Die Welt der Mikronährstoffe

Mikronährstoffe sind – anders als die energieliefernden Makronährstoffe – Substanzen, die dem Körper keine Energie bereitstellen. Sie zählen zu den essentiellen Nährstoffen, welche der menschlichen Körper nicht selbst bilden kann. Deshalb müssen sie mit der Nahrung aufgenommen werden.

Einteilung der Mikronährstoffe

Zu den Mikronährstoffen gehören Vitamine und Mineralstoffe. Die Mineralstoffe lassen sich in Mengen- und Spurenelemente, die Vitamine in fettlösliche und wasserlösliche Vitamine unterteilen.

Mikronährstoffe sind an zahlreichen lebenswichtigen Körperfunktionen beteiligt, die unter anderem das Wachstum, die kindliche Entwicklung und das Überleben gewährleisten. Beispielsweise spielen Vitamine und Mineralstoffe eine große Rolle beim Energiestoffwechsel, das heißt sie helfen dem Körper, Energie aus Makronährstoffen zu gewinnen, um Zell- und Organfunktionen aufrecht erhalten zu können. Zudem sind Mikronährstoffe wie z.B. Vitamin A oder Zink wichtig für das Immunsystem.

Einzelne Mikronährstoffe übernehmen spezielle Aufgaben und können somit durch keine andere Verbindung ersetzt werden. So spielt beispielsweise der Mineralstoff Magnesium für Muskeln eine wichtige Rolle und Vitamin C unterstützt das Immunsystem. Entsteht ein Mangel an einem dieser Nährstoffe, kann dieser ernsthafte Konsequenzen für die Gesundheit haben, zu Erkrankungen oder sogar zum Tod führen. Andere Mikronährstoffe, wie beispielsweise wasserlösliche Vitamine, können sich gegenseitig in ihrer Wirkung ersetzen - Vitamin C wirkt zum Beispiel ebenso als Radikalfänger wie Vitamin E.

Neben der Einteilung in Vitamine und Mineralstoffe lassen sich die Mikronährstoffe nach ihrer Wirkweise einteilen. Dabei werden Verbindungen

die im Stoffwechsel als Cofaktoren fungieren,
Substanzen die eine hormonähnliche Wirkung haben oder als Teil eines Hormons wichtige Aufgaben übernehmen und
als Radikalfänger wirkende Antioxidantien

unterschieden.

Der tägliche Bedarf an Vitaminen und Mineralstoffen unterscheidet sich von Mikronährstoff zu Mikronährstoff und umfasst in einer großen Spanne von 2,5 µg (Vitamin B12) bis 2000 mg (Kalium). Verglichen mit den Makronährstoffen, von denen in Summe täglich mehr als 500 g aufgenommen werden sollten, ist der Tagesbedarf an Vitaminen und Mineralstoffen sehr gering. Einige Mikronährstoffe werden nur langsam abgebaut oder im Körper gespeichert, sodass eine tägliche Aufnahme nicht bei allen erforderlich ist.

Die Vitamine

Vitamine sind chemisch vielfältige, organische Verbindungen, die im menschlichen oder tierischen Körper essenziell für die Erhaltung grundlegender Körperfunktionen und der Gesundheit sind. Das Wort Vitamine (vita-amine) bedeutet Amine (Stickstoffverbindungen) des Lebens und hat seinen Ursprung darin, dass einige von ihnen Stickstoff enthalten. Sie zählen zu den essenziellen Nährstoffen, da sie bis auf zwei Ausnahmen nicht vom Körper selbst hergestellt werden können. Vitamine müssen folglich mit der Nahrung aufgenommen werden. Sie können sowohl aus pflanzlichen als auch aus tierischen Lebensmitteln stammen.

