Inhalt – Ernährungslehre

Inhalt Ernährungslehre

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» Fette
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» Technologische Eigenschaften
» Lipoide
» Eiweiße
» Aufbau
» Technologische Eigenschaften
» Vitamine
» Übersicht
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» Übersicht
» Zusatz- & Schadstoffe
» Zusatzstoffe
» Schadstoffe
» Bedarf an Nährstoffen
» energieliefernde Nährstoffe
» Energiebedarf
» Nährstoffbedarf
» Stoffwechsel
» Verdauung der Nährstoffe
» Übersicht Stoffwechsel
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» Vollwertige Ernährung und Vollwertkost
» Vollwertkost und Vollwerternährung
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» Bau und Wirkungsweise
» Küchentechnische Nutzung
» Konservierung
» Chemische Verfahren
» Physikalische Verfahren
» Das Auftauen von Lebensmitteln
» Hygiene
» Gefahr durch Mikroorganismen

Zusatz- & Schadstoffe

Zusatzstoffe & Schadstoffe

» Zusatzstoffe
» Gruppen von Zusatzstoffen
» Schadstoffe

Zusatzstoffe

= Stoffe, die nicht natürlicherweise in Lebensmitteln vorkommen

 Begriffsbestimmung

  • keine natürlichen Stoffe
  • kein Nährstoffgehalt
  • wirken meist dem mikrobiellen Verderb entgegen
  • Stoffe, die dazu bestimmt sind, Lebensmitteln zur Beeinflussung ihrer Beschaffenheit oder zur Erzielung bestimmter Eigenschaften oder Wirkungen zugesetzt zu werden.

Wozu?

  • als Konservierungstoffe gegen den mikrobiellen Verderb
  • Verbesserung des Nährwertes (Zusatz von Vitaminen)
  • Veränderung der Konsistenz (Zusatz von Emulgatoren, Geliermitteln)
  • Veränderung von optischen und geschmacklichen Eigenschaften (Zusatz von Farbstoffen, Süßstoffen)

Wann dürfen sie zugesetzt werden?

  • bei gesundheitlicher Unbedenklichkeit
  • bei technologischer Notwendigkeit
  • wenn die gesetzlichen Höchstmengen nicht überschritten werden
  • auf Speisekarten muss ihr Einsatz kenntlich gemacht werden.
  • nur bei ganz bestimmten Produkten erlaubt
  • => sie müssen also genehmigt sein !!!

medizinische Probleme

  • Tuberkulose der Atemorgane
  • Ausscheidung von Straphylokokken
  • Salmonellen und Shigellen
  • ansteckende Hautkrankheiten
  • Allergien
  • einige Zusatzstoffe sind krebserregend

Gruppen von Zusatzstoffen

chemische Konservierungsstoffe
Sorbinsäure
Benzoesäure
PHB-Ester
Ameisensäure
schweflige Säuren
Propionsäure
(früher bei Schwarzbrot, heute verboten)
Süßungsmittel
Farbstoffe
(einige sind allergieauslösend)
Geschmacksverstärker
(wie Glutamat)
Emulgatoren/Stabilisatoren

Schadstoffe

Rückstände

sind Anteile von Stoffen, die nach einer gewollten Behandlung der Vorprodukte von Lebensmitteln teilweise darin verblieben sind (Pflanzenschutz-, Schädlingsbekämpfungs- und Düngemittel.

Zu ihnen zählen auch Stoffe, die auf Verunreinigungen zurückzuführen sind, ebenso Tierarzneimittelrückstände

Schadstoffe

sind lebensmittelfremde Stoffe, die aus der Umwelt in Lebensmittel gelangt sind und darin verbleiben.

Beispiele:

  • Schwermetalle, vor allem Cadmium, Blei Quecksilber)
  • polychloride Biphenyle (PCB)
  • Polychlorphenole (PCP)
  • polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

ob sie giftig sind, hängt von der aufgenommenen Menge und deren Häufigkeit der Aufnahme ab.

Von Natur aus enthaltene Giftstoffe:

  • Phasin in grünen Bohnen (wird beim Kochen zerstört)
  • Solanin in unreifen Tomaten und Kartoffeln
  • Bittermandeln, Pflaumen-, Aprikosen- und Pfirsichkerne enthalten einen Giftstoff, aus dem im Körper Blausäure entstehen kann.

