Kohlenhydrate – Zucker und Stärke – sind gemeinsam mit Fetten und Eiweiß für Menschen die wichtigsten Energielieferanten (Makronährstoffe). Alle grünen Pflanzen produzieren Kohlenhydrate durch die Wirkung von Sonnenlicht, Kohlendioxid (CO2) und Wasser.
Alle Kohlenhydrate werden vom Körper in Form von Glukose oder Glykogen verwendet. Zunächst muss der Körper dazu die Kohlenhydratketten aufspalten und wenn nötig die einzelnen Kettenglieder zu Glukose umwandeln. Nach dem Verzehr stehen sie dem Körper als Energie im Vergleich zu anderen Makros am schnellsten zur Verfügung. Je kurzkettiger, desto schneller geht die Aufspaltung, desto schneller kann die Energie in Blut, Muskeln und Gehirn überführt werden. Da sie so schnell aufgespalten werden, hält das Sättigungsgefühl nur kurz. Der Prozess erhöht auch den Blutzuckerspiegel rasch.
Aufbau, Struktur und ihre Wirkung auf den Körper
Kohlenhydrate bestehen aus mehr oder weniger langen Ketten aus Sacchariden. Sie sind chemisch gesehen Zucker, genauer Zuckermoleküle. Das sind Moleküle aus den chemischen Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, die in einer bestimmten Weise angeordnet sind. Alle Verbindungen aus Zuckermolekülen werden unter dieser Bezeichnung zusammengefasst. Vor allem die Mono- und Disaccharide zeichnen sich durch ihren süßen Geschmack aus. Gundsätzlich gilt: je kürzer die Kettenlänge, desto süßer ist das Kohlenhydrat beziehungsweise der Zucker.
Je nach dem chemischen Aufbau lassen sich Kohlenhydrate folgendermaßen unterteilen:
- Einfachzucker (Monosaccharide)
- Zweifachzucker (Disaccaride)
- Mehrfach- oder Vielfachzucker (Oligosaccharide oder Polysaccharide)
Zucker vs. Stärke – Unterschiede und Verdauung
Man unterscheidet zwischen einfachen, zweifachen und komplexen Kohlenhydraten. Einfachzucker bilden den Grundbaustein, aus denen alle komplexeren Kohlenhydrate aufgebaut sind.
Einfachzucker (Monosaccharide) sind, wie schon der Name sagt, die einfachsten Kohlenhydrate. Die wichtigsten Einfachzucker sind Traubenzucker (Glukose) und Fruchtzucker (Fructose) sowie Schleimzucker (Galaktose). Haushaltszucker besteht aus den Monosacchariden zu je einem Molekül Traubenzucker und Fruchtzucker. Fructose ist der vorrangige Zucker in Obst. Im Blut findet sich hauptsächlich Glucose.
Die Zweifachzucker setzten sich aus zwei Monosacchariden zusammen und werden auch als Disaccharide bezeichnet. Zu den Doppelzuckern gehört überwiegend Haushaltszucker (Saccharose) sowie Malzzucker (Maltose) und Milchzucker (Laktose).
Werden sehr viele Einfachzucker in einer langen Kette aneinandergereiht, entstehen die hochmolekularen, komplexen Kohlenhydrate, die man auch Mehrfachzucker oder Polysaccharide nennt. Der wichtigste Vielfachzucker ist Stärke, die das Speicherkohlenhydrat von Pflanzen ist. Stärke ist in vielen pflanzlichen Lebensmitteln wie Kartoffeln, Reis, Brot und Nudeln enthalten. In tierischen Lebensmitteln findet sich dagegen das Glykogen. Auch die Zellulose ist ein wichtiger Vertreter der Polysaccharide, die jedoch vom Menschen nicht zur Energiegewinnung herangezogen werden kann, da sie unverdaulich ist. Sie gehört deshalb zur Gruppe der Ballaststoffe.
Die Verdauung von Zucker beginnt im Mund, wo Speichelenzyme den Zucker abbauen. Der größte Teil des Zuckers wird dann im Dünndarm absorbiert und ins Blut aufgenommen. Glukose, eine Art von Zucker, ist der wichtigste Brennstoff für unseren Körper und wird von unseren Zellen zur Energiegewinnung genutzt. Fruktose hingegen wird größtenteils von der Leber verarbeitet und kann, wenn in großen Mengen konsumiert, zu einer Ansammlung von Fett in der Leber führen.
Stärke muss im Verdauungssystem in seine Einzelbestandteile (Glukose) zerlegt werden, bevor es vom Körper aufgenommen werden kann. Die Verdauung beginnt im Mund, wo Speichelenzyme den Stärkeabbau einleiten. Im Dünndarm werden weitere Enzyme hinzugefügt, um die Stärke in Glukosemoleküle aufzubrechen. Die Glukose wird dann ins Blut aufgenommen und kann von unseren Zellen zur Energiegewinnung genutzt werden.
