LESEPROBE. Grundlagen der Nährstoffe

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1 LESEPROBE Grundlagen der Nährstoffe

2 Kapitel 2 Kohlenhydrate 2.1 Einteilung der Kohlenhydrate Monosaccharide Disaccharide Polysaccharide 2.2 Kohlenhydratverdauung 2.3 Kohlenhydratstoffwechsel Verdauliche Kohlenhydrate Ballaststoffe 2.4 Empfehlungen für die Kohlenhydratbedarfsdeckung Lehrskript Seite 17 von 158

3 Lernorientierung Sie können nach Bearbeitung dieses Kapitels: Seite 18 von 158 Auskunft über Kohlenhydrate, deren Eigenschaften und Vorkommen geben; die Kohlenhydratverdauung benennen; die Grundzüge des Kohlenhydratstoffwechsels erklären sowie die Aufgaben der Kohlenhydrate ableiten und Empfehlungen für die Kohlenhydratzufuhr geben.

4 2.1 Einteilung der Kohlenhydrate Kohlenhydrate, auch Saccharide genannt, sind der Sammelbegriff für alle Zucker- und Stärkearten sowie für Ballaststoffe. Sie kommen in allen pflanzlichen sowie in einigen tierischen Nahrungsmitteln vor (siehe Tabelle 6). Kohlenhydratlieferanten pflanzlich tierisch Getreide und Getreideprodukte, Milch und Milchprodukte, Leber Kartoffeln, Hülsenfrüchte, Obst und Gemüse, Zucker, Nüsse, Samen Tabelle 6 Kohlenhydratlieferanten der Nahrung (Quelle: Eigene Darstellung) Kohlenhydrate sind aus den Elementen Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) zusammengesetzt sowie in 3 Gruppen unterteilt: Einfachzucker (Monosaccharide) Zweifachzucker (Disaccharide) Vielfachzucker (Polysaccharide) Abbildung 2 zeigt den Aufbau der verschiedenen Zuckerarten. Abbildung 2 Kohlenhydratarten (Quelle: Seite 19 von 158

5 Im Rahmen der Beratung ist hauptsächlich die Form der verzehrten Kohlenhydrate relevant. Denn Einfachzucker (Monosaccharide) gehen viel schneller ins Blut als Mehrfachzucker (Polysaccharide). D. h., je höher der Anteil an Einfachzuckern in der Nahrung ist, umso höher steigt der Blutzuckerspiegel an Monosaccharide Zu den Monosacchariden zählen Glukose (Traubenzucker), Fruktose (Fruchtzucker) und Galaktose (Schleimzucker). Monosaccharide haben gemeinsame Eigenschaften (siehe Tabelle 7): schmecken süß leicht verdaulich wasserlöslich keine Spaltung im Körper notwendig Vertreter Vorkommen Besonderheiten Glukose (Traubenzucker) Fruktose (Fruchtzucker) Galaktose (Schleimzucker) Tabelle 7 Monosaccharide (Quelle: Eigene Darstellung) Seite 20 von 158 Früchte, Honig, Saccharose (Haushaltszucker) Früchte, Honig, Saccharose (Haushaltszucker) Laktose (Milchzucker) häufigster und biologisch wichtiger Einfachzucker Zuckeraustauschstoff (Verwertung ohne Insulin), etwas höhere Süßkraft als Haushaltszucker verursacht das schleimige Gefühl im Mund nach Milchverzehr

6 2.1.2 Disaccharide Lehrskript Zu den Disacchariden gehören Saccharose (Rohr- und Rübenzucker, Haushaltszucker), Maltose (Malzzucker) und Laktose (Milchzucker) (siehe Tabelle 8). Die gemeinsamen Eigenschaften der Disaccharide sind: schmecken süß wasserlöslich bei der Verdauung in Einfachzucker gespalten Disaccharide entstehen aus zwei Bausteinen Einfachzucker unter Abspaltung eines Wassermoleküls (Kondensation). Durch Wasseranlagerung erfolgt wieder die Spaltung in Einfachzucker (Hydrolyse). Vertreter Vorkommen Besonderheiten Saccharose (Rohr- und Rübenzucker) Maltose (Malzzucker) Laktose (Milchzucker) Tabelle 8 Disaccharide (Quelle: Eigene Darstellung) Zuckerrüben, Zuckerrohr, Früchte, Ahornzucker Keime (z. B. Weizenkeime) Milch und Milchprodukte besteht aus 1x Glukose und 1x Fruktose besteht aus 2x Glukose, entsteht bei der Stärkeverdauung besteht aus 1x Glukose und 1x Galaktose, wichtigstes Kohlenhydrat der Muttermilch, besonders bei Erwachsenen in großen Mengen abführend (Laktoseintoleranz) Seite 21 von 158

