Ernährungslehre technologisch und physiologisch
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Ernährungslehre Physiologisch und technologisch ERNÄHRUNGSLEHRE I AUFGABEN DER ERNÄHRUNG 1. Die Zusammensetzung des menschlichen Körpers 2. Der Aufbau des menschlichen Körpers 3. Der Nährstoffbedarf des Menschen 4. Der Brennwert der Nährstoffe II DIE NÄHRSTOFFE 1. Einteilung der Nährstoffe 2. Beschreibung der Nährstoffe III AUFNAHME UND VERWERTUNG DER NÄHRSTOFFE 1. Die Stationen der Verdauung 2. Verdauung am Beispiel von Kohlenhydraten, Fett und Eiweiß 3. Die Energiegewinnung im Körper am Beispiel der Glucose IV ERNÄHRUNGSEMPFEHLUNGEN 1. Die 10 Regeln der DGE für gesunde Ernährung 2. Der Energiebedarf nach den Vorgaben der DGE V BEEINFLUSSUNG UND VERÄNDERUNG DER NÄHRSTOFFE BEI DER VERARBEITUNG 1. Vorbereitungsverfahren 2. Garen 3. Aufbereiten 4. Haltbarmachung VI LEBENSMITTEL 1. Pflanzliche Lebensmittel 2. Tierische Lebensmittel VII GENUSSMITTEL VIII 1. 2. 3. 4. 5. ZUSATZSTOFFE ZU LEBENSMITTELN Konservierungsstoffe Antioxidantien Emulgatoren Verdickungsmittel Farbstoffe IX 1. 2. 3. 4. 5. X ERNÄHRUNGSBEDINGTE KRANKHEITEN Gicht Diabetes mellitus Hypertonie (Bluthochdruck) Arteriosklerose Karies ALTERNATIVE ERNÄHRUNGSFORMEN 1. Vegetarismus 2. Makrobiotik 3. Vollwerternährung LEBENSMITTELHYGIENE I ALLGEMEINE RICHTLINIEN DER HYGIENE 1. Die Lebensmittelhygieneverordnung 2. Begriffsbestimmungen 3. Allgemeine Hygieneanforderungen 4. Eigenkontrollmaßnahmen für Betriebe II SPEZIELLE GESETZE UND VERORDNUNGEN ZUR LEBENSMITTELHYGIENE III KONTAMINATION VON LEBENSMITTELN 1. Natürlich gebildete Schadstoffe 2. Kontaminationen durch Mikroorganismen 3. Pestizide I AUFGABEN DER ERNÄHRUNG 1. Die Zusammensetzung des menschlichen Körpers Der menschliche Körper setzt sich aus den gleichen Nährstoffen wie unsere Nahrungsmittel zusammen. Hauptbestandteil ist das Wasser mit ca.65% danach folgt das Eiweiß mit ca.20% danach das Fett mit ca.10% dann die Mineralstoffe mit ca. 4% und zum Schluss die Kohlenhydrate mit ca.1% 2. Der Aufbau des menschlichen Körpers Zellen bilden das Zellgewebe Beispiele: Epithelgewebe grenzt den Körper nach außen und innen ab Binde- und Stützgewebe formt und stützt den Körper Muskelgewebe sorgt für die Beweglichkeit des Organismus Nervengewebe, empfängt und leitet Reize weiter Organe setzen sich aus verschiedenen Gewebsarten zusammen Beispiele: Haut, Verdauungsorgane, Herz, Lunge, Leber, Nieren, Organsysteme halten die Lebensfunktionen aufrecht Beispiele: Atemsystem, Nervensystem, Verdauungssystem 3. Der Nährstoffbedarf des Menschen Um zu existieren muss der Körper mit Nährstoffen in ausreichender Menge versorgt werden. Dieser Bedarf errechnet sich abhängig vom Körpergewicht. Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr werden für Ernährungsempfehlungen verwendet. Die Referenzwerte gelten für gesunde Menschen. Um für kranke Menschen die Ernährung auf den veränderten Bedarf abzustimmen, sind spezielle ernährungsmedizinische, d.h. diätetische Maßnahmen notwendig. minimaler Bedarf niedrigste Menge, die erforderlich ist, um einen Mangel zu vermeiden basaler Bedarf dieser resultiert aus den für Wachstum und Erhalt der Körperfunktion notwendigen Nährstoffmengen Speicherbedarf zum Auffüllen der Nährstoffspeicher sind wiederum höhere Nährstoffmengen notwendig Mehrbedarf der basale Bedarf kann durch bestimmte Lebenslagen (Schwangerschaft, hohe körperliche Aktivität) erhöht sein Prävention zur Prävention von chronischen Krankheiten werden für einige Nährstoffe gegenüber dem basalen Bedarf veränderte Nährstoffmengen empfohlen Die Angaben des Nährstoffbedarfes pro Tag sind Prozentangaben und beziehen sich auf den physiologischen Energiebedarf (Joule- bzw. Kalorienbedarf): Nährstoff prozentual Menge (ca.) 1. Kohlenhydrate 55 - 60 % 350 g 2. Fette 25 - 30 % 70 g 3. Proteine 10 - 15 % 70 g 4. Mineralstoffe 5. Vitamine 6. Spurenelemente Weiterhin werden benötigt: Wasser (ca. 2 – 3 L pro Tag) und Ballaststoffe (ca. 30 g pro Tag, Cellulose aus Pflanzenfasern). Fette: notwendig ist die Aufnahme essentieller (mehrfach ungesättigter) Fettsäuren (Linolsäure, Linolensäure und Arachidonsäure). Proteine: erforderlich ist das "Eiweißminimum" von täglich 1 g pro kg Körpergewicht; 20 g sollten tierischer Herkunft sein; notwendig ist die Aufnahme der essentiellen Aminosäuren (Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Valin). FU-Berlin; [Brockhaus] Der Nährstoffbedarf errechnet sich aus dem Grundumsatz und dem Leistungsumsatz des Menschen. Der Grundumsatz wird errechnet aus der benötigten Energie, die der Körper bei völliger Ruhe zur Erhaltung der Lebensfunktionen benötigt. Der Leistungsumsatz gibt die Menge an Energie an, die der Körper für die Leistung über den Grundumsatz hinaus benötigt. Grundumsatz und Leistungsumsatz ergeben den Gesamtumsatz. Die DGE (Deutsche Gesellschaft für Ernährung gibt z.B. folgende Empfehlungen für die Zufuhr von Fett und Protein heraus: Fett Empfohlene Zufuhr Alter Fett % der Energie Jugendliche u. Erwachsene 15 bis unter 19 Jahre 30 19 bis unter 25 Jahre 30 25 bis unter 51 Jahre 30 51 bis unter 65 Jahre 30 65 Jahre und älter 30 Schwangere 30-35 Stillende 30-35 Essentielle Fettsäuren Empfohlene Zufuhr Alter essentielle Fettsäuren % der Energie Jugendliche u. Erwachsene 15 bis unter 19 Jahre 2,5 19 bis unter 25 Jahre 2,5 25 bis unter 51 Jahre 2,5 51 bis unter 65 Jahre 2,5 65 Jahre und älter 2,5 Schwangere 2,5 Stillende 2,5 Protein Empfohlene Zufuhr Alter Protein g/kg/Tag g/Tag m w m w 0,9 0,8 60 46 Jugendliche und Erwachsene 15 bis unter 19 Jahre 19 bis unter 25 Jahre 0,8 59 48 25 bis unter 51 Jahre 0,8 59 47 51 bis unter 65 Jahre 0,8 58 46 65 Jahre und älter 0,8 54 44 Schwangere ab 4. Monat 58 Stillende 63 Quelle: DGE 4. Der Brennwert der Nährstoffe Nährstoff kJ/g kcal/g Kohlenhydrate 17 Proteine 17 Fette 39 4.1 4.1 9.3 1 kcal = 4.184 kJ Aufgrund der unvollständigen Verbrennung der Proteine im Körper (Bildung von Harnstoff!) ist deren physiologischer Brennwert ca. 30 % kleiner als bei vollständiger Verbrennung. Broteinheit (BE): 1 BE = Stoffwechsel-Äquivalent von 12 g Glucose Physiologischer Brennwert der Nährstoffe II DIE NÄHRSTOFFE 1. Einteilung der Nährstoffe Der Körper benötigt zur Ernährung 6 Nährstoffe. Diese werden in energiehaltige und energiefreie Nährstoffe eingeteilt: Energiehaltig: Kohlenhydrate Eiweiß Fett Energiefrei: Wasser Vitamine Mineralstoffe 2. Beschreibung der Nährstoffe a) Die Kohlenhydrate Die Kohlenhydrate teilt man in drei Gruppen ein: MONOSACCHARIDE Glucose (Fruchtzucker) Fructose (Fruchtzucker) Galaktose (Schleimzucker) DISACCHARIDE Saccharose (Rohr-bzw. Rübenzucker) Maltose (Malzzucker) Lactose (Milchzucker) POLYSACCHARIDE Stärke (Amylose bzw. Amylopektin) Cellulose Monosaccharide sind einfache Zucker, die nicht in kleinere Zuckerbausteine zerlegt werden können. Traubenzucker entsteht bei der Photosynthese mit Hilfe von Blattgrün (Chlorophyll) in Pflanzen. Hierbei werden CO2 und Wasser mit Hilfe des Sonnenlichtes in Traubenzucker umgewandelt. Monosaccharide schmecken süss, sind sehr leicht wasserlöslich und gehen schnell durch Resorption über den Dünndarm ins Blut über. Sie werden in den Zellen zu CO2 und H2O verbrannt. Dabei wird die in ihnen gespeicherte Sonnenenergie freigesetzt. Disaccharide sind aus Monosacchariden zusammengesetzt: Saccharose : Traubenzucker und Fruchtzucker Maltose: Traubenzucker und Traubenzucker Laktose: Traubenzucker und Schleimzucker Disaccharide schmecken weniger süß, sind leicht