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Mineralstoffe haben im Körper verschiedene Aufgaben. Man kann die Mineralstoffe in zwei Gruppen aufteilen: zum einen die Mineralstoffe, die beim Ausbau des Körpers benötigt werden, und die Mineralstoffe die in kleinen Mengen spezifischen Aufgaben im Körper wahrnehmen. Daher kann man grob 2 Gruppen eingeteilten: Mengenelemente und Spurenelemente. Mengenelemente sind beim Aufbau des Körpers beteiligt, Spurenelemente erfüllen spezifische Funktionen. Die Ausnahmemenge ist daher auch sehr unterschiedlich. Von dem Mengenelementen mit dem geringsten Bedarf (Magnesium) benötigt man 350 mg am Tag. Von dem Mengenelementen Spurenelement mit dem höchsten Bedarf (Eisen) jedoch nur 12-18 mg am Tag. Einige Spurenelemente benötigt man sogar in nur geringsten Dosen wie z.B. wie Iod: nur 150 µg/Tag. Dies ist 20000 mal weniger als der Bedarf an Natrium.
Von vielen Elementen weiß man nicht ob der Körper sie benötigt, andere Elemente sind für den Körper giftig wie Quecksilber, Blei, Cadmium. Aber auch von vielen Spurenelementen kennt man den Bedarf und die spezifische Funktion nicht genau. In diesem Aufsatz sollen daher nicht alle Elemente die der Körper benötigt besprochen werden, sondern nur die wichtigsten Mengenelemente Calcium, Phosphat, Magnesium, Chlorid, Natrium, Kalium. Und als Beispiel für Spurenelemente die drei Elemente Eisen, Iod, Selen.
Natrium und Kalium erfüllen im Körper eine wichtige Aufgabe. Sie sind beteiligt an dem Flüssigkeitshaushalt des Körpers. Jede Zelle enthält gelöste Salze, die bewirken das Wasser in eine Zelle hinein fließt oder hinaus fliest. Dadurch entsteht ein Gleichgewicht, dass dadurch erreicht wird, das Natrium in den Flüssigkeiten vorherseht die im Körper beweglich sind (Blut, Lymphe, Gewebsflüssigkeiten) während Kalium den Zellen ihre Stabilität verleiht.
Gemeinsam sind Natrium und Kalium an der Nervenleitung und Muskelkontraktion beteiligt. Dies liegt daran das in den Zellen Kalium und außerhalb der Zellen Natrium vorherseht. Bei der Bildung eines elektrischen Impulses strömen aus den Zellen Kalium heraus und Natrium hinein. Dadurch werden Nervensignale übertragen und Muskelzellen zur Kontraktion gereizt. Beide Ionen sollten im Körper in gleichem Maße vorhanden sein und daher in gleichem Maße zugeführt werden. Natrium ist natürlicherweise vor allem in tierischen Lebensmittel enthalten, Kalium in pflanzlichen. Bei einer Mischkost werden daher beide Mineralstoffe zu gleichen Teilen zugeführt. Leider ist aber Natrium auch Hauptbestandteil des Salzes. Durch das salzen von Speisen oder gesalzenen Lebensmitteln wird in der Praxis erheblich mehr Natrium zugeführt als benötigt wird. Beim normalen Menschen ist dies ohne Bedeutung. Da Natrium aber Wasser in die Körperflüssigkeiten zieht steigt der Blutdruck. Personen mit erblicher Neigung zu Bluthochdruck sollten daher salzarm leben.
Der Natriumbedarf beim Menschen beträgt 2 bis 3 g pro Tag. Selbst bei Vermeidung von Speisesalz enthalten die Lebensmittel noch etwa 4-5 g Natrium. Der Natriumbedarf ist daher gedeckt.
Kalium wird in demselben Maße benötigt. Der Tagesbedarfs beträgt 2-3 g pro Tag. Kaliumreich sind alle pflanzlichen Nahrungsmitteln wie Obst, Gemüse, Nüsse, Hülsenfrüchte.
Ist im Salz das Gegenion zu Natrium. Der Körper benötigt Chlorid zur Bildung der Salzsäure die im Magen bei der Verdauung der Speisen wichtig ist. Gemeinsam mit Natrium hält Chlorid zudem das Gleichgewicht der Ionen aufrecht. Der Tagesbedarf von Chlorid beträgt 3-5 g pro Tag. Da Chlorid immer gemeinsam mit Natrium und aufgenommen wird, wird mehr als benötigt aufgenommen. Die normale Zufuhr beträgt 7 g pro Tag.
