Kohlenhydrat-Struktur und gehört auch zu den Vielfachzuckern – und diese sind vieles, aber in der Regel das Gegenteil von gesundheitsschädlich. Man trennt Ballaststoffe in Nährwertkennzeichnungen von den Kohlenhydraten wegen der Verdaulichkeit, aber streng gesehen gehören sie dazu – nur daran denkt meist keiner, wenn er von "Low-Carb"-Diät spricht (Fokus auf kohlenhydratfreien Lebensmitteln bzw. solchen mit wenig Kohlenhydraten).
Wie im Text weiter oben erwähnt, sind Kohlenhydrate für uns nicht essenziell, da wir sie aus anderen Bestandteilen wie Proteinen und Fetten selbst herstellen können. Eine Zufuhr wäre theoretisch nicht notwendig – wobei die in Form von Ballaststoffen zugeführten Kohlenhydrate eine ganze Reihe an positiven und gesundheitlich schützenden Effekten für uns haben. Diese kommen aber typischerweise gerade in der westlichen Ernährungsweise und im Fast-Food-Zeitalter zu kurz.
Es steht nicht zur Debatte, dass der Verzehr von Lebensmitteln mit einem hohen Anteil an raffinierten (verarbeiteten und isolierten) Zuckern, wie sie beispielsweise in Weissmehl zu finden sind, im Übermass nicht gut für unseren Körper ist. Daraus angefertigte Produkte wie Pizzateig, Weissbrot, helle Pasta etc. besitzen kaum Ballaststoffe und nur einfach verfügbare Kohlenhydrate – bzw. "Zucker".12 Dies steigert die Insulinausschüttung im Vergleich zu Vollkornprodukten, wobei es sogar zu einer erhöhten Insulinsensitivität kommen kann.18
Sieht man die Kohlenhydrate nur als Mono- und Disaccharide, stehen sie in einem schlechten Licht. Aber in Form von Vollkornprodukten etc., die einen hohen Ballaststoffanteil aufweisen, lässt sich der Effekt der Zuckerfreisetzung gut kompensieren. Zudem enthalten weniger verarbeitete Lebensmittel neben einer besseren Kohlenhydratzusammensetzung auch mehr Mikronährstoffe wie Vitamine und Mineralien als stark verarbeiteten Produkten.
Kurz und knapp: Kohlenhydrate sind nicht grundlegend schlecht. Ein Überfluss an leicht verfügbaren und einfach spaltbaren Kohlenhydraten schadet uns auf lange Sicht und belastet unsere Körperkreisläufe, vor allem den Blutzucker. Verzehrt man mehr naturnahe und unverarbeitete Lebensmittel mit höherem Anteil an wertvollen Kohlenhydraten, unterstützt man das Verdauungssystem, fördert die Mikrobiota und schützt somit seine Gesundheit langfristig.
Fructose in Süssungsmitteln – überwiegt Nutzen oder Schaden?
Ein hoher Fruktosekonsum steht im Verdacht, das Risiko einer "nicht alkoholischen Fettlebererkrankung" (NAFLE) zu erhöhen. Zu diesem vielfältigen Krankheitsbild gehört die Ansammlung von Fett in der Leber und entzündliche Erkrankungen der verfetteten Leber – die man auch unter dem Fachbegriff "Steatohepatitis" (Fettleberentzündung) kennt.19
Niko Rittenau hat in seinem Buch auch Studien zu dieser Thematik zusammengefasst. Er schreibt, dass Wissenschaftler den Überkonsum von Fructose zwar als wichtigen Parameter für NAFLE sehen, dies aber vom Konsum reiner Früchte zu trennen sei. NAFLE findet sich häufig im Zusammenhang mit Erkrankungen wie Diabetes Typ II, Übergewicht und dem Metabolischen Syndrom (gemeinsames Auftreten bestimmter Erkrankungen wie Übergewicht, Zucker- und Fettstoffwechselstörungen sowie Bluthochdruck). Doch Untersuchungen zeigten, dass nur