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Bedeutung von Kalorien- und Energiedichte bei Lebensmitteln


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Den Wert, welchen ein Lebensmittel in den menschlichen Stoffwechsel einbringt, wird in der Energie- und Nährstoffdichte angegeben.

Was bedeutet Energiedichte

Allgemein ist die Dichte eine physikalische Größe, welche in Masse (Gewicht) pro Volumeneinheit berechnet wird. Ein Lebensmittel ist demnach besonders dicht, wenn es möglichst klein ist und zugleich viel wiegt.

Aber…
Die Energiedichte bezieht sich auf die Energie, welche in einem Lebensmittel gespeichert wird. Demnach sind Nahrungsmittel sehr energiedicht, wenn bei kleinem Gewicht eine große Menge Energie enthalten ist. Die Maßeinheit für Energie sind Kalorien. Demnach sind Energiedichte und Kaloriendichte zwei Begriffe, welche synonym genutzt werden.

Die typischen Lebensmittel mit hoher Energiedichte sind Schokolade, Mayonnaise, Sahne oder Chips. Alle diese Nahrungsmittel sind extrem energiereich, haben also sehr viel Kalorien, aber wiegen vergleichsweise wenig. Auch das Weißbrot, welches schön fluffig ist, hat sehr viele Kalorien – wiegt aber im Grunde genommen fast gar nichts.

Zum Vergleich…
Eine Wassermelone hat weniger Kalorien und wiegt weitaus mehr. Demnach sind Wassermelonen nicht so energiedicht wie Schokolade.

Wie wird die Energiedichte berechnet

Die Energiedichte wird berechnet, indem die Kilokalorien durch das Gewicht dividiert werden. Eine Schokolade mit 550 Kilokalorien je 100 Gramm, besitzt demnach eine Energiedichte von 550/100=5,5.

Schnell wird klar, dass je höher die Kalorienanzahl je 100 Gramm sind -desto höher ist auch die Energiedichte. So haben Datteln bspw. einen sehr hohen Kaloriengehalt von 290 Kilokalorien je 100 Gramm. Demnach beträgt die Energiedichte 290/100=2,9.

Beim Vergleich mit anderem Obst kommen Weintrauben gerade einmal auf 70 Kcal, was bedeutet, dass deren Energiedichte lediglich 70/100=0,7 beträgt.

Das Prinzip hinter der Energie- bzw. Kaloriendichte

Nahrungsmittel mit hoher Energiedichte eignen sich besonders gut, wenn man in kurzer Zeit mit nur wenig Essen sein Körpergewicht steigern möchte. Auf Lebensmittel mit hoher Kalorienzahl zuzugreifen ist somit der sicherste Weg, um mehr Pfunde auf die Waage zu bekommen.

Anders herum geht es aber auch.
Denn Lebensmittel mit einer sehr geringen Kaloriendichte eignen sich perfekt zum Abnehmen. So kann man bspw. sehr viel Gemüse essen, ohne wirklich viele Kalorien aufzunehmen.

Lebensmittel mit hoher und mit niedriger Energiedichte

Ohne die wirkliche Kalorienanzahl eines Lebensmittels zu kennen, kann man deren Kaloriendichte auch sehr einfach ableiten. Alle Lebensmittel, welche viel Wasser in sich haben – besitzen nur wenige Kalorien. Je höher der Wasseranteil, desto niedriger ist auch die Energiedichte.

Und alle Lebensmittel, welche mit wenig Wasser auskommen, dafür aber mehr Fette haben, speichern mehr Energie und sind demnach energiedichter. So besitzen bspw. Walnüsse sehr viele Fette und kommen auf 650 kcal je 100 Gramm. Deren Energiedichte beträgt demnach 650/100=6,5.

Wieso?
Fette, Proteine und Kohlenhydrate sind sogenannte Makronährstoffe. Und diese drei Inhaltsstoffe der Nahrung besitzen eine bestimmte Speicherkapazität für Energie. So können Kohlenhydrate und Proteine jeweils nur 4,1 Kilokalorien pro Gramm speichern. Fette können mehr als doppelt so viel speichern. Hier liegt die Kapazität bei 9,1 kcal je Gramm.

