Ballaststoffe und Darmgesundheit – zwei untrennbare Partner

Ballaststoffe sind Substanzen pflanzlichen Ursprungs, die von den Verdauungsorganen des Menschen nicht abgebaut werden können, da der menschliche Körper nicht über eine entsprechende Enzymausstattung verfügt und sind somit unverdaulich.  Es handelt sich dabei einerseits um Zellwandbestandteile, wie Cellulose, Hemicellulose, Pektine und Lignine und andererseits um intrazelluläre Polysaccharide wie Pflanzengummis und -schleime. Der Pflanze selbst dienen die Zellwandbestandteile als Gerüstsubstanz zum Schutz des Inneren der Pflanze und die Schleime und Gummis schützen das Innere der Pflanzenzellen vor dem Austrocknen oder vor Verletzungen. Der Begriff: „Ballaststoffe“ stammt aus der Zeit, als diese Teile der Lebensmittel als überflüssig  angesehen wurden. Eine heute gebräuchliche Bezeichnung für Ballaststoffe lautet: „Pflanzliche Nichtstärke-Polysaccharide (NSP) plus Lignin„.

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Ballaststoffquellen:

Die wichtigsten Ballaststoffquellen sind Getreide, Gemüse, Obst und Saaten, wobei in unseren heimischen Pflanzen vor allem

– Lignine (Getreide, Obst und Gemüse, z. B. Mais),

– Cellulose (kommt in allen Pflanzen vor),

– Hemicellulose (z. B. in Hülsenfrüchten) und

– Pektine (hauptsächlich in Obst, z. B. in Äpfeln und Zitrusfrüchten, Gemüsen und Samen)

vorkommen.

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Tropischen Ursprungs sind u. a. Guargummi (aus Guarkernmehl) und Gummi arabicum, die vorwiegend in der Lebensmittelindustrie als Verdickungsmittel eingesetzt werden, während Agar-Agar, Carrageen und Alginate Ballaststoffe aquatischen Ursprungs sind.

Chemie für Interessierte:

Chemisch gesehen gehören die meisten Ballaststoffe zu den hochmolekularen Polysacchariden, die widerum den Kohlenhydraten zugeordnet werden. So besteht Cellulose ausschließlich aus Glucosemolekülen, während Hemicellulose aus unterschiedlichen Zuckerarten (u.a. Galaktose und Mannose) aufgebaut ist.

Strukturformel eines Cellulosemonomers

Beta-Glucane sind ähnlich wie Cellulose aufgebaut und kommen ausschließlich in Getreiden und dabei hauptsächlich in Hafer und Gerste vor. Einen Ballaststoffart, die in jüngster Vergangenheit näher untersucht wurde, ist das Psyllium, das zur Gruppe der Pflanzenschleime zählt und aus den Samen und Samenschalen verschiedener Plantago-Arten, vorwiegend jedoch aus der in Indien beheimateten Art Plantago ovata (Flohsamen) gewonnen wird. Chemisch gesehen handelt es sich um ein in Wasser lösliches, mehrfach verzweigtes Polysaccarid.

Auch Inulin, welches u. a. aus Zichorienfasern gewonnen wird, steht zunehmend im Interesse biochemischer Untersuchungen.

Gemeine Wegwarte (Zichorie)

Die Gemeine oder Gewöhnliche Wegwarte (Cichorium intybus), auch Zichorie genannt, ist eine Pflanzenart aus der Familie der Korbblütler. Sie wächst in Mitteleuropa verbreitet an Wegrändern. Die Gemeine Wegwarte ist in Deutschland die „Blume des Jahres“ 2009. Als Reservekohlenhydrat speichert die Gemeine Wegwarte in den Wurzeln Inulin.