wasserlöslich und müssen im Körper zu Monosacchariden abgebaut werden, bevor sie durch Resorption über den Dünndarm ins Blut übergehen. Polysaccharide sind aus 100 bis 2000 Traubenzuckereinheiten zusammengesetzt. Sie schmecken nicht süß, sind nicht wasserlöslich und müssen ebenfalls im Körper zu Monosacchariden abgebaut werden, bevor sie durch Resorption über den Dünndarm ins Blut übergehen. Manche Polysaccharide Cellulose oder Pektin können vom Körper nicht aufgespalten werden und dienen daher als Ballaststoffe. Sie haben folgende Wirkungen im Körper: 1. Erhöhten Speichelsekretion im Mund 2. Abpufferung und Neutralisation überschüssiger Magensäure 3. Durch starkes Quellvermögen vermehrte Reizung des Darmes und dadurch eine verstärkte Aktivität der Darmwände und als Folge eine Stärkere Durchblutung des Darmes. (Vermeidung von Darmkrebs) b) Proteine Das Eiweiß ist aus folgenden 6 Elementen aufgebaut: C = Kohlenstoff N = Stickstoff H = Wasserstoff S = Schwefel O = Sauerstoff P = Phosphor Aufgaben der Proteine im Körper Proteine liefern dem Körper Bau- und Ersatzstoffe für: 1. Zellwände 2. Blut- und Zellplasma 3. Zellkerne 4. Interzellularsubstanz 5. Haare und Finger- und Zehennägel 6. Enzyme (Biokatalysatoren) Die kleinsten Bausteine der Proteine sind die Aminosäuren. Man unterscheidet 12 nichtessentiell und 8 essentielle Aminosäuren. Die essentiellen Aminosäuren können vom menschlichen Körper nicht aufgebaut werden und müssen daher mit der Nahrung aufgenommen werden. Zu den essentiellen Aminosäuren zählen: Valin (Val) Threonin (Thr) Leucin (Leu) Methionin (Met) Isoleucin (Ile) Phenylalanin (Phe) Lysin (Lys) Tryptophan (Trp) Beispiele für nichtessentielle Aminosäuren sind: Alanin (Ala) Asparaginsäure Glutaminsäure (Glu) Cystein Tyrosin (Tyr) Prolin Serin (Ser) Glycin Histidin (His) Arginin (Asp) (Cys) (P ro) (Gly) (Arg) Die biologische Wertigkeit der Proteine Als Faustregel gilt folgender Satz: Die Biologische Wertigkeit entspricht der Menge an Körperprotein (in Gramm), die durch 100 g Nahrungsprotein aufgebaut werden kann. Beispiele für die biologische Wertigkeit verschiedener Lebensmittel: Lebensmittel Proteingehalt in % Vollei 12,4 Vollmilch 3,5 Rindfleisch 17,7 Hühnerfleisch 20,0 Fisch 18,8 Soja 38,0 Kartoffel 2,0 Biologische Wertigkeit 93,7 84,5 74,3 74,3 76,0 72,8 66,7 Entscheidend für die biologische Wertigkeit ist das Vorhandensein von essentiellen Aminosäuren. Fehlen diese, so ist das entsprechende Protein für die Ernährung ungeeignet. Die Einteilung der Proteine a) Fibrilläre Proteine ( Faserproteine) Diese Proteine haben einen faserförmigen Aufbau. Sie bilden die Substanz von Haaren, Nägeln und Bindegewebe. Zu ihnen zählen: 1. Kollagene Kollagene sind Bestandteile der Haut, der Knochen und des Bindegewebes. Beim Kochen mit Wasser verändert sich die Struktur des Moleküls und das Kollagen wird zur Gelatine. Da keine essentiellen Aminosäuren enthalten sind, gilt dieses Eiweiß als minderwertig. 2. Elastine Elastine sind Bestandteile der elastischen Fasern im Bindegewebe. Sie können im Wasser nicht quellen und bilden auch keine Gelatine. Sie sind vom Körper schwerer angreifbar als Kollagene und dienen als Ballaststoffe. 3. Keratine Keratine werden auch als Hornsubstanz bezeichnet und sind Hauptbestandteile von Nägeln, Haaren und Federn. Sie sind wasserunlöslich, können nicht durch Enzyme abgebaut werden und bilden keine Gelatine. b) Globuläre Proteine ( kugelförmige Proteine) 1. Albumine Albumine kommen vorwiegend in tierischen Produkten vor. Sie sind wasserlöslich, reich an Schwefel und bei ca. 70° C denaturierbar. Beispiele für Albuminarten sind: Myogen (in der Muskulatur) Insulin (in der Bauchspeicheldrüse gebildet, dient dem Abbau von Glycose) Leucosin (in Getreide) Legumelin (in Hülsenfrüchten) 2. Globuline Globuline findet man überwiegend in pflanzlichen Rohstoffen wie z.B.in Ölsamen und in Leguminosensamen. Sie sind in destilliertem Wasser nicht löslich, in Salzwasser löslich. 3. Gliadine Gliadine kommen nur in Pflanzen vor. Hauptsächlich in Getreidesamen. Beispiele für Gliadine sind: Gliadin (in Weizen und Roggen) Hordein (in Gerste) Zein (in Mais) 4. Gluteline Gluteline kommen zusammen mit Gliadinen in Getreide vor. Aus dem Gemisch beider Proteine entsteht das Klebereiweiß, das auch als Gluten bezeichnet wird. Beim Backen von Backwaren bildet dieses Gluten die Gerüstsubstanz der Backwaren. Die biologischen Funktionen der Proteine Im menschlichen Körper erfüllen die Proteine unterschiedliche Aufgaben: 1. Enzyme: sie dienen als Biokatalysatoren z.B. Abbau von Kohlenhydraten und Alkohol 2. Hormone: dienen als Bioregulatoren z.B. Senkung des Blutzuckerspiegels 3. Transportproteine: transportieren wichtige Stoffe im Körper z.B. Sauerstofftransport im Blut 4. Speicherproteine: speichern Stoffe im Körper z.B. Sauerstoffspeicher im Muskel 5. Schutzproteine: schützen den Körper vor äußeren Einflüssen z.B. Immunität gegen Infektionen 6. Strukturproteine: bilden Stützsubstanzen z.B. Haut, Knorpel, Knochen c) Die Fette (Lipide) Fette sind meist Mischungen aus unterschiedlichen Verbindungen mit gemeinsamen Eigenschaften und physiologischen Funktionen. Sie sind praktisch unlöslich in Wasser, aber in organischen Lösungsmitteln wie z.B. Benzol leicht löslich. Fette dienen dem Menschen als Energieträger, als Reservestoff, als Schutzstoff für Organe und als Lösungsmittel für fettlösliche Vitamine. Fette können nach der Herkunft in pflanzliche Fette und tierische Fette eingeteilt werden. Fette bestehen normalerweise aus einem Glycerin mit je einem Fettsäurerest an jeder freien OHGruppe. Die Fettsäuren: Bei den Fettsäuren unterscheidet man kurzkettige, mittelkettige und langkettige Fettsäuren. Sie bestehen aus einer Kette von CH2 – Gruppen welche am Ende eine Carboxyl - Gruppe (COOH) aufweist. Man unterscheidet gesättigte und ungesättigte Fettsäuren. Bei gesättigten Fettsäuren sind die C- Atome durch Einfachbindungen miteinander verbunden und alle freien C – Atome durch H –Atome belegt. Diese Fette sind beständiger gegen Hitze und Oxydation. Beispiele für gesättigte Fettsäuren sind: Buttersäure im Milchfett Palmitinsäure in Pflanzenfetten Stearinsäure Depotfett von Landtieren Ungesättigte Fettsäuren enthalten zwischen den C- Atomen bis zu 4 Doppelbindungen. Wegen dieser Doppelbindungen werden diese Fette durch Hitze oder Sauerstoff leichter angegriffen und verderben auch schneller. Beispiele für ungesättigte Fettsäuren sind: Ölsäure in Tier- und Pflanzenfetten (1 Doppelbindung) Linolsäure in Pflanzenfetten (2 Doppelbindungen) Linolensäure in Soja und Leinöl (3 Doppelbindungen) Arachidonsäure in Fischölen (4 Doppelbindungen) Behandlung von Fetten Um bei Fetten bestimmte Eigenschaften zu erzielen können Fette physikalisch oder auf chemischen Weg behandelt werden. Die Fetthärtung Folgende Verfahren eignen sich zur Fetthärtung: 1. Hydrierung 2. Umesterung 3. Fraktionierung mit Hilfe von fein verteiltem Nickel wird an die C –Atome Wasserstoff angelagert. Austausch oder Veränderung der Position einer Fettsäure in einem Glycerid Abscheiden von auskristallisierten gesättigten Fettsäuren Das Cholesterin Das Cholesterin kommt in allen Lipiden vor und wird vom Körper in der Leber in einer Menge von 6 –8g pro Tag produziert. Cholesterin ist am Aufbau der Sexualhormone und der Gallensäuren beteiligt. Ein zu hoher Cholesterinspiegel führt zu Arteriosklerose. Bedeutung für den menschlichen Organismus: 1. Aufbau der Zellwände 2. Grundbaustein für Hormone 3. Grundbaustein für Gallensäuren Cholesterin ist unverzichtbar für den Körper, aber es kann vom Körper in ausreichender Menge produziert werden und muss nicht durch die Nahrung zugeführt werden. Deshalb sollte der Fettverzehr eingeschränkt werden. Eine Ballaststoffreiche Kost senkt den Cholesterinspiegel im Körper. d) Die Vitamine Vitamine sind lebensnotwendige Substanzen, deren Fehlen zu schwerwiegenden Erkrankungen führt. Der Mensch ist nicht in der Lage diese Wirkstoffe selbst aufzubauen (Ausnahme: Vitamin D). Die benötigten Mengen an Vitaminen sind sehr gering. Bei nicht bedarfsgerechter Zufuhr von Vitaminen kann es zu Störungen im Organismus kommen: 1. Hypovitaminosen: unzureichende Zufuhr einzelner oder mehrerer Vitamine führt zu Unwohlsein, Verminderung der Leistungsfähigkeit oder Anfälligkeit gegen Infektionen 2. Hypervitaminosen: meist nur bei falscher Dosierung von Vitaminpräparaten (Vitamin A und D). 