Ballaststoffe & Rohfaser: Definition, Wirkung und Gesundheitsvorteile

Einführung in Ballaststoffe und Rohfaser

Was ist Rohfaser?

Rohfaser ist ein analytischer Begriff, der die organischen Rückstände beschreibt, die nach einer spezifischen Laboranalyse übrig bleiben. Dabei wird eine entfettete Probe zuerst in verdünnter Schwefelsäure und anschließend in alkalischer Lösung gekocht, gewaschen und getrocknet.

Was sind Ballaststoffe?

Ballaststoffe sind Nahrungsbestandteile, die vom menschlichen Verdauungssystem nicht oder nur teilweise verdaut werden können. Sie passieren den Organismus weitgehend unverdaut und umfassen sowohl lösliche als auch unlösliche Fasern, wie zum Beispiel Pektin.

Detaillierte Betrachtung der Rohfaser

Rohfaser, auch als Crude Fiber bekannt, ist eine Schätzung der Kohlenhydratstruktur. Ihre Bestimmung erfolgt durch Extraktion mit Ether (bei fettreichen Substanzen +10%), gefolgt von einer Hydrolyse in saurem Milieu (Magen) und anschließend in alkalischem Milieu (Dünndarm). Alle nicht-stickstoffhaltigen organischen Substanzen, die sich dabei nicht lösen, bilden die Rohfaser. Ihre Menge ergibt sich aus der Differenz nach Abzug des Aschegewichts, d.h., es ist die Kohlenhydratfraktion, die in aufeinanderfolgenden Säure- und Basenaufschlüssen unlöslich ist.

Die Hauptkomponenten der Rohfaser sind Zellulose (ca. 90%), Hemizellulose und Lignin. Der Ligningehalt beeinflusst die biologische Verfügbarkeit von Zellulose und Hemizellulose für Mikroorganismen und somit den Nährwert pflanzlicher Stoffe für Tiere.

Rohfasern sind grobe oder sperrige Lebensmittelbestandteile, deren Hauptzweck es ist, dem Verdauungssystem Volumen zu verleihen und eine ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten, insbesondere bei Wiederkäuern, die einen höheren Faserbedarf haben.

Wenn aus der Nahrung Fett, Wasser, Eiweiß, Zucker und lösliche Stärke extrahiert werden, bleiben Lignin, Zellulose und andere komplexe Kohlenhydrate übrig. Es hat sich gezeigt, dass Zellulose ein sehr wichtiger Bestandteil von Ballaststoffen ist, der von keinem der von Säugetiergeweben abgesonderten Enzyme gespalten werden kann.

Lignin ist ein weiterer Bestandteil der Rohfaser. Ein hoher Anteil an Lignin in der Nahrung führt zu einem Rückgang der Verdaulichkeit von Zellulose. Obwohl Lignin kein echtes Kohlenhydrat ist, ist es im Pflanzenreich eng mit der Zellulose verbunden. Der Anteil an Lignin nimmt zu, wenn Pflanzen reifen, und seine Hauptfunktion besteht darin, den Stielen und Zweigen von Pflanzen Steifigkeit zu verleihen.

Ballaststoffe: Arten und Funktionen

Ballaststoffe sind unverdauliche Kohlenhydratbestandteile. Ihre Hauptfunktion ist es, die Peristaltik zu erleichtern und somit die Darmentleerung zu fördern.

Es gibt zwei Hauptarten von Ballaststoffen:

• Lösliche Ballaststoffe: Beispiele hierfür sind Pektine, Gummi- und Schleimstoffe, die in Obst, Hafer, Gerste und Bohnen vorkommen.
• Unlösliche Ballaststoffe: Dazu gehören Zellulose, Hemizellulose und Lignin, die in Vollkornprodukten, Getreide, Gemüse und Samen enthalten sind. Ballaststoffe sind der Teil pflanzlicher Lebensmittel, der ihnen Steifigkeit und ein holziges Gefühl verleiht.