Einteilung der Vitamine

Vitamine erfüllen im Körper die unterschiedlichsten Funktionen. Zum Beispiel sind sie im Stoffwechsel an der Verwertung von Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen beteiligt. Außerdem spielen Vitamine eine Rolle beim Aufbau von Blutkörperchen, Knochen und Zähnen, sie haben teilweise eine hormonartige Wirkung und schützen vor oxidativen Schädigungen. Der Bedarf des Menschen hinsichtlich der verschiedenen Verbindungen ist sehr gering. Für die speziellen biochemische Wirkungen sind nur kleinste Mengen im Bereich von Spuren notwendig. Gleichzeitig ist die genaue Höhe des Bedarfs von verschiedenen Faktoren abhängig und somit für jeden Menschen individuell.

Die Vitamine können entsprechend ihren Funktionen in verschiedene Funktionsgruppen eingeteilt werden. Diese Einteilung ist jedoch nicht immer eindeutig, da die meisten Vitamine verschiedene Funktionen erfüllen und demnach zu mehreren Gruppen zu zählen wären Daher ist es üblich, Vitamine in fettlösliche und wasserlösliche Gruppen einzuteilen, da diese Klassifizierung eine klare Zuordnung erlaubt. Die Gruppe der fettlöslichen Vitamine bilden die "EDKA" Vitamine A, D, E und K.

Vitamin C sowie die acht Vitamin des B-Komplex bilden die Gruppe der wasserlöslichen Vitamine. Eine zusätzliche Gemeinsamkeit dieser Substanzen ist ihre Wirkung als Coenzyme. Entsprechend der wasser- und fettlöslichen Eigenschaften der beiden Gruppen unterscheiden sich die zugehörigen Vitamine in den Punkten Vorkommen, Speicherung und Transport. Die wasserlöslichen Vitamine werden nur wenig vom Körper gespeichert und können im Fall von Überdosierungen leicht über den Urin ausgeschieden werden. Im Gegensatz dazu reichern sich die fettlöslichen Vitamine im Fettgewebe an und werden dort gespeichert.

Daraus können sogenannte Hypervitaminosen resultieren. Bei einer zu geringen Vitaminzufuhr hingegen kann es zu Hypovitaminosen oder sogar zu Avitaminosen kommen. Diese können durch die Vitaminierung von Lebensmitteln verhindert werden. Dabei werden zwei Formen - die Revitaminierung und die Vitamin-Anreicherung - unterschieden. Bei der Revitaminierung wird der Vitamingehalt von Lebensmitteln (z.B. niedrig ausgemahlenes Mehl) auf den ursprünglichen Vitamingehalt des Rohstoffs (das ganze Korn) erhöht. Bei der Vitamin-Anreicherung werden beispielsweise Säften oder Limonaden hohe Dosen an Vitaminen zugegeben.

Vitaminverlust

Durch Säure, Lauge, Sauerstoff, Tageslicht, UV-Licht sowie durch Hitzeeinwirkung, kann es zu Vitaminverlusten kommen. Die Parameter Säure und Lauge sind in der Praxis kaum relevant, Sauerstoff, Licht (sowohl Tages- als auch UV-Licht) und Hitze dagegen umso mehr.

Bei der Herstellung von Produkten mit Vitaminen oder spätestens bei der Lagerung kommen sie mit mindestens einem dieser Parameter in Kontakt, meist sogar mit allen gleichzeitig. Um zu starke Vitaminverluste zu vermeiden, ist deshalb der korrekte Umgang mit Lebensmitteln und deren Lagerung besonders wichtig. Deshalb wird auf Etiketten häufig der Hinweis "Kühl, trocken und dunkel lagern." aufgedruckt, um Vitaminverlust durch unsachgemäße Lagerung durch den Verbraucher zu vermeiden.

Unter dem Einfluss von Sauerstoff beginnen die Vitamine zu oxidieren, wodurch sie langsam zerstört werden. Der Vitaminverlust durch Sauerstoff ist im Alltag nur schwer aufzuhalten. Ebenso können bestimmte Vitamine abgebaut werden, wenn sie über einen längeren Zeitraum Licht ausgesetzt werden. Bei einigen Vitaminen wie A oder E genügt dazu bereits Tageslicht, während andere Vitamine wie B1 erst durch UV-Licht zerstört werden. Eine lichtgeschützte Lagerung, wie etwa in undurchsichtigen Plastikverpackungen oder dunklem Glas, kann diesen Prozess verhindern oder zumindest verlangsamen.