3. Avitaminosen: extremer Vitaminmangel mit typischen Krankheitsbildern z.B. Skorbut, Beriberi, Rachitis Man kann Vitamine nach ihrer Löslichkeit einteilen: 1. Fettlösliche Vitamine: VITAMIN VORKOMMEN WIRKUNG A Als Provitamin Bestandteil des (β-Carotin) in Sehpurpurs Karotten D Durch Begünstigt die UV_Strahlen in Verknöcherung der Haut des Skeletts gebildet E Maiskeimöl Weizenkeimöl K Grüne Pflanzen Tomaten Leber Haselnüsse Schützt empfindliche Stoffe vor Oxidation Bedeutend für die Blutgerinnung MANGELERKRANKUNG HYPERVITAMINOSE Nachtblindheit Kopfschmerzen Wachstumsstörungen Übelkeit Haarausfall Rachitis Krankhafte Deformierung des Skeletts Kalkablagerungen in weichen Geweben, Störung der Fruchtbarkeit Kommt beim Menschen nur Nicht bekannt selten vor Pigmentierung der Muskeln Verlängerung der Blutgerinnungszeit Nicht bekannt 2. Wasserlösliche Vitamine: VITAMIN VORKOMMEN WIRKUNG B1-B12 Getreide Hefe Hülsenfrüchte Rindfleisch Schweinefleisch Fisch C Leber Ascorbin- Kresse säure Johannisbeeren Orangen Zitronen Tomaten Petersilie KohlenhydratStoffwechsel, Proteinabbau, Alkoholabbau Stärkung des Immunsystems MANGELERKRANKUN HYPERVITAMINOS G E Müdigkeit, Depression, Nicht bekannt Muskelschwäche, Risse der mundwinkelbrüchige Fingernägel Skorbut Frühjahrsmüdigkeit Appetitlosigkeit Kopfschmerzen Herzbeschwerden Nicht bekannt e) Die Mineralstoffe Die Mineralstoffe erfüllen im Körper wichtige Funktionen: 1. Aufbau des Knochengerüstes und der Zähne 2. Erhaltung der Elektroneutralität 3. Puffersystem für Säuren und Basen 4. Steuerung enzymatischer Reaktionen Man unterscheidet bei den Mineralstoffen Spurenelemente und Mengenelemente. Mengenelemente kommen im Körper in relativ großen Mengen vor. Mengenelemente: ELEMENT Na K Ca P FUNKTION Elektrolyt Beeinflusst den osmotischen Druck Aktivierung von Enzymsystemen Knochenaufbau Zahnaufbau Knochenaufbau Stoffwechsel der Zellen BEDARF 2 – 3 g pro Tag MANGELERKRANKUNG Absinken des Blutdruckes Kreislaufkollaps 3 – 4 g pro Tag Funktionsstörung des Herzens Erschlaffung der Muskulatur Krämpfe 800 – 1000 mg pro Tag 800 mg pro Tag Nicht bekannt Spurenelemente: ELEMENT Fe J F FUNKTION Sauerstofftransport Bildung der Schilddrüsenhormone Kariesverhütende Wirkung BEDARF MANGELERKRANKUNG 12 – 18 mg pro Tag Eisenmangelanämie 180 – 200 μg pro Tag 1 mg pro Tag Kropf Karies e) Das Wasser Der menschliche Körper besteht zu durchschnittlich 70% aus Wasser. Dabei ist der Wasseranteil in den Geweben unterschiedlich hoch. Das Wasser hat im Körper unterschiedliche Funktionen: 1. Lösungsmittel das Wasser löst die Nährstoffe 2. Transportmittel die gelösten Nährstoffe werden zu den Zellen transportiert 3. Temperaturausgleich über die Hautfeuchtigkeit wird die Temperatur ausgeglichen 4. Ausscheidungsmittel über den Harn und den Stuhl werden Giftstoffe ausgeschieden 5. Aufrechterhaltung des osmotischen Druckes Zellinnendruck wird reguliert Der Wasserbedarf des Menschen liegt zwischen 2 und 3 Litern pro Tag. Je nach körperlicher Belastung oder externer Einflüsse kann sich der Wasserbedarf stark verändern. Auch das Alter des Menschen und die Nahrungsaufnahme beeinflussen den Wasserbedarf des Menschen. III AUFNAHME UND VERWERTUNG DER NÄHRSTOFFE 1. Die Stationen der Verdauung Die Verdauung ist eine Wechselwirkung der mechanischen und der chemischen Vorgänge im Organismus. Dabei sollen zunächst die makromolekularen Substanzen so aufgespalten werden, dass sie von den Enzymen in die einfachsten Moleküle zerlegt werden können und dann vom Körper resorbiert werden. Dieser Prozess ist so gestaltet, dass dabei kaum Energie benötigt wird, so dass die in der Nahrung enthaltene Energie voll dem Körper zugeführt wird. Stationen der Verdauung Mund Mechanische Zerkleinerung und Einwirkung von Enzymen Magen Einwirkung des Magensaftes Dünndarm Einwirkung von Darmsaft, Pankreassaft, Gallenflüssigkeit Dickdarm Rückresorption von Wasser und Mineralstoffen Absonderung von Schleimstoffen Bildung von Kot After Entleerung des Kots a) Verdauung der Kohlenhydrate Am Beispiel der Stärke lässt sich erkennen, dass der Abbau der Kohlenhydrate bereits im Mund beginnt. Dabei wird zunächst der Speisebrei von den Zähnen zerkleinert und anschließend die Stärke von dem im Speichel befindlichen Enzym α–Amylase aufgespalten. Bei diesem Vorgang entsteht zunächst die Maltose, welche in einem weitern Schritt zu 2 Molekülen der Glucose aufgespalten wird. Diese Einfachbausteine werden dann über die Dünndarmwand in das Blut überführt. Das Blut transportiert diese Stoffe zu den Zellen, wo sie zu Wasser und Kohlendioxid umgewandelt werden und dabei Energie freisetzen. b) Verdauung der Fette Die Aufspaltung der Fette findet im oberen Dünndarmabschnitt statt. Dabei spielen die Lipasen als abbauende Enzyme eine entscheidende Rolle. Im Dünndarm entsteht mit Hilfe der Lipasen und des Gallensaftes ein Gemisch aus freien Fettsäuren, Mono-, Di- und Triglyceriden, welche dann über den Dünndarm resorbiert werden. c) Verdauung des Eiweißes Bei der Aufspaltung des Eiweißes sind die Enzymgruppen Peptidasen und Proteinasen beteiligt. Die Verdauung der Proteine beginnt im Magen. Die Magensalzsäure greift die eiweißhaltigen Stoffe an und macht sie für die Peptidasen leichter angreifbar. Anschließend findet im Dünndarm der weitere Abbau des Proteins in mehreren Stufen statt. Die aufgespaltenen Proteine werden dann über die Darmwand resorbiert und zur Leber weiter geleitet. Dort stehen sie für die körpereigene Synthese von Proteinen zur Verfügung. 2. Die Energiegewinnung im Körper am Beispiel der Glucose Man unterscheidet bei der Energiegewinnung 2 Gruppen von lebenden Organismen. Di erste Gruppe sind die Autotrophen Organismen, welche sich von CO2 ernähren können, da sie daraus komplexe Stoffe bilden können. Die Heterotrophen Organismen, zu denen auch der Mensch gehört, benötigen zu ihrer Ernährung organische Verbindungen, da sie nur daraus die benötigte Energie gewinnen können. Die Energiegewinnung beginnt mit der Photosynthese in Pflanzen und niederen Organismen wie Algen und Bakterien. Dabei werden das CO2 und das Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht und Chlorophyll in Glukose und Sauerstoff umgewandelt. Für diese Umwandlung sind insgesamt ca. 100 Schritte erforderlich. Die Strukturformel dafür lautet. 