Vitamine

Vitamine

» Übersicht

  • organische Wirkstoffe
  • können nicht vom Körper selbst gebildet werden
  • Regler- und Schutzfunktionen: regeln Stoffwechselvorgänge, wirken bei der Energiegewinnung mit, sind am Aufbau körpereigener Substanzen wie z.B. Enzymen und Hormonen, beteiligt, Knochenbildung, Wundheilung, Wachstum, Immunsystem,
  • Provitamine: Vorstufen von Vitaminen, aus denen der Körper selbst Vitamine bilden kann.

Vitaminbedarf

  • Vitamine wirken schon in kleinsten Mengen.
  • Der Tagesbedarf ist aber umstritten, liegt jedoch unter 10mg (Ausnahme: Vitamin C 100mg).
  • Ist abhängig von der körperlichen und geistigen Belastung sowie von Umweltfaktoren. Normalerweise wird der Bedarf bei einer frisch zubereiteten, vollwertigen Mischkost gedeckt.
  • Mangel können durch Krankheit, starkes Schwitzen, Nikotin- und Alkoholmißbrauch, Medikamente auftreten
    => Mangelerscheinungen

Vitaminerhaltung

  • können durch Hitze, Luft (Sauerstoff), licht, z.T durch Kälte (Vitamin E) unwirksam werden
  • Speisenzubereitung => Verluste treten durch Auslaugen beim Waschen, Weichen, Wässern und beim Garen in Flüssigkeit auf (daher z.B. Gemüse nur kurz waschen, keine Lagerung in Wasser,
  • Küchentechnische Verfahren daher so gestalten, dass der Verlust gering gehalten wird

Schutz vor:

  • Licht: Lebensmittel dunkel und verpackt lagern, erst unmittelbar vor der Zubereitung zurecht schneiden, bereits bearbeitete Lebensmittel abdecken
  • Sauerstoff: nicht unnötig zerkleinern, keine langen Lagerzeiten, geöffnete Behältnisse schnell wieder schließen, ansonsten siehe “Licht”
  • Hitze: schonend garen (dämpfen, dünsten, grillen), richtige Gartemperatur wählen, Garzeiten kurz halten, Warmhalten von Speisen vermeiden
  • Wasser: Lebensmittel kurz waschen, nicht stärker als notwendig zerkleinern, wenig Wasser zum Kochen verwenden, Koch- und Dosenwasser mitverwenden (Suppen, Saucen)

Übersicht

Vitamine Vorkommen in Nahrungsmitteln Aufgaben im Körper Mangelerscheinungen
Vitamin A
Retinole
Provitamin: Carotin
Eigelb, Palmöl, Leber, Lebertran, Karotten, Eigelb, Spinat, Petersilie Beeinflussung des Zellwachstums, Beteiligung am Sehvorgang Nachtblindheit, Verhornung von Haut und Schleimhäuten
Vitamin B1
Thiamin
Vollkornerzeugnisse,Hefe, Fleisch, Innereien Bestandteil von Enzymen, Abbau der Kohlenhydrate Wachstumsstörungen, Nervenstörungen,
Beri-Beri Krankheit
Vitamin B2-Komplex
Ribovlavin
Niacin
Folsäure
Pantothensäure
Vollkornerzeugnisse
Hefe, Fleisch, Innereien, Eier, Milch, Gemüse, Pilze
in vielen Enzymen enthalten, Steuerung von Stoffwechselvorgängen Schädigung der Haut und Schleimhäute, Gewichtsabnahme
Vitamin B6
Pyridoxin
Getreideprodukte, eiweißreiche Lebensmittel, Blattgemüse Coenzym im Eiweißstoffwechsel Krämpfe bei Säuglingen, bei Erwachsenen nicht bekannt
Vitamin B12
Colabamin
Tierische Lebensmittel Bestandteil eines Coenzyms, Aufbau der Zellkernsubstanz, Bildung der roten Blutkörperchen Störungen der Zellbildung, Nervenstörungen
Vitamin C
Ascorbinsäure
Obst, Gemüse, Kartoffeln Einfluss auf den Stoffwechsel von Bindegewebe Blutungen in der Haut, Infektionsanfälligkeit, Skorbut
Vitamin D
Calciferole
Milch, Eigelb, Lebertran, Pilze Verknöcherung des Skeletts Rachitis, Knochenerweichung
Vitamin E
Tocopherole
Getreidekeime, Keimöl, Eier, Leber verhindert Oxidation von ungesättigten Fettsäuren Muskelschwund

(rot = fettlöslich, blau = wasserlöslich)

Stoffwechsel

Stoffwechsel

» Verdauung der Nährstoffe
» Übersicht Stoffwechsel

Der menschliche Körper steht im ständigen Stoffaustausch mit seiner Umwelt: Er nimmt Lebensmittel und Sauerstoff auf und baut die daraus gewonnenen Nährstoffe im Körper nach Bedarf ein oder um. => Aufrechterhaltung der Lebensfunktionen und Energiegewinn. Ausscheidungsprodukte sind unverdauliche Bestandteile, Wasser und Kohlenstoffdioxyd. Diese Vorgänge werden unter dem Begriff Stoffwechsel zusammengefasst.