Somit wird schnell klar, dass Fette gegenüber Zucker und Eiweißen deutlich im Vorteil sind, wenn es um die Energiespeicherung geht. Im Fett liegt das größte Energiepotential.

Noch ein Vergleich….
Ein Apfel kommt mit wenig Fett daher. Dafür beinhaltet ein Apfel sehr viel Fruktose (Fruchtzucker) und weitaus mehr Wasser als eine Walnuss. Ein 100 Gramm Apfel speichert circa 54 kcal. Demnach ist dessen Energiedichte deutlich geringer als bei der Walnuss und beträgt 54/100=0,54.

Um die gleiche Menge an Energie aufzunehmen, müsste man entweder 100 Gramm Walnüsse essen oder 1.000 Gramm Äpfel. Man kann also durchaus zehnmal so viele Äpfel wie Walnüsse essen und hätte die gleiche Kalorienanzahl bzw. Energie aufgenommen.

Zusammenhang zwischen Energiedichte und Nährstoffdichte

Die Nährstoffdichte gibt an, wie viele Nährstoffe ein Lebensmittel enthält. Diese Nährstoffe sind bspw. Vitamine, Ballaststoffe und Spurenelemente.

Es ist klar, wenn das Volumen eines Lebensmittels nicht mit energiereichen Makronährstoffen (Proteinen, Kohlenhydraten, Fetten) angereichert ist – dass mehr Platz entweder für Mikronährstoffe oder für Wasser bleibt.

Und deshalb besitzen nahezu alle energiearmen Lebensmittel einen hohen Anteil an Nährstoffen. Auch hier ist das Gemüse zu nennen, vor allem Schwarzwurzel (18,3 g), Artischocken (10,8 g) oder Rosenkohl (4,4 g).

Das meiste Obst besitzt zwar ein hohen Anteil an Fructose (Fruchtzucker), welcher energiereich ist – aber auch Ballaststoffe kommen in ausreichendem Maße vor. Zu nennen sind hier Pflaumen (18,8 g) oder Aprikosen (17,3 g).

Beim Getreide gelten Weizenkleie, Haferflocken oder Knäckebrot als hochwertige Garanten für Ballaststoffe. Hülsenfrüchte, wie Sojabohnen, Erbsen, Linsen oder Kichererbsen bieten ebenfalls viele Ballaststoffe an, genauso wie Nüsse oder Samen (z.B. Leinsamen, Chiasamen, Sesamsamen).

Wichtig ist, dass Ballaststoffe das Nahrungsvolumen erhöhen, ohne zugleich das Energievolumen zu steigern. Dadurch steigt zwar die Nährstoffdichte eines Lebensmittels an, die Kaloriendichte bleibt aber unberührt.

Weiterhin dienen Ballaststoffe dazu, Gallensäure bzw. deren Salze zu binden. Dadurch wird Cholesterin verbraucht, welches über den Kot ausgeschieden wird. Ein ballaststoffreiche Nahrung sorgt somit dafür, dass einer Arterienverkalkung entgegengewirkt wird.

Außerdem können sich die Ballaststoffe an Wasser binden, wodurch das Nahrungsvolumen sich im Verdauungstrakt weiter erhöht. Deshalb sollte auch mehr Flüssigkeit aufgenommen werden, welche eine mögliche Verhärtung ausgleicht. Außerdem regen Ballaststoffe die Verdauung an, wodurch sich der Stuhlgang allgemein bessert.

Zusammenhang zwischen Kaloriendichte und Gewichtszunahme bzw. -abnahme

Zwar bieten Fette die höchsten Kalorienspeicher an, doch beim Übergewicht spielen diese eine untergeordnete Rolle. Stattdessen sind Kohlenhydrate die eigentlichen Dickmacher. Denn kaum jemand nimmt übermäßig viel Fett zu sich. Stattdessen werden allzu oft mehr Kohlenhydrate aufgenommen, als im Energiestoffwechsel verbraucht werden.