eine hyperkalorische Energiezufuhr (höhere Kalorienzufuhr als Verbrauch) negative Effekte von Fructose hat. Zudem essen Patienten mit NAFLE im Schnitt viel weniger Früchte als gesunde Vergleichspersonen. Dies führt zu folgender Schlussfolgerung: Ein Überschuss an Kalorien kann einen negativen Effekt von Fructose bewirken und Früchte scheinen nicht der eigentliche Mitverursacher des genannten Krankheitsbildes zu sein, sondern nicht natürlich angereicherter Fruchtzucker. Dazu zählt u.a. der fructosereiche Maissirup (HFCS = High Fructose Corn Syrup).16
HFCS stellt man aus Maisstärke (Speisestärke, Maizena) her – er hat eine intensive Süsskraft und geringe Herstellungskosten. Durch seine Anwendung in Fertigprodukten stellt er vor allem in Nordamerika eine wesentliche Fructose-Quelle dar. HFCS steht im Verdacht, bei der Entstehung der NAFLE, bei viszeraler Adipositas (Ablagerung von Fettgewebe im Bauchinneren) und bei Fettstoffwechselstörungen mitzuwirken.2 Nach heutigem Wissensstand kann man davon ausgehen, dass zu viel isolierte Fructose und ein Kalorienüberschuss negative gesundheitliche Folgen haben, während die Aufnahme von Fructose durch Früchte bei gesunden Personen schützende Effekte hat. Des Weiteren zeigte der regelmässige Verzehr von Obst bzw. Früchten einen gewichtsreduzierenden Effekt.16
Es lässt sich somit sagen, dass man sich im Alltag nicht vor dem in Früchten enthaltenen Fruchtzucker zu fürchten braucht, sofern man diesen nicht in solchen Mengen aufnimmt, dass es die eigenen Transport- und Abbaukapazitäten übersteigt. Jedoch sind künstliche Süssgetränke und fructosehaltige Süssungsmittel nur in geringen Mengen oder besser gar nicht zu geniessen. Auch sollte man das Versprechen von "für Diabetiker geeigneten Süssungsmitteln" nicht ohne kritische Betrachtung hinnehmen. Die Süssungsmittel auf Fruktosebasis steigern zwar nicht den Insulinspiegel, doch belasten sie die Leber und könnten auf lange Sicht nach gegenwärtigem Wissensstand einen Beitrag zu den hier genannten Erkrankungen leisten.
Besonders hohe Fruktosekonzentrationen finden sich in folgenden Lebensmitteln: Agavendicksaft, Apfeldicksaft, Ahornsirup und Honig. Aber auch gepresste Fruchtsäfte, Süssgetränke, Fast-Food und viele Süssigkeiten sind reich an Fructose.12
Mythen in der Ernährung rund um Zucker
In den nachfolgenden beiden CLICK FORs finden Sie recherchierte Antworten auf die bekanntesten Mythen rund um Kohlenhydrate bzw. Zucker. Wir gehen der gesundheitlichen Überlegenheit von Honig über Zucker nach und klären auf, ob brauner Zucker wirklich viel besser als weisser Zucker ist:
Mythos I: Ist Honig viel besser als Zucker?
Honig ist süsser als Haushaltszucker (Saccharose), da ein von den Bienen verwendetes Enzym, die Invertase, den Fruchtnektar in Glukose und Fructose spaltet. Letztere hat eine höhere Süsskraft als Saccharose und man benötigt deshalb weniger davon.2 Das Mineralien- und Vitaminprofil im Honig variiert je nach Blütensorte und geografischer Herkunft und macht zwischen 0,2 und 0,5 % des Honigtrockengewichts aus.20 Damit sind diese Anteile im Honig zwar grösser als in weissem Zucker12, sie machen aber mengenmässig im Verhältnis zur empfohlenen Tageszufuhr in diversen Ernährungsrichtlinien praktisch keinen Unterschied.