Abschnitte = Nahrungsaufnahme, Verdauung und Resorption, Zwischenstoffwechsel, Ausscheidung

Stoffwechsel ist eine fortlaufende Abfolge von chemischen Reaktionen.

Enzyme und Hormone

sind wichtig für die Umsetzung und die Steuerung des Stoffwechsels (werden im menschlichen Körper, vor allem in Drüsen, gebildet)

Enzyme

ermöglichen Auf- und Abbau von Stoffen. Körpertemperatur ist dafür ideal (=> Fieber stört das Zusammenspiel von Enzymen und Hormonen)

Hormone

werden aus den Drüsen ins Blut abgegeben und über den Blutkreislauf überall im Körper verteilt. Beeinflussen Wachstum und Psyche des Menschen, regulieren den Stoffwechsel.

=> Reglerfunktion geschieht durch Hemmung oder Förderung von Stoffumsetzungen. Ob eine bestimmte Drüse Hormone abgibt, wird durch einen Reglerkreis gesteuert.

=> in einem Reglerkreis wird geprüft, ob ein bestimmter Sollwert erreicht wird. Wird dieser Wert über- oder unterschritten, so erfolgt eine entsprechende Meldung, die weitere Abläufe in Gang setzt, mit dem Ziel, den Sollwert wieder zu erreiche.

=> Drosselung oder Ankurbelung der Hormonproduktion


Verdauung der Nährstoffe

Aufgabe und Ziel:
durch Aufschluss der zugeführten Lebensmittel dem Körper Nährstoffe in ihren kleinsten Bausteinen zur Verfügung stellen.

1. Mund

  • mechanische Zerkleinerung der Nahrung
  • Geruchs- und Geschmacksstoffe wirken auf Zunge und Nase + ermöglichen den Genuss der Nahrung (appetitliche Nahrung regt die Speichelproduktion an)
  • Speichel enthält Schleimstoff für die gute Gleitfähigkeit der Speisen + Enzym Amylase, welches Stärke abbaut
    • bei längerem Kauen von Brotkruste entstehen aus Stärke und Dextrinen süßlich schmeckende Monosaccharide
    • Speichelamylase wirkt bis in den Magen weiter, bis sie durch die Salzsäure des Magens inaktiviert wird.
    • (Säuglinge besitzen noch das Enzym Lipase, welches Milchfett spalten kann)
  • Schlucken => Speiseröhre =>

2. Magen

  • Magensaft enthält u.a. 0,5 %ige Salzsäure => Ansäurerung des Speisebreis => macht ihn für eiweiß- und fettspaltende Magenenzyme leichter aufschließbar
  • Magenbewegung => Speisen werden weiter zerkleinert und vermischt
  • nach ca. 1 – 9 Std. Abbauzeit (je nach Zusammensetzung und Fettgehalt der Nahrung), wird der Nahrungsbrei schubweise durch den Pförtner in den Zwölffingerdarm transportiert.

3. Zwölffingerdarm

  • alkalisches Milieu (pH – Wert über 7)
  • Gallenflüssigkeit zur Fettemulgierung, die in der Leber aus Cholesterin gebildet wird, und der enzymreiche Bauchspeichel aus der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) fließen hinzu.
    Bauchspeicheldrüse
    => gibt Hormone Insulin und Glucagon in die Blutbahn ab
    => liefert Bauchspeichel in den Zwölffingerdarm => Bicarbonat zum Neutralisieren des sauren Speisebreis aus dem Magen.
     
    Bauchspeicheldrüsensaft
    => Enzym Bauchspeichelamylase => führt Spaltung der Kohlenhydrate fort => es entstehen unterschiedlich große Bruchstücke von Polysaccariden
    => Enzyme Endopeptidasen und Exopeptidasen => Eiweißabbau => zu Peptide und Polypeptide,
    => Enzym Pankreaslipase => spaltet Nahrungsfette (Triglyceride) in Glyzerin und Fettsäuren.
    => Speichel-, Magensaftsekretion und auch die Bauchspeicheldrüse werden durch nervale und hormonelle Reize stimmuliert.
     