Das Calcium wird im Körper zusammen mit dem Phosphat zur Bildung der Knochen gebraucht. Bei Calciummangel kommt es zum entkalken der Knochen, die Knochen werden biegsam und es kommt zum Verkrüppelungen. Der Tagesbedarfs beträgt 0,8 g pro Tag. Für die Bildung der Knochensubstanz ist zudem das Vitamin D notwendig. Weitere Aufgaben des Calciums liegen in der Erregung von Muskeln und Nerven und in der Unterstützung der Blutgerinnung. Der bedeutendste Calciumlieferant ist in der Nahrung die Milch und Produkte die aus Milch hergestellt werden. Ein Liter Milch deckt den Tagesbedarfs an Calcium. Auch Mineralwasser enthalten teilweise hohe Calciummengen. Weiterhin ist Calcium im Eidotter, Fischen und grünen Gemüse enthalten. Die Calciumaufnahme kann durch Eiweiß, Milchzucker und organischen Säuren gefördert werden. Umgekehrt kann die in Spinat und Rhabarber enthaltene Oxalsäure die Calciumaufnahme behindern.
Wasser kann je nach Herkunft sehr viel Calcium enthalten. So gibt es Mineralwässer mit mehr als 0,5 g Calcium/l. Der Gehalt ist aber sehr unterschiedlich je nach geographischer Herkunft. Die meisten Markenwässer, die überregional verkauft werden, stammen jedoch aus Gegenden die nur einen geringen Mineralstoffgehalt aufweisen. (siehe dazu dieser Artikel).
Magnesium wirkt antagonistisch zum Calcium bei der Erregungsleitung. Calcium und Magnesium verhalten sich hier wie Kalium und Natrium. Darüber hinaus ist Magnesium ein wichtiger Bestandteil von Enzymen des Energiestoffwechsel. Magnesium verhindert zudem die Ablagerung von Calcium in Blutgefäßen. Magnesium benötigt der Körper weniger als Calciums. Der Tagesbedarf liegt bei 0,25-0,3 g pro Tag. Magnesium ist in vielen Nahrungsmitteln, besonders pflanzlichen Nahrungsmitteln enthalten. Reich an Magnesium sind grüne Gemüse (Magnesium ist Bestandteil des grünen Blattfarbstoffes) und Vollkornprodukte. Manche Mineralwässer enthalten auch nennenswerte Magnesiummengen, es kommt dort aber eher in geringen Mengen vor. Magnesiumreich ist z.B. Ensinger Wasser oder Appolinaris.
Phosphat ist neben Calcium der zweite Bestandteil der Knochen. Drüber hinaus ist Phosphat ein wichtiger Bestandteil der DNS und zahlreicher Enzyme. In der normalen Ernährung ist der Phosphatbedarf genauso hoch wie der des Calciums:0,7-0,8 g pro Tag. Durch den Zusatz von Phosphaten in Lebensmitteln wird in der Praxis aber erheblich mehr aufgenommen. Besonders phosphatreich sind Wurstwaren und Fleisch. Natürlicherweise kommt Phosphat häufig in Milch und Hülsenfrüchten vor. Durch den hohen Phosphat Gehalt von Wurst durch den Zusatz von Phosphaten zur Wasserbindung wird in der normalen Ernährung erheblich mehr Phosphat als Calcium aufgenommen. Die Wirkung dieses Ungleichgewichts ist noch umstritten. Während einige Experten meinen es wäre ohne Folgen, befürchten andere eine verringerte Aufnahme von Calcium.
Das Eisen ist ein typisches Spurenelement. Die Mengenelemente dienen vornehmlich dem Aufbau des Körpers, und die Spurenelemente sind für spezifische Funktionen im Körper verantwortlich. Das Eisen ist der zentrale Bestandteil des Blutfarbstoffes Hämoglobin. An das Eisen bindet der Sauerstoff, so wird der Sauerstoff im Körper transportiert. Eisenmangel äußert sich daher Anämie, d.h. Blutarmut. Darüber hinaus ist das Eisen ein Bestandteil von Enzymen die aus der Nahrung Energie gewinnen. Beim Eisen ist dies nur eine Funktion, bei vielen anderen Spurenelementen wie Zink, Kupfer ist dies die Hauptfunktion.