Die phytochemischen Verbindungen im Honig, die deren biologische Aktivität beeinflussen, hängen von verschiedenen Faktoren ab: Blütenquelle, Honigtyp, Konzentration und Bienentyp.20 Die meisten therapeutischen Eigenschaften des Honigs führen Forscher auf die Polyphenole zurück, deren Mechanismen aber nicht vollständig geklärt sind.20,21
Qualität lohnt sich, denn diverse Bedingungen wie Erhitzung bei hohen Temperaturen während der Herstellung, hoher Feuchtigkeitsgehalt, Verfälschung, schlechte Verpackung und schlechte Lagerbedingungen beeinträchtigen die ernährungsphysiologischen Vorteile des Honigs.22,23 Auch bei der Zugabe von Honig zu Getränken und Speisen sollten diese nicht mehr heiss sein. So lässt sich z.B. das Enzym Invertase bei 40 °C zerstören und andere hitzesensitive Inhaltsstoffe sind ebenfalls betroffen.24
Des Weiteren ist zu beachten, dass ein Risiko für Clostridium-botulinum-Sporen vorhanden ist. Denn der Erhitzungsprozess beim Honig ist ungenügend, um diese abzutöten. Was für Erwachsene kein Problem ist, kann bei Kleinindern eine Keimung dieser Bakterien begünstigen, und deshalb ist Honig gemäss Ernährungsleitlinien nicht für deren Verzehr empfohlen.2
Fazit: Honig lässt sich wegen seiner erhöhten Süsskraft als Zuckerersatz anwenden. Um ernährungsphysiologisch wertvolle Inhaltsstoffe zu nutzen, eignet sich kalt geschleuderter Honig am besten – vorzugsweise ohne Hinzugabe in heisse (> 40 °C) Getränke oder Speisen. Einige neuere Studien sprechen dem Honig gesundheitsfördernde Eigenschaften zu, doch weitere experimentelle und klinische Forschungen sind nötig für eine eindeutige Beweislage und einen möglichen Einsatz gegen entzündliche Erkrankungen. Inhaltsstoffe schwanken je nach Blütenquelle, Honigtyp, Konzentration und Bienentyp – es lohnt sich, auf bessere Qualität zu achten. Honig ist sicherlich gesünder als weisser Zucker, die Zufuhr sollte aber auch nur massvoll erfolgen und bei Kleinkindern rät man wegen möglicher Kontamination mit hitzeresistenten bakteriellen Sporen vom Verzehr ab.
Mythos II: Ist brauner Zucker besser als weisser Zucker?
Oft liest man, dass brauner Zucker (Rohzucker, Vollrohrzucker, Vollzucker) gesünder ist als weisser Zucker. Der weisse besteht zu mindestens 99,5 % aus reiner Saccharose und man "raffiniert" (aufreinigen) ihn durch Auflösen, Filtrieren, Auskristallisieren und Zentrifugieren aus Zuckerrohr oder Zuckerrüben. Die dabei als Nebenprodukt anfallende Molasse enthält neben Zucker weitere Bestandteile wie Vitamine, anorganische Salze und Betain (primär in Rübenzucker-Molasse).2
Meistens handelt es sich bei braunem Zucker um normalen Haushaltszucker, der durch die erneute Zugabe von genau dieser Melasse eine braune Färbung erhält. Alternativ kann brauner Farbstoff beigemengt sein oder man führt nicht alle Raffinationsschritte durch. Bei letzterer Möglichkeit färben Melassereste dann den Zucker braun.2
Ein Vergleich von braunem mit weissem Zucker, basierend auf den Nährwertangaben des USDA (Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten), zeigt, dass 100 g brauner Zucker gerade einmal 2,68 mg Vitamine, 253 mg Mengenelemente (Makro-Mineralstoffe) und 0,7 mg Spurenelemente (Mikronährstoffe) mehr enthält als die gleiche Menge an weissem Zucker.12 Im Hinblick auf die Bedürfnisse des menschlichen Körpers für diese Inhaltsstoffe und die in 100 g braunem Zucker enthaltene Menge entfällt der gesundheitliche Nutzen. Der Hauptunterschied liegt am Geschmack und in der Anwendung in der Küche, z.B. beim Backen.
Fazit: Wie im Buch von Biesalski treffend zusammengefasst, gibt es keine Beweise für einen signifikanten gesundheitlichen Nutzen von braunem Zucker.2
Ein anderes Beispiel ist der in letzter Zeit oft erwähnte Kokosblütenzucker. Ein Vergleich zwischen den Nährstoffen von 100 g Kokosblütenzucker und der gleichen Menge an weissem Zucker zeigt, dass der aus den Blütenständen gewonnene Palmzucker zwar etwas weniger Gesamtzucker enthält (ca. 8 %) und mehr Mineralstoffe (1,2 g) sowie Proteine (1,4 g) beisteuert.12,25 Jedoch ist die Differenz auch hier sehr gering. Und wenn man die Umweltfreundlichkeit des Transportweges bei Kokosblütenzucker in westlichen Ländern betrachtet (meist aus Asien stammend), ist die Anwendung bei einem verschwindend geringeren Inhaltsstoff-Vorteil fraglich. Da sind Sie besser bedient, wenn Sie die Finger vom Zucker lassen, egal welcher Art und Herkunft.