Auch Hitze ist eine Gefahr für viele Vitamine. Verluste durch Hitze können etwa durch Wärmeeinwirkung bei der Herstellung von Lebensmitteln, lange Lagerung an einem warmen Ort oder der Erhitzung bei der Zubereitung des Lebensmittels auftreten. Für Pulver, die mit heißem Wasser zubereitet werden, empfiehlt sich daher eine Überdosierung der Vitamine, um die Verluste auszugleichen.

Die Mineralstoffe

Der Begriff Mineralstoffe beschreibt alle anorganischen Bestandteile des menschlichen Organismus, die für unseren Körper lebensnotwendig sind. Mineralstoffe können als anorganische Salze, wie beispielsweise Natriumchlorid, oder auch in organisch gebundener Form aufgenommen werden. Eisen kommt sehr häufig als ein Bestandteil organischer Komplexe vor, beispielsweise als Zentralatom des Hämoglobins. Die unterschiedlichen Mineralstoffe und ihre Komplexe sind in pflanzlichen und auch in tierischen Lebensmitteln enthalten.

Einteilung der Mineralstoffe in Mengen- und Spurenelemente

Mineralstoffe erfüllen wichtige und vielfältige Aufgaben im Körper. Sie regulieren den Stoffwechsel und sind für die Bildung von Gerüst- und Stützsubstanzen zuständig. Somit erhalten sie neben dem Aufbau von Zellen, Knochen, Muskeln und Zähnen auch die Funktion dieser und tragen zur Stabilität des menschlichen Körpers bei. Zudem spielen sie für den Elektrolyt- und Wasserstoffhaushalt und die Erhaltung elektrolytischer und osmotischer Gleichgewichte eine große Rolle. Weitere wichtige Aufgaben der Mineralstoffe sind die Steuerung von Enzymreaktionen und die Beeinflussung der Nervenaktivität. Sie sind für den Erhalt des menschlichen Körpers unerlässlich.

Die Mineralstoffe lassen sich je nach Bedarf und Vorkommen im menschlichen Körper in Mengenelemente und Spurenelemente teilen. Die Einteilung erfolgt nach der vom Körper benötigten Tagesmenge oder dem Gesamtkörperbestand. Mengenelemente werden vom durchschnittlichen Erwachsenen in Mengen von über 100 mg pro Tag benötigt, wobei ihr Gesamtanteil im Körper mehr als 50 mg pro Kilogramm Körpergewicht beträgt. Entsprechend des höheren Bedarfs sind die Mengenelemente auch in Lebensmitteln in größeren Mengen enthalten. Von Spurenelemente hingegen werden täglich weniger als 100 mg benötigt und der Anteil am Körper macht weniger als 50 mg pro kg Körpergewicht aus. In Lebensmitteln kommen sie wiederum auch nur in kleineren Mengen vor.

Eisen liegt hinsichtlich des Gesamtkörperbestandes genau im Grenzbereich zwischen Mengen- und Spurenelementen und wird in der Literatur üblicherweise zu den Spurenelementen gezählt.

Der tägliche Mineralstoffbedarf ist bei jedem Mineral individuell und von verschiedene Faktoren wie beispielsweise dem Lebensstil abhängig.

Bei Nahrungsergänzungsmitteln werden Mineralstoffe häufig in Kapseln und auch isotonischen Getränken verwendet. Diese Getränke haben den gleichen Mineralstoffgehalt wie das menschliche Blut und verleihen dem Getränk somit einen blutähnlichen Charakter. Dadurch können die Mineralstoffe schneller vom Körper aufgenommen werden.