6 CO2 + 6 H2O + n h v = C6H12O6 + 6 O2 ( h ּ v = 1 Lichtquant ) Die Glucose dient dem Menschen als Energiequelle, da er in den Zellen bei der Zellatmung die gespeicherte Sonnenenergie in körpereigene Energie umwandeln kann. Diese Umwandlung erfolgt in insgesamt siebzig Teilreaktionen. Dabei wird die Glucose wieder in Kohlendioxid und Wasser aufgespalten. An der Reaktionsgleichung erkennt man, dass es sich im Prinzip um die Umkehrung der Photosynthese handelt. C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O + Energie IV ERNÄHRUNGSEMPFEHLUNGEN Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung ( DGE ) befasst sich mit allen auf dem Gebiet der Ernährung auftretenden Fragen. Sie unterstützt seit ihrer Gründung im Jahr 1953 die ernährungswissenschaftliche Forschung Sie informiert über neue Erkenntnisse und Entwicklungen und machen diese durch Publikationen und Veranstaltungen verfügbar. Aufgrund wissenschaftlicher Bewertung gebt sie ihre Empfehlungen ab. Ihre Ziele verwirklicht sie bundesweit durch die - Herausgabe des Ernährungsberichtes - Herausgabe der Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr - Herausgabe von DGE-Beratungs-Standards und Leitlinien - Herausgabe weiterer Informations- und wissenschaftlicher Medien, - Erarbeitung von Curricula - Durchführung von wissenschaftlichen Tagungen sowie Fortbildungs-, Multiplikatoren- und Informationsveranstaltungen Die DGE verfolgt ausschließlich und unmittelbar gemeinnützige Zwecke. Sie ist ein eingetragener Verein, dessen oberstes Organ die Mitgliederversammlung ist. 1. Die 10 Regeln der DGE für gesunde Ernährung Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V. hat auf Grundlage aktueller wissenschaftlicher Erkenntnisse eine 10-Punkte-Liste zusammengestellt, die Ihnen sofort dabei hilft, Ihre Gesundheit zu bewahren oder zurück zu gewinnen. 1. Vielseitig essen Genießen Sie die Lebensmittelvielfalt. Merkmale einer ausgewogenen Ernährung sind abwechslungsreiche Auswahl, geeignete Kombinationen und angemessene Mengen nährstoffreicher und energiearmer Lebensmittel. 2. Reichlich Getreideprodukte - und Kartoffeln Brot, Nudeln, Reis, Getreideflocken, am besten aus Vollkorn, sowie Kartoffeln enthalten kaum Fett, aber reichlich Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente sowie Ballaststoffe und sekundäre Pflanzenstoffe. Verzehren Sie diese Lebensmittel mit möglichst fettarmen Zutaten. 3. Gemüse und Obst – Nimm "5" am Tag … Genießen Sie 5 Portionen Gemüse und Obst am Tag, möglichst frisch, nur kurz gegart, oder auch eine Portion als Saft – idealerweise zu jeder Hauptmahlzeit und auch als Zwischenmahlzeit. Damit werden Sie reichlich mit Vitaminen, Mineralstoffen sowie Ballaststoffen und sekundären Pflanzenstoffen (z. B. Carotinoiden, Flavonoiden) versorgt.. 4. Täglich Milch und Milchprodukte, Empfohlen wird ein- bis zweimal in der Woche Fisch, Fleisch, Wurstwaren sowie Eier in Maßen. Diese Lebensmittel enthalten wertvolle Nährstoffe, wie z.B. Calcium in Milch, Jod, Selen und Omega-3-Fettsäuren in Seefisch. Fleisch ist wegen des hohen Beitrags an verfügbarem Eisen 15und an den Vitaminen B1, B6 und B12 vorteilhaft. Mengen von 300 – 600 g Fleisch und Wurst pro Woche reichen hierfür aus. Bevorzugen Sie fettarme Produkte, vor allem bei Fleischerzeugnissen und Milchprodukten. 5. Wenig Fett und fettreiche Lebensmittel Fett liefert lebensnotwendige (essentielle) Fettsäuren und fetthaltige Lebensmittel enthalten auch fettlösliche Vitamine. Fett ist besonders energiereich, daher kann zu viel Nahrungsfett Übergewicht fördern, möglicherweise auch Krebs. Zu viele gesättigte Fettsäuren fördern langfristig die Entstehung von Herz-Kreislauf-Krankheiten. Bevorzugen Sie pflanzliche Öle und Fette (z. B. Raps- und Sojaöl und daraus hergestellte Streichfette). Achten Sie auf unsichtbares Fett, das in Fleischerzeugnissen, Milchprodukten, Gebäck und Süßwaren sowie in Fast-Food- und Fertigprodukten meist enthalten ist. Insgesamt 70 – 90 Gramm Fett pro Tag reichen aus. 6. Zucker und Salz in Maßen Verzehren Sie Zucker und Lebensmittel bzw. Getränke, die mit verschiedenen Zuckerarten (z. B. Glucosesirup) hergestellt wurden, nur gelegentlich. Würzen Sie kreativ mit Kräutern und Gewürzen und wenig Salz. Bevorzugen Sie jodiertes Speisesalz. 7. Reichlich Flüssigkeit Wasser ist absolut lebensnotwendig. Trinken Sie mindestens 1,5 Liter Flüssigkeit jeden Tag. Bevorzugen Sie Wasser – ohne oder mit Kohlensäure – und andere kalorienarme Getränke. Alkoholische Getränke sollten nur gelegentlich und nur in kleinen Mengen konsumiert werden. 8. Schmackhaft und schonend zubereiten Garen Sie die jeweiligen Speisen bei möglichst niedrigen Temperaturen, soweit es geht kurz, mit wenig Wasser und wenig Fett – das erhält den natürlichen Geschmack, schont die Nährstoffe und verhindert die Bildung schädlicher Verbindungen. 9. Nehmen Sie sich Zeit, genießen Sie Ihr Essen Bewusstes Essen hilft, richtig zu essen. Auch das Auge isst mit. Lassen Sie sich Zeit beim Essen. Das macht Spaß, regt an vielseitig zuzugreifen und fördert das Sättigungsempfinden. 10. Achten Sie auf Ihr Gewicht und bleiben Sie in Bewegung Ausgewogene Ernährung, viel körperliche Bewegung und Sport (30 bis 60 Minuten pro Tag) gehören zusammen. Mit dem richtigen Körpergewicht fühlen Sie sich wohl und fördern Ihre Gesundheit. Quelle: Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V. 2. Der Energiebedarf nach den Vorgaben der DGE Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt bei leichter körperlicher Arbeit (z.B. Lehrer, Laborant, Fließband, Taxi, Büro) eine Energieaufnahme in Höhe von: Alter in Jahren kcal / kJ Frauen kcal / kJ Männer 15 bis 19 2400 / 10048,8 3000 / 12561 19 bis 25 2200 / 9211,4 2600 / 10886,2 25 bis 51 2000 / 8374 2400 / 10048,8 51 bis 65 1800 / 7536,6 2200 / 9211,4 über 65 1700 / 7117,9 1900 / 7955,3 Umrechnungsfaktor kcal – kJ = kcal : * 4,1868 Je nach Schweregrad der Arbeit sind folgende Zuschläge erforderlich: Mittelschwerer Arbeit (z.B. Haushalt, Briefträger, Verkauf): 600 / 2512,2 kcal/kJ Zuschlag Schwerarbeit (z.B. Leistungssport, Masseur, Landwirtschaft): 1200 / 5024,4 kcal/kJ Zuschlag Schwerstarbeit: 1600 / 6699,2 kcal/kJ Zuschlag Die Empfehlungen zur Energieaufnahme der DGE berücksichtigen Referenzwerte von Körpergröße, Körpergewicht und überwiegend leichte sitzende Tätigkeit. Energetische Zuschläge und Verminderungen sind individuell zu berücksichtigen. Individuelle Abschätzung des Energiebedarfs Personenspezifische Unterschiede in der Körpergröße und in der körperlichen Aktivität lassen sich durch die individuelle Berechnung besser erfassen. Gleiches gilt für die Abschätzung der Gewichtsreduktion bei Energieeinschränkung und für den energetischen Bedarf um eine Gewichtszunahme zu erreichen. Die rechnerische Ermittlung dient: - der individuellen Bedarfsberechnung - der zu erwartenden Gewichtsreduktion auf Grund der Reduktion der Energiezufuhr - der notwendigen Energiezufuhr bei Untergewicht Zur Berechnung der Nährstoffe dient die bereits besprochene Umrechnungstabelle, die den jeweiligen Nährstoffgehalt für den aufgenommenen Nährstoff angibt. V BEEINFLUSSUNG UND VERÄNDERUNG DER NÄHRSTOFFE BEI DER VERARBEITUNG Nährstoffe werden durch verschiedene Verfahren bei der Vorbereitung und Zubereitung von Lebensmitteln in unterschiedlichen Graden beeinflusst. Dabei kann es neben den für den Verbrauch positiven Einflüssen auch solche geben, die die Nährstoffe so beeinträchtigen, dass diese für den Verzehr nicht mehr geeignet sind. 1. Vorbereitungsverfahren Bei diesen Verfahren handelt es sich meist um Tätigkeiten, die eine mechanische Veränderung der Lebensmittel darstellen und die Nährstoffe praktisch nicht angreifen. Beispiele dafür sind: Entsaften Mahlen Schälen Schneiden Wässern Feste und flüssige Bestandteile werden voneinander getrennt Feste