Schlussfolgerung
Die Grundbausteine von Kohlenhydraten können wir selbst aus Aminosäuren und Fetten herstellen, weshalb ihre Aufnahme durch die Nahrung streng genommen nicht zwingend notwendig ist. Doch die Definition von Kohlenhydraten an sich ist leider nicht jedem bekannt. Gerade Mehr- und Vielfachzucker enthalten für uns unverdauliche, aber für unsere Mikrobiota (Darmbakterien) wertvolle Nahrungsbestandteile. Diese fördern unsere Darmgesundheit, verzögern den Anstieg des Blutzuckerspiegels, führen zu einem verlängerten Sättigungsgefühl, fördern den Abbau von Cholesterin, schützen uns vor schädlichen Keimen und erhöhen auch die Aufnahme von gewissen Mikronährstoffen. Da wir diese Art der Kohlenhydrate aber nicht zerkleinern und aufnehmen können, stehen sie beispielsweise im EU-Raum auf Nährwertangaben von Lebensmitteln getrennt als "Ballaststoffe".
Die Zunahme von Fertigprodukten, gepaart mit fructosehaltigen Süssgetränken in der Ernährung vieler Länder, führt zu einem Überschuss an einfach verfügbaren Kohlenhydraten – kurz "Zucker". Das wirkt sich über die Zeit nachteilig auf unsere Gesundheit aus und fördert die Entstehung von Zivilisationskrankheiten. Zuckerersatzstoffe oder Süssstoffe sind eine Möglichkeit, das Verlangen nach Süsse auf einem alternativen Weg kurzfristig zu stillen, halten es aber auf Dauer aufrecht. Fructose ist trotz seiner insulinunabhängigen Verstoffwechselung nicht als Zuckeralternative für Diabetiker geeignet. Hingegen hat deren Aufnahme in Form von ganzen Früchten gesundheitliche Vorteile. Das bedeutet: Nur der Konsum als Süssmittel in Getränken und Fertigprodukten ist nicht zu empfehlen. Kurz gesagt, eine gesunde Mischung aus einer Vielzahl an Kohlenhydraten mit hohem Anteil an Ballaststoffen und wenig Zucker (Einfach- und Zweifachzucker) bietet signifikante gesundheitliche Vorteile. Raffinierter Zucker, z.B. in Form von Weissmehl in Gebäck und Pizzateig, führt zu einem starken Insulinanstieg und ist deshalb ernährungsphysiologisch bedenklicher als der Griff zu Vollkornprodukten.
Zusatz: Zuckeraustauschstoffe und Süssstoffe
Zuckeraustauschstoffe gelten als alternative Süssungsmittel, da ihr Stoffwechsel weitgehend unabhängig vom Insulinhormon erfolgt und sie den Blutzuckerspiegel nur minimal beeinflussen. Die bekanntesten Vertreter sind Fructose und natürliche Zuckeralkohole wie Sorbitol und Xylitol. Daneben gibt es synthetisch hergestellte Zuckeralkohole wie Maltitol, Isomalt und Lactitol.2 Zuckeralkohole sind energieärmer als Einfach- und Zweifachzucker, können aber in grösseren Mengen durch den teils unveränderten Weitergang in den Dickdarm zu Durchfällen führen.
Süssstoffe haben einen sehr intensiven Geschmack und unterscheiden sich durch die Süsskraft von den Zuckeraustauschstoffen. Dazu zählen u.a. Sucralose (E955), Saccharin (E954), Cyclamat (E952), Aspartam (E951) und Acesulfam-K (E950). Auf die einzelnen Vertreter der Zuckeraustauschstoffe und Süssstoffe gehen wir hier nicht weiter im Detail ein.2
Strukturen
Kohlenhydrate lassen sich aufgrund ihrer Struktur in drei grosse Gruppen einteilen: (1) Einfachzucker (Monosaccharide und Disaccharide) wie Glukose oder Saccharose (Glukose und Fructose); (2) komplexe Kohlenhydrate wie Glykogen, Stärke und Zellulose, die aus mehreren verknüpften Glukosemolekülen bestehen; und (3) Glykokonjugate, bei denen es sich um modifizierte Formen von Glukose handelt, die kovalent entweder an Proteine (Glykoproteine) oder Lipide (Glykolipide) gebunden sind.26
Die Kohlenhydrate bestehen aus Verbänden von Kohlenstoff- (C), Wasserstoff- (H) und Sauerstoffatomen (O) im Verhältnis von 1:2:1 in der Zusammensetzung Cn(H2O)n (n = beliebige Nummer, z.B. n = 6 → C6(H2O)6 = Glukose bzw. Traubenzucker).2
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