Der Eisenbedarf variiert stark vom Geschlecht. Durch die Monatsblutung verlieren Frauen Blut, und damit auch Eisen. Der Tagesbedarf beträgt daher bei Frauen 18 mg, bei Männern zwölf Milligramm. Eisen ist in vielen Nahrungsmitteln enthalten, sowie im Eidotter, Fleisch, und dem berüchtigten Spinat. Die Aufnahme von Eisen hängt stark von den Lebensmittel ab. Aus tierischen Nahrungsmitteln ist Eisen westlich besser aufnehmbar als aus pflanzlichen. In der Bundesrepublik nehmen viele Personen nicht genügend Eisen zu sich.
Iod ist im Körper nur für eine, dafür sehr spezifische Funktion notwendig. Iod ist Bestandteil von 2 Schilddrüsen Hormonen, die den Grundumsatz des Körpers steuern. Iodmangel bewirkt daher zuerst, dass die Schilddrüse sich stark vergrößert um möglichst alles Iod aus dem Blut zu filtern. Später bewirkt der Iodmangel ein Absinken des Grundumsatzes, das heißt die aufgenommene Nahrung wird nur zum Teil verbrannt und als Fett abgelagert. Iod ist in der Nahrung nur in wenigen Lebensmittel in größerer Menge enthalten. Dies sind vor allem Seefische. Lange Zeit war daher ein Iodmangel im Süden der Bundesrepublik zu beobachten. Inzwischen ist Iod in vielen Lebensmitteln zugesetzt worden. Dies geschieht über den Zusatz von Iod zu Speisesalz. Man hat diesen Weg gewählt, da Salz nahezu jede Person aufnehmen muss, und eine Überdosierung schwer möglich ist. Ein ähnliches Ziel verfolgt man auch mit dem Zusatz von Fluor zu Speisesalz.
Selen ist erst in jüngster Zeit als essentielles Spurenelement erkannt worden. Selen kann anstatt Schwefel Baustein von Aminosäuren sein. In größerem Maße wird daher Selen im Körper anstatt Schwefel verwendet. Die Menge ist so gering, dass man lange Zeit vermutete das Selen nicht lebensnotwendig ist. Durch die Untersuchung von chinesischen Bauern die ihr Getreide auf selenarmen Böden anbauen erkannte man das Selen jedoch in einer geringen Menge essentiell ist. Selen ist darüber hinaus auch Bestandteil eines wichtigen Enzyms, dass im Körper Fettsäuren vor der Oxidation durch Radikale schützt. Dieses Enzym ist sehr wichtig für den Körper. Der Selen Gehalt des Bodens variiert sehr stark von Region zu Region. Dadurch schwankt auch die Menge des Selens das in Getreide und in Fleisch enthalten ist. Gute Selen Lieferanten sind Fleisch, Nüsse sowie Getreide (abhängig vom Boden). Der Selen Bedarf ist noch nicht genau bestimmt. Man geht von einem Gehalt der Nahrung aus. Diese sollte pro Kilogramm ca. 0, 04-0, 1 Milligramm Selen enthalten.
Die meisten Mineralstoffe sind bei der Verdauung schnell aus ihrer biologischen Matrix herausgelöst. Die chemische Bindung zwischen den Metallen (darum handelt es sich bei den meisten Mineralstoffen) und organischen Stoffen wird schon durch die Magensäure zerstört. Es gibt aus chemischer Sicht daher keinen Grund bei Mineralstoffen zwischen einem Lebensmittel als Quelle oder einer anorganischen Form wie in Tabletten oder als Zusatz zu einem Lebensmittel zu unterscheiden. Wichtig ist jedoch was man bei dem Konsum zu sich nimmt. Die meisten Mineralstoffe werden für sich alleine nur unvollständig aufgenommen. Die Inhaltsstoffe von Lebensmitteln können die Aufnahme steigern oder senken. So wirken organische Säuren wie sie in Obst aber auch Gemüse und Säften vorkommen, steigernd auf die Aufnahme, da sie einen Käfig um die Mineralstoffe bilden der als ganzes aufgenommen wird. Ähnliche, etwas schwächere Wirkung hat Eiweiß.