Um diesen Überbedarf an Kohlenhydraten effizient zu speichern, bedient sich der Körper an Fettzellen. Durch das Speichern vergrößern sich diese, sind aber dennoch hocheffizient und platzsparender als eine Vorratsspeicherung ohne Fettgewebe. Dies bedeutet, dass die Menschheit ohne dieses platzsparende Fettgewebe viel dicker wäre.

Aber dennoch…
Kohlenhydrate sind die wichtigsten Energielieferanten im menschlichen Stoffwechsel. Denn aus ihnen lässt sich am schnellsten die benötige Energie gewinnen. Im Vergleich dazu sind Energiegewinne aus Proteinen oder Fetten sehr viel zeitintensiver, somit ineffizienter und gleichzeitig risikobehafteter bei einer plötzlich auftretenden Unterversorgung.

Um die Kohlenhydrate zu verdauen, werden diese während des Stoffwechsels immer weiter zerkleinert. Man unterscheidet zwischen einfachen Kohlenhydraten und komplexeren. Im Grunde genommen sind Kohlenhydrate gleichzusetzen mit Zucker. Und ein Einfachzucker bzw. fachlich als Monosaccharid bezeichnet – wäre bspw. die Glukose.

Fügen sich zwei Einfachzucker zusammen, entstehen sogenannte Mehrfachzuckermoleküle, welche fachlich als Oligosaccharide bezeichnet werden. Schließen sich diese Oligosaccharide zusammen, entsteht ein Vielfachzucker (Polysaccharid).

Lebensmittel mit einer hohen Energiedichte, also mit vielen Kalorien, weisen ein hohes Maß an Zucker auf. Und oftmals ist es sogar der falsche Zucker.

Beim Kohlenhydratstoffwechsel ist es wichtig zu wissen, dass die komplexen Zuckertypen, also die Polysaccharide, zuerst in die einfacheren Zuckermoleküle aufgespalten werden – bevor die Energieverwertung einsetzt. Somit dauert es durchaus länger, einen Energieschub aus diesen Zuckersorten zu gewinnen. Da aber die langkettigen Zuckermoleküle auch langfristig abgebaut werden, hält das Energielevel viel länger an.

Ein gutes Beispiel ist die Energieversorgung durch Vollkornbrot oder Weißbrot. Letzteres enthält einfachere Zuckertypen, welche schneller satt machen, mitunter besser schmecken, aber langfristig dazu führen – dass das Hungergefühl schneller wieder einsetzt. Vollkornbrot sättigt länger.

Nimmt der Organismus mehr Zucker auf, als Energie benötigt wird – muss in der platzsparendsten Form diese Energie vorgehalten werden. Und diese einzigartige Möglichkeit bieten lediglich Fettzellen an.

Aber…
Um das Depotfett wieder abzubauen, müssen zuerst die Kohlenhydratspeicher geleert werden. Denn wie oben beschrieben, beginnt der Körper immer damit – Kohlenhydrate als Energiequelle zu nehmen, weil es am einfachsten geht. Erst dann beginnt der Fettstoffwechsel.

Und da die Menschen in der westlichen Welt permanent Kohlenhydrate (Zucker) nachschieben, wird das Depotfett bei den meisten nicht angegangen. Stattdessen sorgt eine weitere Überversorgung dazu, dass weiteres Depotfett angelegt wird. Übergewicht ist die Folge.

Um Übergewicht abzubauen, muss dauerhaft mehr Energie verbraucht werden, als aufgenommen wird. Dies geschieht am besten durch Sport bzw. körperliche Ertüchtigung. Dadurch wird der Energiebedarf erhöht und bei gleichbleibender Ernährung geschieht eine Umkehr der Energiebilanz. Plötzlich werden mehr Kalorien verbrannt als nachgeschoben werden. Langfristig wird dadurch das Depotfett in Kohlenhydrate zurückgewandelt und abgebaut.