7 Übung - Süßkraft Im Supermarkt und in den Reformhäusern finden wir zahlreiche Zuckerarten. Gehen Sie bewusst durch die Regalreihen und vergleichen Sie die Süßkraft von Kohlenhydraten. Geben Sie dabei die Reihenfolge der Süßkraft an (absteigende Folge): Haushaltszucker Glukose Fruktose Laktose Veröffentlichen Sie Ihre Ergebnisse im Forum der Lerngruppe dieses Lehrgangs und diskutieren Sie diese mit Ihren Lehrgangskollegen. Scannen Sie diesen QR-Code ab und sehen Sie sich das Lehrvideo zu dem Thema Aufbau der Kohlenhydrate an. Alternativ finden Sie die Lehrvideos auch in unserem Online Campus. Seite 22 von 158

8 2.1.3 Polysaccharide Lehrskript Polysaccharide entstehen, ebenfalls unter Wasserabspaltung, aus vielen Molekülen Traubenzucker (Glukose). Sie haben keinen süßen Geschmack und unterschiedliche Lösungseigenschaften. Es gibt verdauliche und nicht verdauliche Polysaccharide. Stärke und Glykogen Stärke und Glykogen gehören zu den verdaulichen Kohlenhydraten. Sie bestehen aus mehreren Glukosebausteinen. Vertreter Vorkommen Besonderheiten Stärke Kartoffeln, Getreide, Hülsenfrüchte, Reservestoff in Knollen, Früchten und Samen Speicherkohlenhydrat der Pflanzen, Amylose: in heißem Wasser löslich, Amylopektin: wasserunlöslich, quillt in heißem Wasser Glykogen Leber, Muskulatur wasserunlöslich, Speicherkohlenhydrat von Mensch und Tier Tabelle 9 Polysaccharide (Quelle: Eigene Darstellung) Stärke besteht aus zwei unterschiedlichen Vielfachzuckern (siehe Tabelle 9): a) Amylose: Befindet sich im Inneren des Stärkekorns und macht ca. 20 % des Korns aus. Amylose ist in heißem Wasser löslich, wobei sie eine Art Kleister bildet. Sie kann jedoch leicht wieder auskristallisieren (in den festen Zustand zurückgehen). Dies bezeichnet z. B. die Eigenschaft von Brot, das sogenannte altbacken. b) Amylopektin: Macht % des Stärkekorns aus; es bildet die Hüllschicht. Amylopektin ist wasserunlöslich und quillt in heißem Wasser auf. Seite 23 von 158

9 Hinweis Rohe Stärke ist unverdaulich. Das ist z. B. der Grund, warum Kartoffeln erst im gekochten Zustand verdaulich sind. Dextrine sind ein Abbauprodukt von Stärke und bestehen aus etwa 4 35 Glukosebausteinen. Sie entstehen bei der Verdauung sowie beim trockenen Erhitzen von Stärke, z. B. in der Brotrinde und im Zwieback. Dextrine sind sehr gut wasserlöslich und haben eine geringe Süßkraft. Hinweis Dextrine sind leichter verdaulich als Stärke, da der Verdauungstrakt nur noch wenige Moleküle aufspalten muss. Somit eignen sie sich als Energiequelle bei Magen-Darm-Erkrankungen, z. B. Durchfall. Glukose, die der Körper weder für die Energiegewinnung oder zu sonstigen Stoffwechselleistungen nutzt, speichert er in Form von Glykogen in Muskulatur und Leber. Bei Bedarf erfolgt der Rückbau von Glykogen in Glukose, um dem Organismus als Energiequelle zu dienen. Glykogen ist wasserunlöslich. Über die Nahrung findet nur eine geringe Aufnahme statt Leber und mageres Fleisch (Muskelfleisch) enthalten geringe Mengen Glykogen. Ballaststoffe Ballaststoffe sind unverdauliche Nahrungsbestandteile, größtenteils handelt es sich dabei um Polysaccharide. Sie sind nur in pflanzlichen Lebensmitteln enthalten, der Darm scheidet sie unverändert/unverdaut wieder aus. Ballaststoffe regen die Darmbewegung an und dienen den Darmbakterien als Nahrungsgrundlage. Es gibt lösliche und nichtlösliche Ballaststoffe. Lösliche Ballaststoffe Pektin Guarkernmehl Johannisbrotkernmehl 1 Seite 24 von 158 Nichtlösliche Ballaststoffe Zellulose Lignin Hemizellulose resistente Stärke Tabelle 10 Löslichkeitsverhalten von Ballaststoffen 1 nur in heißem Wasser löslich, in kaltem Wasser quillt es nur (Quelle: Eigene Darstellung)