    Galle
    => Ausscheidungsprodukt der Leber
    => Entgiftung und Ausscheidung körpereigener Substanzen.
    => da Fette nicht wasserlöslich sind, können sie nicht so einfach abgebaut werden
    => Mithilfe der Gallensäure => Emulgator => Auftrennung der Fette in kleinste Tröpfchen und somit Verteilung in wässrigen Lösungen => fettspaltende Lipasen können angreifen
    => hat die Gallensäure ihre Aufgabe erfüllt, so wird sie im unteren Teil des Zwölffingerdarms rückresorbiert und bis zu acht Mal wiederverwendet.
     
    Leber
    => hält Blutzuckerspiegel im Gleichgewicht: zu hoch => es wird Glucose in Glycogen umgewandelt, zu niedrig => umgekehrt, es wird Glucose abgegeben
    => regelt Fett- und Aminosäuregehalt des Blutes: giftiges Ammoniak, das beim Eiweißstoffwechsel anfällt wird in Harnstoff umgewandelt und über die Nieren ausgeschieden.
    => wirkt bei der Enzymbildung mit (Gallensaft)
    => entgiftet den Körper (Arzneimittel, Alkohol)
  • Mischung und Weitertransport des Nahrungsbreis
  • Dünndarmschleimhaut bildet ein Verdauungssekret (Schleimstoff Mucin => schützt die Schleimhaut vor Magensäure und anderen schädlichen Stoffen, + kohlenhydrat-, eiweiß- und fettspaltende Enzyme)
  • => Peptide => Aminosäuren, Disaccharide => Monosaccharide
  • Resorption der Nahrungsbestandteile (aktiver Transport: Resorption gegen ein steigendes Konzentrationsgefälle benötigt Energie z.B. Natrium-Kalium-Pumpe, passiver Transport: Resorption gegen ein fallendes Konzentrationsgefälle) durch die Membran der Blutkapillare (Dünndarmwand) => weiterer Transport zu den Zellen => Zwischenstoffwechsel: Zellen bauen aus Nährstoffbausteinen körpereigenen Stoffe oder gewinnen aus ihnen Energie
  • unverdauliche Bestandteile werden weiter in den Dickdarm befördert
  • (mit der Resorption ist der Verdauungsvorgang abgeschlossen)

4. Dickdarm

  • Wasserentzug => einige Vitamine und Mineralstoffe werden resorbiert
  • Darmflora (Gärungs- und Fäulnisbakterien) zerlegen ballaststoffreiche Teile des Darminhaltes und nutzen sie für ihren eigenen Stoffwechsel => es entstehen Wasser, Kohlenstoffdioxyd, kurzkettige Fettsäuren, Ammoniak- und Methangase.
  • eingedickter Darminhalt wird durch den After ausgeschieden

Übersicht Stoffwechsel

Vorgänge Erklärung
Verdauung Zerkleinerung der Nahrung
Abbau der Nährstoffe
Resorption Übergang der abgebauten und gelösten Nährstoffe (Aminosäuren, Glycerin, Fettsäuren, Vitamine, Monosaccaride etc.) durch die Dünndarmwand ins Blut und in die Lymphbahnen
Zwischenstoffwechsel
  • Baustoffwechsel: Abbau von körpereigenem Eiweiß und Zellen
  • Energiestoffwechsel: Energiegewinnung durch Fettsäuren, Glycerin und Monosaccaride
  • Speicherung: Glucose wird zu Glycogen in der Leber und der Muskulatur umgebaut, Bildung von Depotfett
Ausscheidung nicht verwertbare Nahrungsbestandteile werden ausgeschieden => Urin, Schweiß, Kot, Atmung

Bedarf an Nährstoffen

Bedarf an Nährstoffen

» energieliefernde Nährstoffe
» Energiebedarf
» Nährstoffbedarf

Im Stoffwechsel des Körpers werden laufend Stoffe abgebaut und ausgeschieden. Ständig wird Energie zur Erhaltung der Körperwärme, der Lebensfunktionen und er körperlichen und geistigen Leistung verbraucht. Dies muss durch die Zufuhr von Nahrung wieder ausgelichen werden.