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Wasserlösliche und wasserunlösliche Ballaststoffe:

Ballaststoffe werden in Wasser lösliche, bzw. unlösliche Substanzen eingeteilt, wodurch sich unterschiedliche physiologische Eigenschaften ergeben. Wasserlösliche Ballaststoffe bilden viskose Lösungen während wasserunlösliche Ballaststoffe weniger quellfähig sind und nur eine gewisse Wasserbindungskapazität besitzen. Lignine und Cellulose werden als wasserunlöslich angesehen, während es bei den Hemicellulosen wasserlösliche und wasserunlösliche Formen gibt. Pektine, die Pflanzengummis und die Beta-Glucane sind wasserlöslich, wobei die Pektine die höchste Wasserlöslichkeit aufweisen und sich in heißem Wasser kolloidal lösen. Dabei können sie Wasser bis zum 100-fachen ihres Eigengewichtes chemisch binden. Auch Johannisbrotkernmehl und Inulin gehören zu den wasserlöslichen Ballaststoffen.

Pektine sind sehr stark quellfähig, da sie viele hydrophile, also polare OH- und COOH-Gruppen besitzen, die untereinander Wasserstoffbrückenbindungen aufbauen und dadurch ein Gel bilden. Pektinreiche Früchte bzw. Pektinpräparate fördern aus diesem Grund den Gelierprozess bei der Herstellung von Fruchtgelees bzw. als Verdickungsmittel in der Lebensmittelindustrie. Pektine können im Darm schädliche Stoffe, wie z. B. schädliche Bakterien adsorbieren, die dann ausgeschieden werden. Bei Darmerkrankungen, wie Durchfall, werden sie deshalb z. B. in Form eines rohen Apfels dem menschlichen Körper zugeführt.

Auch einige Pflanzengummis, Beta-Glucane, Polysaccharide aus Algen (z. B. Agar und Carrageen) und Psyllium sind hochviskos, bilden Gele und können Schadstoffe im Darm binden und heraustransportieren.Die Pektine sind in den Mittellamellen und primären Zellwänden enthalten (siehe Schema weiter unten) und übernehmen dort eine festigende und wasserregulierende Funktion. Die Pektinzusammensetzung ist nicht nur von Pflanze zu Pflanze unterschiedlich, sondern hängt ebenso vom Typ und Alter des Pflanzengewebes ab. Besonders pektinreich sind Pflanzenteile mit relativ zähen/harten Bestandteilen, z. B. Citrusfrüchte oder Fruchtstände von Sonnenblumen. Pektinarm hingegen sind weiche Früchte, z. B. Erdbeeren.

Der Gehalt an Pektinen in Früchten (bezogen auf Frischgewicht) beträgt bei Äpfeln 1–1,5 %, bei Aprikosen 1 %, bei Kirschen 0,4 %, bei Orangen 0,5–3,5 %, bei Möhren 1,4 %, bei Apfeltrester 15 % und bei Citrusschalen 30 %.

Cellulose ist eine faserige und wasserunlösliche Substanz, die aus 10.000 oder mehr Glucoseresten besteht. Sie kommt in den Pflanzen als Gerüstsubstanz vor und ist Hauptbestandteil der Zellwände, wobei sie übereinandergeschichtete, nahezu parallele Lagen von Cellulosefaserketten bildet. Durch die Quervernetzung dieser Ketten untereinander mit Hilfe von Wasserstoffbrückenbindung wird eine hohe Zugfestigkeit der Celluloseketten erreicht. Das Quellvermögen der Cellulosefasern ist gering, während Lignine gar kein Wasser binden können.

Hemicellulosen befinden sich innerhalb der Zellwände von Pflanzen und füllen die Zwischenräume der Celluloseketten auf. Es sind ebenfalls Polysaccharide, die in Wasser schwer bis unlöslich sind, aber stärker aufquellen als Cellulose. Die Quellfähigkeit ist jedoch bedeutend geringer als die der Pektine.