10 Der wichtigste Vertreter der Ballaststoffe ist die Zellulose, ein Hauptbestandteil von Baumwolle und Holz (siehe Tabelle 11). Vertreter Vorkommen Besonderheiten Zellulose Lignin Hemizellulose Pektin Guarkernmehl Resistente Stärke Johannisbrotkernmehl Tabelle 11 Ballaststoffe (Quelle: Eigene Darstellung) Getreide, Gemüse, Obst, Hülsenfrüchte, Kartoffeln verholztes Gemüse (z. B. Spargel) Getreide (z. B. Weizenkeime), Obst und Gemüse Gerüstsubstanz in Beeren, Kernobst, unreifem Obst sowie Quitten in den Samen der indischen Büffelbohne z. B. in erneut aufgewärmten Kartoffeln in den Samen des Johannisbrotbaumes wasserunlöslich, Gerüstsubstanz der Pflanzen bindet Gallensäuren (Beitrag zur Optimierung der Blutfette) vergrößert das Stuhlvolumen, beschleunigt den Stuhlgang, beugt Verstopfung (Obstipation) vor bildet Gelee (Gelierung beim Marmeladekochen), bindet Gallensäuren, zu 90 % bakteriell abbaubar Schleimstoff mit unverdaulichen Polysacchariden, Verdickungsmittel (z. B. im Joghurt) unverdauliche Stärkeart (keine Verwertung im Verdauungstrakt) Verdickungsmittel Seite 25 von 158

11 Übung Löslichkeit von Kohlenhydraten Geben Sie in je ein Schälchen mit kaltem Wasser: a) 1 TL Stärke b) 1 TL Zucker c) ½ geriebene Kartoffel Wie unterscheidet sich die Löslichkeit von den Kohlenhydraten? Beschreiben Sie was Sie sehen. Veröffentlichen Sie Ihre Ergebnisse im Forum der Lerngruppe dieses Lehrgangs und diskutieren Sie diese mit Ihren Lehrgangskollegen. Übung Zuordnung und Bestimmung von Lebensmitteln Lebensmittel enthalten unterschiedliche Kohlenhydrate. Ordnen Sie die folgenden Lebensmittel der jeweiligen Kohlenhydratart in der Tabelle zu (Mehrfachnennungen möglich): Brot, Gemüse, Haushaltszucker, Honig, Hülsenfrüchte, Kartoffeln, Kuchen, Limonade, Mehl, Obst, Reis, Saft, Süßigkeiten, Teigwaren, Vollkornprodukte Zucker ist enthalten in Stärke ist enthalten in Ballaststoffe sind enthalten in Ein Bekannter von Ihnen sieht diese Liste. Er erzählt Ihnen, dass er vor kurzem einen Artikel gelesen hat, in dem es um Zweifachzucker und Dextrine geht und fragt Sie, ob dies in den oben genannten Lebensmitteln ebenfalls enthalten ist. Zudem erinnert er sich an die Begriffe Laktose, Saccharose und Maltose, aber leider nicht mehr aus welchen Bausteinen diese bestehen. Helfen Sie Ihrem Bekannten auf die Sprünge, indem Sie ihm die offenen Punkte erklären. Veröffentlichen Sie Ihre Ergebnisse im Forum der Lerngruppe dieses Lehrgangs und diskutieren Sie diese mit Ihren Lehrgangskollegen. Seite 26 von 158