Übersicht – Einteilung der Kohlenhydrate
| Kohlenhydratarten | Bezeichnungen | Bestandteile | Vorkommen |
| Einfachzucker | Traubenzucker (Glukose) | Traubenzucker | Obst, Honig |
| Fruchtzucker (Fruktose) | Fruchtzucker | Obst, Honig | |
| Galaktose | Galaktose ( Galaktose Bestandteil des Milchzuckers) | in Milchzucker | |
| Zweifachzucker | Haushaltszucker / Rohr- und Rübenzucker (Saccharose) | Traubenzucker, Fruchtzucker | Zuckerrohr, Zuckerrübe |
| Malzzucker (Maltose) | Traubenzucker | Gerste, Bier, Malextrakt | |
| Milchzucker (Laktose) | Traubenzucker, Galaktose | Milch, Milchprodukte Zellwänden | |
| Mehrfachzucker | Stärke | Amylose: unverzweigte Ketten Traubenzucker | Kartoffeln, Getreide, Hülsenfrüchte |
| Stärke | Amylopektin: verzweigte Ketten Traubenzucker | Kartoffeln, Getreide, Hülsenfrüchte | |
| Glykogen | verzweigte Ketten: Traubenzucker | Leber | |
| Cellulose | unverzweigte Ketten: Traubenzucker | Holz, Gerüstsubstanz der Pflanzen | |
| Dextrine | Abbauprodukt von Stärke und Glykogen | Zwieback, Mehlschwitze und Brotrinde |
Süßkraft
Fruktose hat von den Zuckern die höchste Süßkraft, die etwa doppelt so süß wie Glukose. Die kurzkettigen Einfach- und Zweifachzucker gehören zu den „süßen Kohlenhydraten“. Die Süßkraft sinkt mit steigender Molekülzahl. Komplexere Kohlenhydrate wie Stärke aus Weizen oder Reis entfalten ihre Süße erst wenn sie länger im Mund verweilen und in Einfachzucker aufgespalten werden. Nahrungsfasern oder Ballaststoffe weisen keinen süßen Geschmack auf. Jede Zuckerart unterscheidet sich neben der Süße durch die Geschmacksnoten, die Löslichkeit, die Viskosität, das Bräunungsverhalten sowie die Wasserbindung.
Energielieferant – Wie Kohlenhydrate uns antreiben
Kohlenhydrate machen den größten Bestandteil in der menschlichen Ernährung aus. Sie spielen neben Fett die wichtigste Rolle für die Deckung des Energiebedarfs, obwohl sie im Vergleich zu Fett weniger als die Hälfte an Kalorien liefern. Ein Gramm Kohlenhydrate hat 4 Kilokalorien, Fett hingegen hat 9 Kilokalorien pro Gramm.
- Kohlenhydrate: 4 kcal/g
- Eiweiße: 4 kcal/g
- Fette: 9 kcal/g
Grüne Pflanzen stellen mithilfe von Photosynthese selbst Glucose her. Sie speichern die Zuckerart in Form von Stärke und Zellulose. Menschen decken ihren Bedarf an Kohlenhydraten über die Ernährung. Im Verdauungstrakt werden die Kohlenhydrate in Einfachzucker, also Glukose, zerlegt. Über den Darm gelangen die Glukose dann ins Blut, wo sie das Hormon Insulin, das in der Bauchspeicheldrüse produziert wird, die Aufnahme in die Zellen reguliert.
Einige Menschen besitzen im Dickdarm eine bestimmte Darmflora, die komplexe Zucker spalten kann, wobei als Nebenprodukt harmloses Kohlendioxid entsteht. Die Darmflora im Dickdarm anderer Menschen wiederum produziert als Nebenprodukt das als peinlich empfundene Methan. Beim Kochen werden komplexe Zucker auch zu einem gewissen Maße aufgespalten.
Funktionen der Kohlenhydrate – Was sie für uns tun können
Beim Kochen, Kauen und besonders durch verlängerte enzymatische Aktion während der Verdauung wird Stärke in einzelne Glucosemoleküle aufgespalten. Glucose gelangt über den Dünndarm ins Blut, wo es dem Körper Energie zur Verfügung stellt, wann immer er diese benötigt.
Glukose ist die Energiequelle für die Zellatmung. Das Gehirn, die roten Blutkörperchen, die Muskeln und das Nierenmark verbrennen die Glukose, um Energie zu gewinnen. Überflüssige Kohlenhydrate speichert der Körper in Form von Glykogen in Leber und Muskulatur. Bei kohlenhydratreicher Ernährung wird die überschüssige Glukose von der Leber in (Körper-)Fett umgewandelt.
Da der Körper für all diese Prozesse Glucose benötigt, ist Zucker gewissermaßen lebenswichtig. Aber der Körper muss keinen Zucker zu sich nehmen, oder große Mengen an Kohlehydraten, um ihn zu produzieren. Bestimmte traditionelle Gesellschaften, wie die Eskimos, die Ureinwohner der präkolumbianischen Ebenen und die mittelalterlichen Einwohner Grönlands bezogen ihre Nahrung nur aus tierischen Quellen. Das Fehlen von Zahnverfall lässt auf eine sehr gute Gesundheit schließen.