Lebensmittel werden zwischen Mahlelementen zerrieben Für die Ernährung ungeeignete Schalen werden entfernt Lebensmittel werden mit einem Messer in Form gebracht Ungeeignete Bestandteile werden mittels Wasser ausgelaugt 2. Garen Diese Verfahren sollen eine bessere Bekömmlichkeit sowie eine optische Veränderung und eine geschmackliche Verbesserung der Lebensmittel bewirken. Dabei findet oft auch eine Veränderung der Nährstoffe statt. Beispiele dafür sind: Backen Braten Garverfahren zur Bräunung und Geschmacksveränderung in heißer Luft Anwendung: bei Teigen und Massen garen proteinhaltiger Rohstoffe mit oder ohne Fett im Ofen oder auf der Kochstelle Anwendung: Fleisch, Fisch, Geflügel, Wild, Kartoffeln Dämpfen Frittier en Grillen Sieden Schmoren Garen im Wasserdampf Anwendung: Gemüse, Fisch, Geflügel, Kartoffeln Schwimmend in heißem Fett bis zur Bräunung garen Anwendung: Kartoffeln, Kleingebäck, panierte Produkte Garen mit Bräunung durch Strahlungsenergie oder Kontaktenergie Anwendung: Fleisch, Gemüse, Fisch, Geflügel Garen in viel Flüssigkeit am Siedepunkt Anwendung: Fleisch, Teigwaren, Gemüse, Fisch Anbraten und anschließendes zugedecktes Garen mit wenig Flüssigkeit Anwendung: Fleisch, Gemüse, Geflügel 3. Aufbereiten Beim Aufbereiten werden bereits vorbereitete oder zubereitete Lebensmittel in einen verzehrfertigen Zustand gebracht. Dabei soll vor allen Dingen der Genusswert dieser Speisen verbessert werden. Eine Veränderung der Nährstoffe findet nur bedingt statt. Beispiele dafür sind: Aufwärmen Gratinieren Klären Bereits gegarte Speisen werden erwärmt und dadurch genussfähig Die Oberfläche der Speisen wird durch Strahlungsenergie gebräunt Trübstoffe in Flüssigkeiten werden durch Zugabe von z.B. Eiklar gebunden und anschließend entfernt 4. Haltbarmachung Da Lebensmittel und die darin enthaltenen Nährstoffe in der Regel von lebenden Organismen abstammen, verändern sie sich auch bei der Lagerung. Dies geschieht in der Regel durch chemische Prozesse, die unter unterschiedlichen Lagerbedingungen mehr oder weniger rasch ablaufen. Um bei den Nährstoffen eine Wertminderung oder gar den Wertverlust zu vermeiden, können bestimmte physikalische oder chemische Verfahren angewandt werden. Physikalische Verfahren sind: Einwirkung von Kälte: Bei diesen Verfahren wird den Mikroorganismen die benötigte Wärme entzogen, so dass sie ihre Lebensfunktionen reduzieren oder auch absterben. Zu diesen Verfahren gehören: Kühlen Bei tierischen Produkten 0 – 2° C; bei Gemüse und Obst 6 – 8° C Gefrieren bei einer Lagertemperatur von – 12° C Tiefgefrieren Schockfrosten bei – 40° C und Lagerung bei – 18° C Das Schockfrosten soll erfolgen, damit sich während des Gefriervorganges keine Eiskristalle in den Zellen bilden können, die dann die Zellwand durchstoßen würden, was zum Wasserverlust beim Auftauen führen würde. Einwirkung von Hitze Bei diesem Verfahren wird den Lebensmitteln solange Wärme zugeführt, bis die darin enthaltenen Mikroorganismen zerstört sind. Dabei macht man sich zu Nutze, dass Mikroorganismen organisch Lebewesen sind, deren Zellen auch Eiweiß enthält. Dieses Eiweiß denaturiert bei ca. 70° C. Zu diesen Verfahren gehören: Sterilisieren dabei werden die Lebensmittel auf eine Temperatur von 100 – 130° C Gebracht. Dieses Verfahren eignet sich für robustere Lebensmittel. Die Lagerdauer der Rohstoffe ist relativ lang, da alle Mikroorganismen zerstört sind. Pasteurisieren bei diesem Verfahren wird das Lebensmittel auf eine Temperatur von unter 100° C gebracht. Dieses Verfahren eignet sich für empfindliche Lebensmittel. Allerdings ist die Lagerdauer der Produkte geringer, da nicht sichergestellt wird, dass alle Mikroorganismen vernichtet werden. Wasserentzug Für alle Reaktionen in Organismus ist das Vorhandensein von Wasser von großer Bedeutung. Entzieht man einer organischen Substanz dieses Wasser, so laufen die physikalischen und chemischen Vorgänge zunächst langsamer ab und kommen dann ganz zum Erliegen. Zu den Verfahren des Wasserentzuges gehören: Walzentrocknung dieses Verfahren wendet man bei flüssigen oder breiigen Produkten an. Das Produkt wird auf geheizte Walzen aufgebracht und nach der Trocknung abgeschabt. Sprühtrocknung bei flüssigen Produkten, deren Eiweiß geschont werden soll empfiehlt sich dieses Verfahren. Hierbei wird ein feiner Flüssigkeitsnebel erzeugt, dem durch Heißluft die Feuchtigkeit entzogen wird. Gefriertrocknung das zu trocknende Produkt wird zunächst tiefgekühlt. Anschließend wird es einem hohen Unterdruck ausgesetzt und soviel Wärme zugeführt, dass die Eiskristalle nicht schmelzen. Durch den hohen Unterdruck sublimiert das Eis und geht sofort in den gasförmigen Zustand über. Dadurch trocknet das Gefriergut aus. Bei schlecht verpackter Ware kann man diesen Vorgang auch in der Tiefkühltruhe beobachten. Bestrahlung Bei der Bestrahlung werdend die Lebensmittel mit UV-Stahlen behandelt. Die Verwendung anderer Strahlenquellen ist bei uns verboten. Da diese Strahlen nicht sehr weit in die Lebensmittel eindringen, ist deren Wirkung umstritten. In Deutschland dürfen nur wenige Lebensmittel z.B. Gewürze mit diesen Strahlen behandelt werden. Chemische Verfahren sind: Salzen Beim Salzen werden die Lebensmittel in eine 15 – 20%-tige Salzlösung eingelegt und verbleiben dort für eine längere Zeit. Da Salz stark hygroskopisch ist, entzieht es den Zellen das wasser, was zu einer teilweisen Austrocknung führt. Dadurch können sich Mikroorganismen nicht mehr entfalten. Pökeln Beim Pökeln wird das Lebensmittel entweder in eine 12 – 18%-tige Salzlösung unter Zugabe von Salpeter eingelegt oder mit einer dünnen Schicht Nitritpökelsalz bedeckt. Dabei findet die gleiche Reaktion wie beim Salzen statt. Zusätzlich verändert sich das eingelegte Fleisch derart, dass es beim Garen nicht mehr grau wird, sondern seine rote Farbe behält. Räuchern Beim Räuchern werden die Lebensmittel (meist Fleisch oder Fisch) in den Rauch von Buchenholzoder Edelholzspänen gehängt. Dabei werden den Rohstoffen Wasser entzogen und die äußere Schicht mit Phenolen, Säuren, Aldehyden und Ketonen bedeckt. Diese Stoffe wirken stark bakterizid. Um den Räuchervorgang zu unterstützen werden viele Produkte vorher gepökelt. Beim Räuchern unterscheidet man zwei Verfahren: Kalträuchern die Rauchtemperatur beträgt 12 – 14° C, die Räucherdauer liegt je nach Produkt zwischen 1 Tag und 4 Wochen Heißräuchern die Rauchtemperatur beträgt 60 – 120° C, die Räucherdauer beträgt nur wenige Stunden. Zuckern Beim Zuckern wird den Lebensmitteln wie beim Salzen auf Grund der hygroskopischen Wirkung des Zuckers ebenfalls das Wasser entzogen. Das Zuckern wird üblicherweise bei der Verarbeitung von Früchten eingesetzt. Zur Herstellung von Konfitüren, Marmeladen und Gelees, sowie für das Kandieren von Früchten ist der Zucker unerlässlich. Säuern Mikroorganismen reagieren meist negativ auf die Veränderung des pH-Wertes. Deshalb eignet sich das Säuern von Lebensmitteln gut für die Haltbarmachung. Man unterscheidet beim Säuern von Lebensmitteln zwei Verfahren: Zusatz von Genusssäuren dabei kommen die gut verträglichen Genusssäuren wie Essig, Weinsäure und Zitronensäure zum Einsatz. Je nach dem, welche Säure verwendet wird, kann der Geschmack des Produktes beeinflusst werden. Natürliche Säuerung bei der natürlichen Säuerung spielt die Milchsäure eine wichtige Rolle. Dabei werden die Lebensmittel entweder mit Milchsäurebakterien geimpft oder man nutzt wie beim Sauerkraut bereits vorhandene Milchsäurebakterien auf den Blättern. Einlegen