12 2.2 Kohlenhydratverdauung Lehrskript Im menschlichen Organismus können Kohlenhydrate nur als Monosaccharide ins Blut gelangen, d. h., Di- und Polysaccharide muss der Körper vorher spalten. Die Verdauung beginnt bereits im Mund. Die Zähne zerkleinern die Speisen, der Speisebrei vermischt sich mit Speichel. Das Enzym Amylase (Alpha-Amylase, Ptyalin) im Speichel spaltet die Bindungen der Polysaccharide. Aus Stärke und Glykogen entstehen Dextrine und Maltose. Diese gelangen zusammen mit Saccharose und Laktose ohne weitere Spaltung in den Darm. Hinweis Stärke und Glykogen bestehen aus Zuckermolekülen. Aus Stärke und Glykogen entstehen Dextrine und Maltose. Enzyme aus dem Speichel = Amylasen Im Magen ist kein kohlenhydratspaltendes Enzym vorhanden. Die Amylase des Mundspeichels wirkt hier weiter, bis zur Deaktivierung durch Magensäure. Hinweis Speichelenzyme wirken im Magen bis zur Deaktivierung durch Magensäure. Im sich anschließenden Zwölffingerdarm (Duodenum) mündet der Ausführungsgang der Bauchspeicheldrüse (Pankreas). Dieser bildet wichtige Verdauungsenzyme: Amylasen, die die Wirkung der Mundspeichelamylase fortsetzen, sowie Glukosidasen, die Verzweigungsstellen von Amylopektin und Glykogen spalten. Durch die Aktivität dieser Enzyme entstehen ebenfalls Dextrine. Seite 27 von 158

13 Hinweis Amylasen setzen im Zwölffingerdarm die Wirkung der Mundspeichelamylase fort. Glukosidasen spalten die Verzweigungsstellen von Amylopektin und Glykogen. Die Endprodukte sind Maltose und Glukose. Enzyme aus dem Bauchspeicheldrüsensaft = Amylasen und Glukosidasen. Es folgt die Zerlegung der Disaccharide Maltose, Saccharose und Laktose durch in der Dünndarmschleimhaut (Mucosa) befindliche Enzyme: Das Enzym Maltase spaltet Maltose in zwei Moleküle Glukose, Saccharase spaltet Saccharose in Glukose und Fruktose, Laktase spaltet Laktose in Glukose und Galaktose. Dieser Prozess ist eng an die Resorption (Aufnahme der Nährstoffe durch die Dünndarmschleimhaut) gebunden. Während der Resorption der Disaccharide durch die Dünndarmschleimhaut erfolgt also die Spaltung in Monosaccharide. Diese bilden die Endprodukte der Kohlenhydratverdauung. Anschließend kommt es zur Abgabe ans Blut und zum Weitertransport in die Leber. Hinweis Spaltung der Disaccharide in Monosaccharide bei der Resorption (Durchtritt durch Dünndarmschleimhaut). Anschließend Abgabe der Monosaccharide ans Blut. Enzyme der Dünndarmschleimhaut = Maltase, Saccharase, Laktase Je mehr Mono- und Disaccharide in der Nahrung vorhanden sind, umso schneller erfolgt die Verdauung sowie die Abgabe ans Blut. Diese Zuckerarten stehen dem Stoffwechsel somit sehr schnell als Energielieferant zur Verfügung. Hinweis Ein Diabetiker macht sich das z. B. zunutze, wenn sein Blutzuckerspiegel sehr stark abgesunken ist (Unterzuckerung): Er verzehrt dann Traubenzucker, der den Blutzuckerspiegel schnell wieder ansteigen lässt. Seite 28 von 158

14 Langfristig ist es jedoch günstiger, Kohlenhydrate in Form von Stärke und in Verbindung mit Ballaststoffen (z. B. Vollkornprodukte) zuzuführen. So steigt der Blutzuckerspiegel nur langsam an und bleibt relativ lange konstant. Übung Geschmacksveränderung Kauen Sie eine Brotrinde und achten Sie auf die Geschmacksveränderung. Beschreiben Sie diese und geben Sie den Grund für die Veränderung an. Veröffentlichen Sie Ihre Ergebnisse im Forum der Lerngruppe dieses Lehrgangs und diskutieren Sie diese mit Ihren Lehrgangskollegen. Seite 29 von 158

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