Lösliche Ballaststoffe: Eigenschaften und Vorkommen

Lösliche Ballaststoffe bilden mit Wasser ein Gitter, in dem das Wasser-Gemisch eingeschlossen wird und geliert. Sie werden in größerem Umfang im Dickdarm fermentiert und haben die Fähigkeit, Wasser aufzunehmen, wodurch das Stuhlvolumen erhöht wird.

Sie binden Substanzen im Darm und verhindern deren Absorption, wie zum Beispiel Cholesterin. Zudem verlangsamen sie die Glukoseabsorption und verlängern die Magenentleerungszeit.

Lösliche Ballaststoffe sind in Gemüse, den meisten Früchten, Nüssen, Ölsaaten und Algen enthalten. In Zitrusfrüchten (Orange, Zitrone, Grapefruit) sind sie reichlich im weißen Teil zwischen Schale und Fruchtfleisch vorhanden.

Unlösliche Ballaststoffe: Eigenschaften und Vorkommen

Unlösliche Ballaststoffe bilden mit Wasser Gemische von niedriger Viskosität und werden kaum fermentiert. Sie wirken abführend und darmregulierend, da sie die Darmpassage beschleunigen.

Lebensmittel, die reich an dieser Art von Ballaststoffen sind, umfassen Vollkornprodukte, Hülsenfrüchte und in geringerem Maße bestimmte Gemüsesorten wie Artischocken, Spinat, Mangold, grüne Bohnen, Kopfsalat, Karotten und Tomaten.

Sättigungseffekt von Ballaststoffen

Ballaststoffreiche Lebensmittel erhöhen im Allgemeinen den Sättigungswert, d.h., sie vermitteln ein Gefühl der Sättigung und verlangsamen die Magenentleerung, wodurch der Hunger nach dem Essen verzögert wird.

Wichtige Funktionen von Ballaststoffen für die Gesundheit

Förderung der Verdauung und Darmgesundheit

• Ballaststoffe reduzieren die Transitzeit im Verdauungstrakt, was zu einer erhöhten Stuhlfrequenz führt und Verstopfung entgegenwirkt.
• Ein Mangel an Ballaststoffen in der Ernährung, oft bedingt durch die zunehmende Verarbeitung und Raffinesse von Lebensmitteln, wird mit Darmerkrankungen wie Divertikulose, Divertikulitis und insbesondere Darmkrebs in Verbindung gebracht.

Cholesterinsenkende Wirkung

Ballaststoffe binden Cholesterin. Es gibt zwei Hauptwege, um den Cholesterinspiegel zu senken: weniger Cholesterin über die Nahrung aufnehmen und dessen Ausscheidung erhöhen.

Der erste Weg ist eine Korrektur der Ernährung (z.B. Reduzierung des übermäßigen Verzehrs von Eiern, gesättigten Fetten, Butter, Vollmilch etc.). Der zweite Weg ist eine ballaststoffreiche Ernährung.

Eine gewisse Menge des in der Leber produzierten Cholesterins wird vom Körper in Gallensäuren umgewandelt, die dann mit Hilfe von Ballaststoffen ausgeschieden werden. Ballaststoffarten, die cholesterinsenkend wirken, sind Pektin, Agar-Gummi sowie eine Mischkost mit Hülsenfrüchten und Gemüse.

Regulierung des Blutzuckerspiegels bei Diabetes

Die Aufnahme von Ballaststoffen bei Diabetes mellitus reduziert den Anstieg von Glukose- und Insulinspiegeln im Blut nach dem Essen, was zweifellos durch die veränderte Magenentleerung beeinflusst wird.

Bei der Behandlung von insulinabhängigem Diabetes wird eine Ernährung eingesetzt, die reich an Ballaststoffen und Kohlenhydraten ist (60 bis 70% Kohlenhydrate und 60 bis 80 Gramm Ballaststoffe pro Tag).

Unterstützung beim Gewichtsmanagement

Ballaststoffe können Fettleibigkeit vorbeugen oder mildern, indem sie die Aufnahme oder Absorption anderer Nährstoffe reduzieren. Der Einsatz von Ballaststoffen ist eine weit verbreitete Technik in der Behandlung von Übergewicht. Dies muss jedoch mit einer Reduzierung der Kalorienaufnahme einhergehen.