in Alkohol Alkohol ist nicht nur toxisch, er entzieht durch seine hygroskopische Wirkung den Lebensmitteln auch das Wasser. Deshalb ist er gut geeignet wasserhaltige Lebensmittel zu konservieren. Alkohol wird meist zur Haltbarmachung von Früchten genutzt. Dabei werden die Früchte in Rum, Arrak, Weinbrand oder Armagnac eingelegt. So konservierte Früchte sind bis zu zwei Jahren haltbar, wenn man dafür sorgt, dass der Alkoholgehalt immer über mindestens 14% liegt. VI LEBENSMITTEL EU-Basis-Verordnung Lebensmittelrecht (VO 178/2002) Lebensmittel sind alle Stoffe oder Erzeugnisse, die dazu bestimmt sind oder von denen nach vernünftigem Ermessen erwartet werden kann, dass sie in verarbeitetem, teilweise verarbeitetem oder unverarbeitetem Zustand von Menschen aufgenommen werden (Artikel 2). Zu Lebensmitteln zählen auch Getränke, Kaugummi sowie alle Stoffe, einschließlich Wasser, die dem Lebensmittel bei seiner Herstellung oder Ver- oder Bearbeitung absichtlich zugesetzt werden. Zu den Lebensmitteln zählen Produkte pflanzlichen oder tierischen Ursprungs wie: Gemüse Kartoffeln Hülsenfrüchte auch Obst Getreide Eier Fleisch- und Wurstwaren Milchprodukte Geflügel Wild Fisch, Schalund Krustentiere Sammelbegriff für essbare Pflanzenteile. Im Gegensatz zu Pflanzen oder Pflanzenteilen, die vor allem wegen deren Speicherstoffe (Kohlenhydrate, Eiweiß und Fett) genutzt werden, und deshalb die Grundkost in unserer Ernährung darstellen, wird Gemüse als Beikost vor allem wegen seines Gehalts an Vitaminen und Mineralsalzen, Extraktstoffen und ätherischen Ölen verzehrt und wirkt zudem geschmacksbildend und appetitanregend. Zudem haben Gemüse aufgrund ihres hohen Anteils an Ballaststoffen eine wichtige Funktion für die Verdauung. Pflanzen, die vor allem wegen deren Speicherstoffe (Kohlenhydrate und Eiweiß) genutzt werden. Leguminosen genannt. Beispiele Linsen, Erbsen, Bohnen enthalten viel Eiweiß und Kohlenhydrate ist es ein Sammelbegriff der für den Menschen genießbaren Früchte und Samen von meistens mehrjährigen Bäumen und Sträuchern, die zum größten Teil roh gegessen werden können (Frischobst). ist ein Sammelbegriff von Samen verschiedener veredelter Gräser. Getreide wird zur Herstellung von Gebäcken, zum Binden von Soßen und Suppen oder für die Herstellung von Getränken verwendet. sind Hühnereier, aber auch Eier von Enten, Gänsen, Wachteln sind Produkte vom Schwein, Kalb, Rind Schaf, Esel oder Maulesel sind Kuhmilch, Schafsmilch, Ziegenmilch oder Produkte, die aus diesen Milcharten hergestellt werden. sind Hühner, Enten, Gänse und Perlhühner sind wildlebende Tiere, die dem Jagdrecht unterstehen, wie z.B. Reh, Rotwild, Schwarzwild, Bär, Wildente, Fasan, Schnepfe sind im Süß- oder Salzwasser lebende Tiere wie z.B. Forelle, Lachs, Felchen, Steinbutt, Scholle, Muscheln, Hummer, Garnele Zu dem Lebensmittel zählen außerdem Genussmittel wie Süßigkeiten und Schokolade, Honig, Speisefette, alkoholfreie Getränke und das Wasser. VII GENUSSMITTEL Als Genussmittel im engeren Sinne werden Lebensmittel bezeichnet, die nicht in erster Linie wegen ihres Nährwertes und zur Sättigung konsumiert werden, sondern wegen ihrer anregenden Wirkung und ihres Geschmacks. Zu ihnen gehören Kaffee, Tee, Kakao, und alkoholhaltige Getränke wie Wein, Schaumwein und Spirituosen. Im weiteren Sinne werden traditionell auch Tabakwaren zu den Genussmitteln gezählt. In der Fachliteratur wird der Begriff außerdem für Zucker und Gewürze verwendet. VIII ZUSATZSTOFFE ZU LEBENSMITTELN Zusatzstoffe werden den Lebensmitteln zugegeben, um eine Veränderung des Aussehens, der Konsistenz, der Beschaffenheit oder eine bessere Verarbeitungsmöglichkeit zu erreichen. Beispiele für Zusatzstoffe sind: Konservierungsstoffe Zu den für die Lebensmittelherstellung zugelassenen Konservierungsstoffe zählen die Sorbinsäure, die Benzoesäure, der PHB-Ester, und die Ameisensäure. Für die Konservierung von Zitrusfrüchten verwendet man Diphenyl und Orthophenylphenol Antioxidantien Antioxidantien sollen verhindern, dass Lebensmittel durch Sauerstoff oxidiert werden. Emulgatoren diese Stoffe dienen in erster Linie dazu Fette und Wasser, die sich auf natürliche Weise schlecht verbinden lassen so zu vereinigen, dass zumindest vorübergehend eine Verbindung entsteht. Ein Beispiel für natürliche Emulgatoren ist das Lecithin, welches im Eigelb und im Senf vorkommt Verdickungsmittel diese Stoffe werden eingesetzt um stabile Bindungen in flüssigkeitsreichen Produkten herzustellen. Beispiele für Verdickungsmittel sind: Guarkernmehl, Johannisbrotkernmehl oder Pektin Farbstoffe diese Stoffe werden eingesetzt um Lebensmittel, die keine natürlichen Farbstoffe enthalten, attraktiver zu machen oder um Farbverluste beider Verarbeitung von Lebensmitteln auszugleichen IX ERNÄHRUNGSBEDINGTE KRANKHEITEN 1. Gicht Voraussetzung für diese Erkrankung ist ein erhöhter Harnsäurespiegel im Blut. Die Krankheit kann durch eine erbliche Vorbelastung oder durch eine übermäßige Ernährung mit eiweißreichen Nahrungsmitteln entstehen. Bei dieser Krankheit lagern sich Na-Uratkristalle in den Gelenken ab, was zu schmerzhaften Reizungen führt. 2. Diabetes mellitus Bei dieser im Volksmund Zuckerkrankheit handelt es sich um eine Stoffwechselkrankheit; bei der das fehlende Insulin aus der Bauchspeicheldrüse das auslösende Moment ist. Wenn zu wenig oder kein Insulin im Körper produziert wird, kann der Zucker in den Zellen nicht verarbeitet werden und bleibt in größerem Maße im Blut. Diabetiker müssen je nach Schwere der Krankheit eine spezielle Diät einhalten, bei der Kohlenhydrate und Fett in genau vorgegebenen Gewichtseinheiten zu sich genommen werden, oder Insulin durch Spritzen zuführen. Man Unterscheidet bei der Diabetes verschiedene Arten: Typ I Jugenddiabetes Typ II Altersdiabetes Typ II Diabetes bei Übergewicht 3. Hypertonie (Bluthochdruck) Bluthochdruck wird ausgelöst durch eine Überernährung, durch Dauerstress, übermäßigen Alkoholkonsum, durch starken Genuss von Coffein oder durch die Alterung des Menschen. Symptome sind Schwindelgefühl, Kopfschmerzen oder Konzentrationsschwächen. 4. Arteriosklerose Bei dieser Krankheit wird in den Arterien kalk abgelagert, was zu einer Verengung und einer Verhärtung dieser Blutgefäße führt. Dies kann dazu führen, dass ein Blutgefäß verschlossen wird und das dahinter liegende Gewebe nicht mehr mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt wird. Dieses Gewebe kann dann absterben. 