Beta-Glucane sind wasserlösliche Faserstoffe, die meistens aus Hefen, aber auch aus Getreidebestandteilen, wie Hafer- ,Gersten-, Weizenkleie sowie aus Pilzen wie Reishi und Shiitake stammen. Forscher haben herausgefunden, dass sie das Immunsystem stärken.

Lignine besitzen keine einheitliche Struktur, sondern bestehen aus einer Gruppe von phenolischen Makromolekülen, die sich aus verschiedenen Monomerbausteinen zusammensetzen. Dabei wird durch die Kombination ähnlicher Grundmoleküle eine dicht vernetzte, amorphe Masse aufgebaut. Die Struktur besitzt im Vergleich zu Polysacchariden wesentlich weniger polare Gruppen, wodurch Lignine hydrophob und damit in Wasser und vielen anderen Lösungsmitteln nicht löslich sind. Aus diesem Grund sind sie biologisch wie chemisch sehr schwer abbaubar. Pflanzliche Zellwände bestehen aus Cellulosefibrillen, die in eine Matrix aus Pektinen, Hemicellulosen, Proteinen und Lignine eingebunden sind.

 

Schema einer pflanzlichen Zellwand

Nicht alle Ballaststoffe lassen sich diesen Kategorien eindeutig zuordnen und fast alle Lebensmittel enthalten sowohl lösliche als auch wasserunlösliche Ballaststoffe.

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Einige Aufgaben der Ballaststoffe:

Wasserlösliche Ballaststoffe haben eine höhere Wasserbindungskapazität als unlösliche Ballaststoffe, was als bedeutender Faktor bei der Erhöhung des Stuhlgewichtes anzusehen ist. Aber auch das Bakterienwachstum im Darm (Bakterienmasse) trägt zu einer Steigerung des Darmvolumens bei. Etwa die Hälfte der Stuhltrockensubstanz besteht aus Bakterien. Durch den bakteriellen Abbau wasserlöslicher Ballaststoffe, die als Nahrungsquelle dienen, wird außerdem die Zusammensetzung der Darmflora günstig beeinflusst.

Wasserunlösliche Substanzen können nicht durch die Darmbakterien abgebaut werden und werden unverändert mit dem Stuhl ausgeschieden. – Beim bakteriellen Abbau der Ballaststoffe im Dickdarm entstehen kurzkettige Fettsäuren, vor allen Dingen Acetat, Butyrat und Propionat, die die Regenerationsfähigkeit der Darmschleimhautzellen (Epithelzellen) verbessern. Gleichzeitig sinkt der pH-Wert im Dickdarm, was bestimmte bakterielle Enzyme hemmt, die Gallensäuren zu krebserregenden sekundären Gallensäuren abzubauen.

– Besonders Pektine und andere wasserlösliche Ballaststoffe quellen im Magen auf, sodass die Transitmenge im Darm sich erhöht und die Transitzeit (Darmpassagezeit) verringert wird. Die Durchblutung des Darms wird durch die starke Beanspruchung erhöht und ein erhöhter Druck durch verhärteten Stuhl vermieden. Die Bildung von Divertikeln, säckchenförmige Ausstülpungen der Darmschleimhaut, können somit verhindert werden und auch die damit oftmals einhergehenden Entzündungen und Bauchkrämpfe werden vermieden. – Die Zellwände sind eine Barriere für die Verdauungsenzyme. Die Stärkeverdauung wird somit verlangsamt, was zu einer gleichmäßigeren Kohlenhydratresorption führt. Der Blutglucosespiegel steigt nach den Mahlzeiten nicht so stark an. Gleichzeitig wird der Bedarf an Insulin, der für die Blutglucosesenkung verantwortlich ist, vermindert. – Durch das Adsorptionsvermögen von schädlichen bzw. unerwünschten Stoffen im Darm können schädliche Bakterien, Krebsvorläufersubstanzen und auch Gallensäuren aufgenommen und ausgeschieden werden. Dieses kann u. a. zu einer Senkung des Blutcholesterinwertes führen, da die Leber zur Aufrechterhaltung einer konstanten Zusammensetzung der Gallenflüssigkeit verstärkt Cholesterin zu Gallensäure umbauen muss. – Ballaststoffe stimmulieren unser Immunsystem, indem sie spezifische und unspezifische Abwehrmechanismen beeinflussen. Vor allen Dingen ballaststoffreiche Randschichten von Getreiden, die Hemicellulosen, Pektine, Glucane und Gummis enthalten, zeigen diese Wirkung.