Diäten und alle anderen Methoden, den Depotfettanteil zu senken, sind nicht zielführend – da nachhaltiger Fettstoffwechsel erst nach Wochen beginnt. Selbst in Fastenzeiten wird zwar Energie aus Ketose gewonnen, bei der diese aus Ketonkörper der Fettzellen gewonnen wird, doch die Umstellung ist langwierig. Diese Umstellung muss durch Gehirn bzw. Nervensystem und Muskeln erfolgen. Erst dann dienen Ketonkörper als primäre Energiequelle und lösen Glukose (Zucker) ab.

Ein weiteres Problem ist, dass sobald die Diät bzw. Fastenzeit vorbei ist, werden alle neu eingeschleusten Kohlenhydrate als Depotfett angelegt, da der Kohlenhydratstoffwechsel nicht mehr vollends funktioniert. Der bekannte Jo-Jo-Effekt setzt ein und viele Betroffene sind letztlich dicker als vor der Diät.

Durch Sport werden mehr Mitochondrien in Muskelzellen angelegt. Diese sind jene Kraftwerke in den Zellen, welche aus Nahrung den Treibstoff für die Zellen herstellen. Der gewonnene Energieträger nennt sich Adenosintriphosphat (kurz: ATP).

Man kann sagen, je mehr Mitochondrien eine Zelle hat – desto schneller und mehr Energie kann sie herstellen. Dies führt dazu, dass überschüssige Kohlenhydrate nicht mehr in Depotfett sondern in ATP angelegt werden

Langfristig kann ein trainierter Muskel, auch im Ruhezustand, mehr ATP herstellen als ein untrainierter Muskel. Der Grund ist das Überangebot an Mitochondrien. So beschäftigt ein trainierter Muskel mitunter 1000 dieser kleinen Kraftwerke, welche nur dazu da sind, Energiereserven aus Nahrungsbestandteilen anzulegen. Nur dadurch wird der Kalorienverbrauch langfristig erhöht, was letztendlich zum Verlust von Körpergewicht führt.

Die Kalorien- und Nährstoffdichte reguliert das Hunger- und Sättigungsgefühl mit

Wie bereits erwähnt, gibt es einfache und komplexere Kohlenhydrate. Die komplexeren benötigen mehr Zeit im Stoffwechsel, da diese noch in einfacheren Zucker aufgespaltet werden müssen. Dadurch wird das Energielevel lange gehalten und das Hungergefühl setzt nicht so schnell ein.

Dass ein Organismus überhaupt eine Sättigung empfindet, wird auch durch die Ausschüttung von Insulin gesteuert. Das Hormon regt die Körperzellen dazu an, Glukose (Zucker) aus dem Blut zu entnehmen. Dadurch sinkt der Blutzuckerspiegel. Gleichzeitig wird ein Signal an Nervensystem und Gehirn geschickt, welches vom Sättigungszentrum im Hypothalamus empfangen und interpretiert wird.

Neben dem Insulin wirken auch der Magen, die Leber und der Darm an einem Sättigungsgefühl mit. So wird eine Ausdehnung der Magenwand als Reizsignal an den Hypothalamus übermittelt. Werden hier energiedichte, aber voluminös kleine Mahlzeiten eingenommen – wie Schokolade oder Weißbrot – setzt das Sättigungsgefühl weitaus später ein, da die Magenwand nicht zur Ausdehnung kommt.

Energieärmere aber nährstoffreiche Nahrung dehnt die Magenwand schneller aus, wodurch der Signaleffekt schneller einsetzt. Auch der Umstand, dass Ballaststoffe sich an Wasser binden, sorgt für eine Aufblähung des Nahrungsbreis und einem schnelleren Einsetzen des Sättigungsgefühls.

Allerdings werden durch Chemorezeptoren im Magen, Darm und Leber auch der Nährstoffgehalt geprüft und ebenfalls als Signal ans Gehirn bzw. an den Hypothalamus geschickt. Es findet also ein Abgleich zwischen Nahrungsvolumen, Energiedichte und Nährstoffdichte statt.

Fakt ist allerdings, dass sehr kalorienreiche Nahrung, immer ein kleines Volumen hat – wodurch das Sättigungsgefühl später einsetzt. Dies begünstigt ein Übergewicht, sobald auf energiereiche Nahrung gesetzt wird.


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