5. Karies Karies ist die Volkskrankheit überhaupt. Sie wird verursacht durch Bakterien, die sich im Zwischenrum der Zähne, zwischen dem Zahnhals und dem Zahnfleisch sowie in Vertiefungen des Zahnschmelzes befinden. Befinden. Diese Bakterien sind in der Lage aus dem Zucker, der sich in den Lebensmitteln befindet Säuren zu produzieren, welche den Zahnschmelz angreifen. X ALTERNATIVE ERNÄHRUNGSFORMEN Die in den letzten Jahrzehnten stark veränderten Verzehrgewohnheiten haben dazu geführt, dass sich in den industrialisierten Staaten lebenden Menschen immer mehr von der natürlichen Ernährung abgewandt haben. So verzehren wir heute immer mehr vorgefertigte und weniger naturbelassene Lebensmittel. Dabei treten tierische Produkte und Fette, sowie reine Zucker immer mehr in den Vordergrund. Immer mehr Menschen wenden sich von diesen Verzehrgewohnheiten aus weltanschaulichen, gesundheitlichen oder ökologischen Gründen ab. Beispiele für alternative Ernährungsformen sind: 1. Vegetarismus Alle vegetarischen Kostformen verzichten auf Nahrungsmittel, die von getöteten Tieren gewonnen werden. Manche Vegetarisch lebenden Menschen verzichten sogar auf alle Produkte, die von Tieren gewonnen werden. Vegetarier begründen ihre Einstellung meist weltanschaulich, ethisch, gesundheitlich oder ökologisch. Man unterscheidet verschiedene Arten des Vegetarismus: a) Ovo-lacto-Vegetarier essen kein Fleisch , aber tierische Produkte wie Eier, Milch oder Honig b) Lacto-Vegetarier essen kein Fleisch und keine Eier, aber Milch oder Honig c) Veganer lehnen den Verzehr sämtlicher von Tieren stammender Produkte ab 2. Makrobiotik Die Ursprünge dieser Ernährung findet man im Zen-Buddhismus. Begründer der heutigen Makrobiotik ist der Japaner Georges Oshawa. Er war der Meinung dass durch die richtige Ernährung jede Krankheit geheilt werden kann. Wichtig dabei ist die Eigenverantwortung des Einzelnen für die richtige Ernährung. Oshawa teilt die Lebensmittel in zwei Gruppen ein. Yin bedeutet nach außen gerichtete Kraft und Yang nach innen ordnende Kraft. Nur wenn die Lebensmittel in einem ausgewogenen Yin - Yang Verhältnis stehen erwartet den Menschen ein langes und gesundes Leben. Grundlage dieser Ernährungsform bildet das Getreide. 3. Vollwerternährung Bei der Vollwerternährung wird versucht die Nahrungsmittel in möglichst unveränderter Form zu nutzen. Hauptbestandteile dieser Ernährung sind Obst, Gemüse, Milch und Milchprodukte. Alle andern tierischen Produkte spielen eine untergeordnete Rolle. Nahrungsmittel sollen nur dann erhitzt werden, wenn dies unvermeidbar ist. Genussmittel wie Alkohol, Nicotin oder Coffein sind bei dieser Ernährungsform zu meiden. LEBENSMITTELHYGIENE I ALLGEMEINE RICHTLINIEN DER HYGIENE 1. Die Lebensmittelhygieneverordnung a) Allgemeines Da Lebensmittel durch äußere Einflüsse stark gefährdet sind, müssen sie durch besondere Rechtsvorschriften geschützt werden. Seit dem 1. Januar 2006 gilt in Deutschland unmittelbar europäisches Recht. Seitdem finden in allen EU-Mitgliedsstaaten drei EU-Verordnungen zur Lebensmittelhygiene direkte Anwendung, die die bisherige nationale Verordnung ablösen: EG-Verordnung 852/2004 über Lebensmittelhygiene EG-Verordnung 853/2004 Besondere Vorschriften für Lebensmittel tierischen Ursprungs EG-Verordnung 854/2004 Amtliche Überwachung von zum menschlichen Verzehr bestimmten Erzeugnissen tierischen Ursprungs Nach der Lebensmittelhygiene-Verordnung (LMHV) ist jeder Betrieb, der Lebensmittel herstellt, verarbeitet oder in Verkehr bringt, verpflichtet, im Prozessablauf die für die Lebensmittelsicherheit kritischen Arbeitsstufen zu ermitteln, konsequent zu überwachen und zu dokumentieren sowie angemessene Sicherheitsmaßnahmen festzulegen. Lebensmittel sind ein idealer Nährboden für Mikroorganismen und können mit Rückständen und Schadstoffen belastet sein, die die Gesundheit gefährden. Strenge Vorschriften regeln daher die Produktion, Lagerung, Verarbeitung und Zubereitung der Nahrungsmittel zum Schutze des Verbrauchers. Große Verpflegungseinrichtungen müssen besonders auf Hygiene im Umgang mit Lebensmitteln achten. Als wesentliche Elemente der neuen bundeseinheitlichen LMHV, die sechs bzw. zwölf Monate nach Verkündung in Kraft tritt, sind zu nennen - Geltungsbereich - Begriffsbestimmung - allgemeine Anforderungen an Betriebsstätten, Geräte und Personal - Eigenkontrollmaßnahmen für Betriebe 1. Geltungsbereich Diese Verordnung gilt nur nach der Primärerzeugerstufe, das heißt erst für die der Urproduktion folgenden Stufen. Diese Verordnung gilt bundesweit. Die Regelungen, die im LMBG (Lebensmittelund Bedarfsgegenstände Gesetz) festgelegt sind, werden nicht aufgehoben. Die LMHV gilt generell auch im Lebensmittel-Einzelhandel und im Bereich der Direktvermarktung. 2. Begriffsbestimmungen Folgende Begriffsbestimmungen sind in § 2 der LMHV geregelt: Betriebsstätten a) Einrichtungen, in denen Lebensmittel hergestellt, behandelt oder in den Verkehr gebracht werden, mit Ausnahme der unter Buchstabe b genannten Betriebsstätten, und b) ortsveränderliche oder nichtständige Einrichtungen wie Verkaufszelte, Marktstände, mobile Verkaufseinrichtungen, Verkaufsfahrzeuge sowie Verkaufsautomaten, in denen Lebensmittel hergestellt, behandelt oder in den Verkehr gebracht werden. Nachteilige Beeinflussung, Eine ekelerregende oder sonstige Beeinträchtigung der einwandfreien hygienischen Beschaffenheit von Lebensmitteln, wie durch Mikroorganismen, Verunreinigungen, Witterungseinflüsse, Gerüche, Temperaturen, Gase, Dämpfe, Rauch, Aerosole, tierische Schädlinge, menschliche und tierische Ausscheidungen sowie durch Abfälle, Abwässer, Reinigungs-, Desinfektions-, Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel oder ungeeignete Behandlungs- und Zubereitungsverfahren." Die Begriffe, die mit den aus § 10 Abs.1 LMBG stammenden Begriffen identisch sind, wurden durch Fettdruck hervorgehoben. Materiell heben sich die in § 2 LMHV nicht abschließend aufgeführten Beeinflussungen aber deutlich von den in § 10 Abs.1 LMBG beispielhaft Aufgeführten ab. Nach den Erwägungsgründen zur Lebensmittelhygiene-Richtlinie 93/43 zielt die Lebensmittelüberwachung hauptsächlich auf die Lebensmittelhygiene ab. In der Begründung zu § 3 LMHV wird dargelegt, dass "nachteilige Beeinflussung" im Ergebnis gleichbedeutend mit der Definition für Lebensmittelhygiene in Artikel 2 der Richtlinie 93/43/EWG sei. Die Definition aus § 2 LMHV lautet: "Lebensmittelhygiene: Alle Vorkehrungen und Maßnahmen, die notwendig sind, um ein unbedenkliches und genusstaugliches Lebensmittel zu gewährleisten. Diese Vorkehrungen und Maßnahmen umfassen alle auf die Urproduktion folgende Stufen während der Zubereitung, Verarbeitung, Herstellung, Verpackung, Lagerung, Beförderung, Verteilung, Behandlung und des Anbietens zum Verkauf oder zur Lieferung an den Verbraucher." Leichtverderbliche Lebensmittel Lebensmittel, die in mikrobiologischer Hinsicht in kurzer Zeit leicht verderblich sind und deren Verkehrsfähigkeit nur bei Einhaltung bestimmter Temperaturen oder sonstiger Bedingungen erhalten werden kann. 3. Allgemeine Hygieneanforderungen Lebensmittel dürfen nur so hergestellt, behandelt oder in den Verkehr gebracht werden, dass sie bei Beachtung der im Verkehr erforderlichen Sorgfalt der Gefahr einer nachteiligen Beeinflussung nicht ausgesetzt sind. Sie dürfen dazu nur in Betriebsstätten hergestellt, behandelt oder in den Verkehr gebracht werden. 4. Eigenkontrollmaßnahmen für Betriebe Die Einführung betrieblicher Eigenkontrollen durch den § 4 der LMHV ist für den Betriebsinhaber, der bisher verantwortlich und mit hoher Sorgfaltspflicht seinen Betrieb geführt hat, nichts Ungewöhnliches und Neues. Die in der LMHV vorgesehenen Eigenkontrollen folgen einer Systematisierung und Konkretisierung von Grundsätzen, die international anerkannt sind und als Folge die gesundheitliche Unbedenklichkeit der Lebensmittel von der Herstellung bis zur Abgabe an den Verbraucher zum Ziel hat. Nach § 4 der LMHV sind folgende Maßnahmen vorgesehen: -Analyse der Gefahren im Produktionsablauf -Identifizierung der kritischen Kontrollpunkte/Risiken -Festlegung der kritischen Grenzwerte -Festschreibung und Durchführung wirksamer Prüf- und Sicherheitsmaßnahmen -Dokumentation der kritischen Punkte -Regelmäßige Kontrolle der eingeleiteten Maßnahmen -Fortbildung der Mitarbeiter -Die meisten betriebshygienischen Kontrollen werden nach dem HACCP-Konzept durchgeführt. HACCP-Konzept ( Hazard Analysis and Critical Control Points nach Codex Alimentarius), sie enthalten aber nicht die im HACCP-Konzept notwendigen Verpflichtungen