Dr. Heike Jürgens

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Weiterführende Literatur/Quellen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Cellulose

– http://de.wikipedia.org/wiki/Gemeine_Wegwarte

http://de.wikipedia.org/wiki/Hemicellulose

http://de.wikipedia.org/wiki/Pektine

– “Bioaktive Substanzen in Lebensmitteln” von Bernhard Watzl und Gerhard Rechkemmer, broschiert, 2005, 254 Seiten


Mehr als 10.000 bioaktive Substanzen kommen in pflanzlichen Lebensmitteln vor und geben diesen Farbe, Duft und Aroma. Zu den bioaktiven Substanzen zählen sekundäre Pflanzenstoffe (wie z. B. Phytoöstrogene), Ballaststoffe oder Substanzen aus milchsauer fermentierten Lebensmitteln (z.B. aus Joghurt oder Sauerkraut).Dass bioaktive Substanzen für die menschliche Gesundheit unentbehrlich sind und bei der Prävention zahlreicher Krankheiten eine wichtige Rolle spielen, zeigt dieses Buch. Sie finden in diesem Standardwerk alles über Vorkommen, Wirkungen und Wechselwirkungen dieser gesundheitsfördernden Pflanzenstoffe in Lebensmitteln.

– “Gesunde Zucker – Die süßen Heiler – Glyconährstoffe und ihre erstaunlichen Fähigkeiten, uns gesund und leistungsfähig zu halten. Wie wir mit Aloe vera, Heilpilzen und anderen Nahrungsergänzungsmitteln einem Mangel an diesen lebenswichtigen Zuckern vorbeugen können” von Dr. Emil Mondoa und Mindy Kitei, Hans-Nietsch-Verlag, 2004, 310 Seiten

Klappentext:

Erstaunlich aber wahr: Die neuesten Forschungen der Biochemie haben ergeben, dass bestimmte Zuckerformen ungeahnte Heilkräfte besitzen. Diese “Glylonährstoffe” (glyko: griechisch für süß) sind wichtige Zellbausteine und für die Gesundheit unseres Körpers entscheidend, sie stärken unser Immunsystem, schenken Vitalität und geistige Frische. Allerdings versorgt unsere übliche Nahrung uns nicht ausreichend damit. Der Arzt Emil Mondoa zeigt, wie wir über Aloe vera, Heilpilze und andere Nahrungsergänzungsmittel unseren Bedarf an den Glykonährstoffen decken und sie gezielt zur Vorbeugung und bei vielen Krankheiten einsetzen können. Glykonährstoffe sind dabei, die Medizin zu revolutionieren, weil sie unter anderem

  • den Körper in die Lage versetzen, schneller und gezielter zu reagieren, wenn Krankheitserreger eindringen wollen
  • ein überaktives Immunsystem harmonisieren und damit Allergien und Autoimmunerkrankungen zum Abklingen bringen
  • die Kommunikation der Zellen untereinander steuern
  • Gelenkschäden reparieren
  • dafür sorgen, dass Gifte aus den Zellen abtransportiert werden
  • die Selbstheilungskräfte des Körpers stimulieren den Alterungsprozess verlangsamen

http://www.topfruechte.de/2009/06/17/kolloidales-silber-und-andere-naturliche-antibiotika/#more-138

http://www.topfruechte.de/2009/07/15/flohsamenschalen-kleine-helfer-mit-groser-wirkung/#more-153

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