=> zu geringe Nährstoff- und Wirkstoffaufnahme => Mangelerscheinungen
=> eine zu hohe Aufnahme => Überernährung
=> beides kann Ursache für Krankheiten sein.
=> Kost muss desshalb dem jeweiligen Bedarf in Bezug auf Menge und Nährstoffgüte angepasst werden.
=> persönliche Faktoren jedes Menschen spielen hierbei eine große Rolle


energieliefernde Nährstoffe

= Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette

=> durch die “Verbrennung” mit Sauerstoff in den Körperzellen zu Kohlenstoffdioxid und Wasser wird Energie frei, die in Wärme und Arbeit umgesetzt wird.
=> Energieeinheit ist das Joule (J), 1000J = 1 kJ

1g Kohlenhydrate 17 kJ
1g Eiweiß 17 kJ
1g Fett 37 kJ
(1g Alkohol 30 kJ)

Eiweiß

dient als Baustoff. Nur überschüssige Mengen werden verbrannt, also zur Energiegewinnung genutzt.

Kohlenhydrate

setzt der Körper rasch in Energie um. Zu ihrer Verbrennung sind etwa 10% weniger Sauerstoff nötig als bei Fett. Bei dauerhafter körperlicher Beanspruchung kann aus ihnen auch ohne Sauerstoff Energie gewonnen werden
=> liefern dann aber weniger Energie, der unvollständige Abbau bleibt im Muskel als Milchsäure zurück
=> Anhäufung führt zu Muskelzittern und -krämpfen.

Fett

hat unter anderem die Funktion des Energiespeichers. In einem kg Körperfett stecken ca. 30 000 kJ. Wird relativ langsam und nur mit Sauerstoff verbrannt
=> bei schnellem Energiebedarf werden zuerst die Kohlenhydrate umgesetzt.


Energiebedarf

Körpergewicht bleibt erhalten, wenn die Energiezufuhr dem Energieverbrauch entspricht.

Grundumsatz

= Energiemenge, die bei völliger Ruhe, im Liegen, zwölf Stunden nach der letzten Nahrungsaufnahme, leicht bekleidet, in einem Raum mit einer Temperatur von 20°C durchschnittlich zur Aufrechterhaltung der Lebensvorgänge notwendig ist.

ist abhängig von:

  • Geschlecht (männlicher Erwachsener => 4,2 kJ je Körpergewicht und je Stunde => Frauen ca. 8% niedriger, da Männer im Durchschnitt mehr energieverbrauchendes Muskelgewebe haben. )
  • Alter (mit zunehmendem Alter sinkt der Grundumsatz, da die Stoffwechselvorgänge langsamer und somit energiesparender ablaufen)
  • Körpergewicht und Körperoberfläche (je größer, desto mehr Energie geht durch Wärmeabstrahlung verloren => große Menschen haben höheren Grundumsatz)

Leistungsumsatz

= Energiemenge, die für Arbeitsleistung, Sport etc. nötig sind.
Man kann ihn in Arbeits- und Freizeitumsatz einteilen.
Bei leichter Tätigkeit beträgt er nur etwa ein Drittel des Grundumsatzes

Beispiel:
Gesamtenergiebedarf einer Frau: 30J, 60kg, 170cm groß, mittelschwere Arbeit:

Grundumsatz: 5 900 kJ
Arbeitsumsatz: 2 800 kJ
Freizeitumsatz: 1 200 kJ
——————————————
Gesamtenergiebedarf: 9 900 kJ

Nach dieser Berechnung kann die Energie der Nahrung, die aufzunehmen ist, berechnet werden (Energiewerte einer Nährwerttabelle entnehmen).

 

Grafik folgt !

 

Leistungsumsatz = Arbeitsumsatz + Freizeitumsatz


Nährstoffbedarf

Bezogen auf den Gesamtenergiebedarf wird eine Verteilung der energieliefernden Nährstoffe empfohlen:

Eiweiße 15 %
Fette 30 %
Kohlenhydrate 55 %

 

Energiefreie Nährstoffe

Wasser
Wassermangel führt am schnellsten zur Beeinträchtigung der Körperfunktionen.
Täglicher Bedarf liegt bei unserem Klima und leichter Tätigkeit bei ca. 2,5l/Tag.
Ein Teil ist im Essen enthalten, so dass mind. 1,5L pro Tag getrunken werden sollten.

Vitamine und Mineralstoffe
empfohlene Mengen bewegen sich im Bereich von wenigen mg (Ausnahme: Vitamin C: 100mg), da sie schon in Spuren wirken. Sofern keine besonderen Lebenssituationen vorliegen, wird bei einer abwechslungsreichen Kost der Bedarf gedeckt.

Ballaststoffe
unverdauliche Teile der Nahrung. Sie wirken sättigend und regen die Verdauung an. Empfohlene Menge beträgt 30 – 40g/Tag. Der Bedarf wird durch pflanzliche Nahrung, vor allem Vollkornprodukten, Gemüse und Obst gedeckt.