Umgeklehrtkönnen Lebensmittel auch die Aufnahme mindern. Bei Calcium sind dies Substanzen die in Vollkornprodukten enthalten sind oder Oxalsäure die z.B. in Spinat oder Rhabarber vorkommt. Solche Substanzen bilden schwerlösliche Salze die der Körper nicht aufnehmen kann. Vor allem wer Mineralstofftabletten zu sich nimmt kann also die Resorption steigern indem er sie z.B. in einem Obstsaft auflöst.
Die manchmal vorgetragene Ansicht, dass anorganisch vorliegende Mineralstoffe nicht aufgenommen werden ist wissenschaftlich nicht haltbar. Zum einen gibt es Mineralstoffe die nur anorganisch vorliegen (Kalium, Natrium, Chlorid) und zum anderen hat man auch bei organisch gebundenen Stoffen sehr schlechte Resorptionsraten beobachtet. Zumindest bei Eisen weiß man, dass anorganisch gebundenes Eisen besser resorbiert wird als das in Myoglobin oder Hämoglobin vorkommende Eisen in Fleisch. Mineralstofftabletten werden daher auch bei Defiziten bei einzelnen Mineralstoffen (Eisen, Iod) mit Erfolg eingesetzt. Trotzdem kann dies natürlich nur eine Ergänzung sein und nicht eine falsche Ernährung kompensieren.
Natürlich hängt die Aufnahme eines mineralisch vorkommenden Stoffen auch davon ab in welcher Form er vorliegt. So sind Salze von organischen Säuren oft besser resorbierbar, z.B. Eisencitrat besser als Eisenchlorid. Doch kennt man z.B. im Tierreich den Fall dass Tiere ihren Bedarf durch mineralisch vorliegenden Elementen decken wie durch das Lecken von Steinen oder dem Verzehr von Eierschalen.
Zum Thema Lebensmittelchemie/recht Ernährungsberatung ist bislang ein Buch von mir erschienen:
Das Buch Was ist drin?: Die Tricks der Industrie bei der Lebensmittelkennzeichnung verstehen und durchschauen
Der größte der vier Teile entfällt auf eine Beschreibung der technologischen Wirkung, des Einsatzzweckes und der Vorteile - wie auch bekannter Risiken - von Zusatzstoffen. Dieser Teil ermöglicht es, schnell nachzuschlagen, was sich hinter bestimmten Stoffen auf der Verpackung verbirgt.
Der letzte Teil zeigt beispielhaft an 13 Lebensmitteln, wie man ein Zutatenverzeichnis sowie andere Angaben liest, was man schon vor dem Kauf für Informationen aus diesem ableiten kann, die einem helfen, Fehlkäufe zu vermeiden und welche Tricks Hersteller einsetzen, um Zusatzstoffe zu verschleiern oder ein Produkt besser aussehen zu lassen, als es ist.
Geplant ist für das Jahr 2011 ein zweites Buch mit dem Titel „Das ist drin!“. Es ist eine Ergänzung zu dem ersten Buch. Es wird die einzelnen Lebensmittelgruppen genauer beschreiben und neben Angaben über den Nährwertgehalt, ernährungsphysiologische Bedeutung (die man auch in anderen Büchern findet) auch die eingesetzten Zusatzstoffe, mögliche Rückstände und Kontaminationen beschreiben.
Beide Bücher wenden sich an interessierte Laien, wobei ich mich speziell auf den Themenbereich Kennzeichnung und Zusatzstoffe konzentriere, da es sehr viele Bücher zum Thema Ernährung oder die Inhaltsstoffe der Grundnahrungsmittel gibt. Dagegen wird der Bereich der verarbeiteten und verpackten Lebensmitteln und die rund 300 möglichen Zusatzstoffe meist ignoriert. Des weiteren gibt es kaum Bücher für den Laien, die über die rechtlichen Grundlagen oder was die Angaben auf den Verpackungen bedeuten informieren. Die meisten haben dann auch eine Zielsetzung, wie die Industrie anzuprangern oder eine vorgefasste Meinung dem Leser näher zu bringen. Ich halte es für wichtiger den Leser zu befähigen selbst sich eine eigene Meinung zu bilden. Dass dies auch Kritik mit einschließt, zeigt sich durchaus im letzten Teil des Buchs „Was ist drin?“, da die meisten dort besprochenen Lebensmittel Mängel in der Kennzeichnung haben, Zusatzstoffe zur Täuschung eingesetzt werden oder Aufmachung und Inhalt im krassen Gegensatz stehen. Diese abschreckenden Beispiele sind aber gerade deswegen besonders lehrreich.
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