zur Dokumentation. Ein Betriebsinhaber, der seine Sorgfaltspflicht aber ernst nimmt und Vertrauen erreichen will, wird um eine Dokumentation, so umfangreich sie bei großen, überregional tätigen Betrieben und so bescheiden sie bei Kleinstbetrieben auch erfolgen kann, nicht herumkommen. "Die Überwachung besteht gemäß den in den Artikeln 6 bis 9 genannten Bedingungen und je nach der geplanten Untersuchung aus einer oder mehrerer der nachfolgenden Tätigkeiten: -Inspektion -Probenahme und Analyse -Hygieneuntersuchung des Personals -Prüfung der Schrift- und Datenträger -Untersuchung der gegebenenfalls von dem Unternehmen eingerichteten Kontrollsysteme und der damit erzielten Ergebnisse II SPEZIELLE GESETZE UND VERORDNUNGEN ZUR LEBENSMITTELHYGIENE Für bestimmte Lebensmittel, von denen eine besondere Gefährdung für den Verbraucher ausgeht, hat der Gesetzgeber im Lebensmittel- und Bedarfsgegenstände Gesetz spezielle Verordnungen erlassen, die sich auf den Umgang mit diesen Produkten beziehen. Zu diesen Verordnungen zählen: 1. Verordnung über die hygienischen Anforderungen für Eier 2. Fleischhygienegesetz III KONTAMINATION VON LEBENSMITTELN 1. Umweltrelevante Rückstände 1. Natürlich gebildete Schadstoffe In Pflanzen werden unter natürlichen Bedingungen viele Stoffe gebildet, die für den Menschen unverträglich sind. Dies geschieht oft im Rahmen des Stoffwechsels der Pflanzen oder diese Stoffe werden aus dem Erdreich angereichert. Beispiele dafür sind: a) Solanin Dieser Stoff kommt in grünen Beeren, unreifen Kartoffeln oder deren Keimlingen oder in grünen Bohnen vor. Symptome für eine Vergiftung sind Kratzen und Brennen im Hals, Übelkeit, Brechreiz und Temperaturanstieg, sowie Atemnot. Mehr als 400 mg Solanin führen zum Tod. b) Blausäure Die Blausäure ist eines der stärksten Gifte. Sie kommt in unreifen Bambussprossen, bitteren Mandeln aber auch in Fruchtkernen vor. Durch die Blausäure wird der Sauerstofftransport im Körper schlagartig unterbunden und die Gehirnzellen sterben sofort ab. Symptome für eine Vergiftung sind Kratzen im Hals und Nase, Rötung der Augenbindehaut und Pupillenerweiterung und Krämpfe. Die tödliche Dosis beträgt 1 mg pro kg Körpergewicht. c) Oxalsäure Oxalsäure findet man in vielen Pflanzen wie z.B. in Spinat, Rote Beete, Rhabarber und Kakao. Sie fördert die Bildung von Nierensteinen. d) Nitrate In allen Lebensmitteln kommen Nitrate, wenn auch in stark schwankenden Mengen vor. Sowohl in pflanzlichen als auch in tierischen Produkten und auch im Trinkwasser findet man Nitrate. Nitrate können leicht zu Nitriten reduziert werden. Diese wiederum können in Verbindung mit Aminogruppen zu Nitrosaminen werden, welche schon in geringen Mengen krebserregend sein können. 2. Kontaminationen durch Mikroorganismen Die häufigsten Lebensmittelvergiftungen werden durch Mikroorganismen verursacht. Dabei spielen die Endotoxine und die Exotoxine eine wichtige Rolle. Exotoxine sind Gifte, die im Bakterium gebildet und durch Ausscheidung an das Lebensmittel abgegeben werden. Endotoxine werden vom Bakterium in der Zellmembran eingelagert und werden erst nach dem Absterben des Bakteriums frei. Man unterscheidet folgende Vergiftungen durch Bakterien: Staphylococcus aureus Diese Bakterien kommen in den Schleimhäuten des Mundes und in eitrigen Wunden vor. Sie vermehren sich überwiegend in tierischen Produkten. Das hitzebeständige Toxin verursacht Übelkeit und Durchfälle. Salmonellen Es gibt über 1000 Arten von Salmonellen, die über tierische Produkte in die Lebensmittel gelangen. Diese Bakterien bilden Endotoxine, welche bei der Verdauung im Darm freigesetzt werden. Sie führen zu Übelkeit, Erbrechen und Durchfall. Eine Salmonelleninfektion ist in jedem Fall meldepflichtig. Chlostridium botulinum Diese Bakterien sind im Boden sehr verbreitet. Sie leben unter Sauerstoffabschluss. Eine Vergiftung mit dem Endotoxin bewirkt eine Lähmung der Nervenzentren. Botulinus-Erkrankungen sind meldepflichtig. Aflatoxine Diese hochwirksamen Gifte werden durch Schimmelpilze gebildet. Sie kommen in Erdnüssen, Mandeln, Paranüssen und Getreidearten vor. Das Aflatoxin schädigt vor allem die Leber und ist stark krebserregend. 3. Pestizide Man unterscheidet bei den Pestiziden verschiedene Gruppen: Insektizide gegen Insekten gerichtet Herbizide gegen Wildkräuter gerichtet Fungizide gegen den Schimmelbefall gerichtet Alle diese Wirkstoffe werden in der Landwirtschaft eingesetzt und müssen biologisch abbaubar sein. Der Landwirt hat genaue Vorschriften, wann und wo er diese Stoffe einsetzen darf. Ab einem bestimmten Zeitraum vor der Ernte ist der Einsatz dieser Stoffe verboten. ÜBUNGSFRAGEN ZU ERNÄHRUNGSLEHRE UND HYGIENE 1. Nennen Sie die prozentuale Nährstoff - Zusammensetzung des menschlichen Körpers 2. Erläutern Sie die Funktionen von Zellgeweben , Organen und Organsystemen im menschlichen Körper 3. Erklären Sie die Begriffe Grundumsatz, Leistungsumsatz und Gesamtumsatz und beschreiben Sie, wie diese zusammenhängen 4. Was bedeutet der Begriff Broteinheit und für welche Personengruppe ist diese Broteinheit wichtig? 5. Erläutern Sie die Entstehung der Kohlenhydrate bei der Photosynthese 6. Beschreiben Sie die Unterschiede bei Mono-, Di-, und Polysacchariden 7. Erläutern Sie die Aufgaben der Proteine im Körper 8. Aus welchen Bausteinen sind Fette aufgebaut? 9. Unterscheiden Sie die Fettsäuren nach ihren Bindungen 10. Wie können Fette behandelt werden, um ihre Eigenschaften zu verändern? 11. Erläutern Sie die Bedeutung des Cholesterin für den menschlichen Körper 12. Welche 3 Arten des Vitaminmangels kann man unterscheiden? 13. Unterscheiden sie die Vitamine nach ihrer Löslichkeit und ihrer Wirkung 14. Welche Mangelerkrankungen werden durch die Unterversorgung mit den einzelnen Vitaminen ausgelöst? 15. Nennen Sie die allgemeinen Aufgaben, welche die Mineralstoffe im Körper übernehmen 16. Unterscheiden Sie Mengen- und Spurenelemente 17. Ordnen Sie den Mineralstoffen spezielle Aufgaben zu 18. Welche Bedeutungen hat das Wasser für den menschlichen Körper? 19. Nennen Sie die Stationen der Verdauung 20. Erklären Sie an Hand der chemischen Summenformel die Energiegewinnung aus Glucose im menschlichen Körper 21. Nennen Sie die 10 Regeln der DGE für eine gesunde Ernährung 22. Durch welches küchentechnische Verfahren können Lebensmittel genussfähig gemacht werden? Beschreiben sie 6 dieser Verfahren 23. Erläutern Sie, was der Gesetzgeber unter Lebensmitteln versteht 24. Erklären Sie den Begriff Genussmittel 25. Beschreiben Sie an 4 unterschiedlichen Beispielen wozu Zusatzstoffe in Lebensmitteln verwendet werden 26. Beschreiben Sie 3 ernährungsbedingte Krankheiten 27. Beschreiben Sie an Hand von 3 Formen des Vegetarismus diese Ernährungsform 28. Erläutern Sie das HACCP – Konzept 29. Erklären Sie die besondere Anfälligkeit von Hackfleisch für Mikroorganismen 30. Beschreiben Sie den Unterschied zwischen Schabefleisch und Hackfleisch 31. Beschreiben Sie je 3 natürliche und 3 mikrobielle Kontaminationen von Lebensmitteln Quellenverzeichnis und weiterführende Literatur Titel Ernährungswissenschaft Ernährungslehre Der Junge Koch Brockhaus Gastronomie Grundstufe Internet Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V. (DGE) Autoren Hilka de Groot-Böhlhoff, Jutta Farhadi, Bärbel Kranefeld, Ursula Lachenmann Ulrike Arens, Dr. Beate Günther Hermann Grüner, Reinhold Metz Verlag Europa Lehrmittel Dr. Wolfgang Hecker F. Jürgen Herrmann GOOGLE Internet Handwerk und Technik Schrödel Schulbuchverlag Pfannebergverlag