Sie wirken sich auf das Sättigungsgefühl aus und erhöhen die Fettausscheidung im Kot.

Folgen eines Ballaststoffmangels

Ein Mangel an Ballaststoffen und eine verzögerte Darmpassage können zu folgenden Bedingungen führen:

• Verzögerte Darmpassage: Erhöhter Druck kann Blinddarmentzündung und Darmdivertikulose verursachen.
• Erhöhter intraabdominaler Druck: Begünstigt die Bildung von Hiatushernien und Hämorrhoiden.
• Erhöhtes Krebsrisiko: Eine Zunahme der Menge und Aktivität fäkaler Kanzerogene stellt ein Risiko für die Bildung von Polypen, Darmkrebs und Verstopfung dar.
• Erhöhte Nährstoffaufnahme: Ohne Ballaststoffe kann die Nährstoffaufnahme erhöht sein, was bei erhöhter Kalorienzufuhr zu Adipositas und anschließend ischämischen Herzkrankheiten führen kann.
• Gefährdeter Gallensäurestoffwechsel: Die verminderte Ausscheidung von Cholesterin führt zu einem Anstieg im Plasma und ist ein Risikofaktor für die Bildung von Gallensteinen und koronarer Herzkrankheit.

Wichtige Hinweise und Empfehlungen zu Ballaststoffen

Potenzielle Nachteile bei übermäßigem Verzehr

• Ballaststoffe können die Stickstoffausscheidung erhöhen und die Verdauung sowie Absorption von Proteinen hemmen.
• Sie können die Resorption von Vitamin B12 verlangsamen.
• Lignin, Phytinsäure und andere Produkte der Pflanzenzelle können Mineralstoffe wie Calcium, Magnesium, Eisen und Zink in einem Komplex binden. Dies würde die intestinale Resorption dieser Mineralien hemmen und potenziell einen Mangel verursachen, wenn sie nicht in ausreichender Menge aufgenommen werden.
• Bei sehr großen Mengen kann es zu einer Reizung der Epithelzellen der Darmschleimhaut kommen.

Empfohlene Tagesdosis

Es wird daher eine tägliche Ballaststoffmenge von 15 bis 20 Gramm empfohlen. Ideal wäre eine Mischung aus 50% Haferkleie und Weizenkleie.

Ballaststoffreiche Lebensmittel

Zu den ballaststoffreichen Lebensmitteln gehören:

• Kleie
• Artischocken
• Bohnen
• Spargel
• Spinat
• Grüne Bohnen
• Auberginen
• Mangold
• Rotkohl
• Tomaten
• Vollkornprodukte
• Salat

Bestimmungsmethoden für Faserstoffe

Bestimmung der Rohfaser (Crude Fiber)

Die Bestimmung der Rohfaser erfolgt durch einen Säureaufschluss (mit 1,25% H2SO4), gefolgt von einem alkalischen Aufschluss (mit 1,25% NaOH). Der Rückstand wird filtriert, getrocknet und anschließend verbrannt. Das Ergebnis wird aus der Gewichts-Differenz ermittelt.

Bestimmung der Ballaststoffe (Dietary Fiber)

Die Bestimmung der Ballaststoffe basiert auf einem enzymatischen Verdau:

1. Zuerst erfolgt ein Verdau mit Alpha-Amylase, um die Stärke zu verflüssigen und zu extrahieren.
2. Anschließend wird mit Amyloglucosidase und Protease verdaut, um restliche Stärke und Proteine zu entfernen.
3. Der Rückstand wird mit 4 Volumina 78%igem Alkohol und einem 95%igen Alkohol-Aceton-Gemisch behandelt.
4. Der Rückstand wird getrocknet und gewogen.
5. Eine Teilprobe wird auf Protein analysiert, eine andere bei 525 °C verbrannt, um den Aschegehalt zu bestimmen.

Die Ballaststoffmenge berechnet sich dann als:

Ballaststoffe = Gewicht des Rückstands - Gewicht des Proteins - Gewicht der Asche