Süßkartoffel und Co.

Botanik

Die Süßkartoffel (Ipomoea batatas), auch Batate genannt, zählt zu den Windengewächsen (Convolvulaceae) und hat ihren Ursprung in Südamerika. Aufgrund von Frostempfindlichkeit wird sie in den Tropen, Subtropen und gemäßigten Klimazonen der Welt angebaut. Die Süßkartoffelpflanze stellt wenig Ansprüche an die Bodenbeschaffenheit und wächst in Höhenlagen bis zu 3 000 Metern (• Tabelle 1) [1, 2]. Mit einer Weltproduktion von 105,2 Mio. Tonnen pro Jahr steht die Süßkartoffel in der wirtschaftlichen Bedeutung der Knollen- und Wurzelgemüse direkt hinter Kartoffel und Maniok. Die Hauptproduzenten sind Asien (74 %), speziell China, und Afrika (20 %) [3]. In Europa ist die Nachfrage nach Süßkartoffeln in den letzten Jahren stark angestiegen [2].
Die Süßkartoffel ist eine mehrjährige Pflanze, die in der Regel jedoch jährlich neu angebaut wird. Dafür werden meist Sprossstecklinge der Pflanze oder seltener auch ihre Speicherwurzeln in die Erde gegeben, diese treiben dort neu aus. Die Pflanze breitet sich meist flach auf dem Boden aus und kann eine Sprosslänge von 0,5–4 m erreichen. In Abhängigkeit von den Umweltbedingungen beginnt nach etwa 4–10 Wochen ein Teil der unterirdischen Wurzeln sich zu vergrößern und bildet Speicherwurzeln. Die Süßkartoffel ist daher eine Wurzelknolle und nicht wie die Kartoffel eine Sprossknolle. Bei den Speicherwurzeln handelt es sich um kegel- oder spindelförmige Wurzeln mit einer Länge von bis zu 30 cm und einem Gewicht von bis zu mehreren Kilogramm. Die dünne Schale und das Fruchtfleisch können sortenspezifisch eine weiße, gelbe oder orange sowie rosa, rot-braune oder violette Färbung aufweisen [1]. Der Geschmack von Süßkartoffeln ist aromatisch-süßlich [2].
Je nach Sorte und Umweltbedingungen können Süßkartoffeln schon 3–8 Monate nach der Anpflanzung geerntet werden. Durch diese kurze Wachstumsperiode ist es in vielen Regionen der Tropen sogar möglich, zwei Ernten pro Jahr anzubauen. Zusätzlich können Süßkartoffeln in der Erde bleiben, bis sie gebraucht werden. Deshalb findet die Ernte in vielen Ländern, in denen die Süßkartoffel hauptsächlich zum Eigenverzehr kultiviert wird, meist nach Bedarf statt [1]. In Ländern wie Amerika, wo die Süßkartoffelproduktion zu einem Großteil industrialisiert stattfindet, werden sie nach der Ernte in klimatisierten Räumen bis zu einem Jahr gelagert [1, 2].

Inhaltsstoffe

Süßkartoffeln weisen einen hohen Wasser- und Kohlenhydratgehalt sowie einen geringen Fett- und Proteingehalt auf (• Tabelle 2). Verglichen mit der Kartoffel enthält die Süßkartoffel mehr Kohlenhydrate, woraus ihr höherer Energiegehalt resultiert [1, 2, 4]. Die Kohlenhydrate liegen überwiegend in Form von Stärke in den Speicherwurzeln vor, wobei die genaue Kohlenhydratzusammensetzung je nach Sorte, Reife, Lagerdauer und Verarbeitung variiert. Süßkartoffelstärke besteht zu 75–80 % aus Amylopektin und zu 20–25 % aus Amylose. Im rohen Zustand ist sie resistenter gegen die menschlichen Verdauungsenzyme als Getreidestärke [1].
Beim Mineralstoff- und Vitamingehalt sind bei der Süßkartoffel besonders Kalium, Magnesium und Phosphor sowie β-Carotin, Vitamin E und Ascorbinsäure (Vitamin C) erwähnenswert (• Tabelle 2, • Abbildung 1). Speziell der β-Carotin-Gehalt, der auch für die Farbe der Süßkartoffel verantwortlich ist, ist mit etwa 8 mg/100 g deutlich höher als der anderer Kohlenhydratlieferanten [1, 2, 4, 5].
Je nach Sorte weisen Süßkartoffeln einen hohen Gehalt an Oxalsäure auf. Der Gehalt ist in den Blättern der Pflanze am höchsten, aber auch in den Speicherwurzeln befindet sich Oxalsäure. Beim Verzehr von oxalsäurehaltigen Lebensmitteln kommt es zu einer geringeren Nährstoffabsorption, da Oxalsäure Mineralstoffe wie Kalzium und Magnesium bindet. Die dadurch entstehenden schwer löslichen Verbindungen können im menschlichen Verdauungstrakt nicht oder nur zum Teil gespalten werden, wodurch die Bioverfügbarkeit von Mineralstoffen herabgesetzt wird [2, 6]. Eine einfache Methode, um den Oxalsäuregehalt in Süßkartoffeln zu senken, ist es, sie zu kochen und das Kochwasser anschließend zu verwerfen [2].

Physiologische Wirkungen

Die Süßkartoffelpflanze wird aufgrund ihrer Bestandteile und Inhaltsstoffe mit einer antioxidativen, antibakteriellen, antiinflammatorischen und antidiabetischen sowie krebsvorbeugenden Wirkung in Verbindung gebracht. Allerdings beziehen sich diese Annahmen häufig ausschließlich auf einzelne Bestandteile (Blätter, Stiele, Speicherwurzeln), bestimmte Inhaltsstoffe oder Extrakte der Süßkartoffelpflanze und konnten nur in vitro und/oder in Tiermodellen nachgewiesen werden [7]. Die Datenlage zur physiologischen Wirkung von Süßkartoffeln beim Menschen ist hingegen sehr gering.
In Bezug auf die Prävention von Diabetes mellitus Typ 2 zeigten sich in einer Interventionsstudie (tägliche Zufuhr von einer Portion [50 g Kohlenhydrate] Süßkartoffeln) über 90 Tage bei Personen mit moderat erhöhten Glukosewerten keine Veränderungen der Nüchtern-Blutglukose und des HbA_1c-Wertes [8]. Bei Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 konnten hingegen positive Effekte auf die Nüchtern-Blutglukose [9–11], den HbA_1c-Wert [10, 11] sowie das Körpergewicht [10] und die Insulinsensitivität [11] durch den Verzehr von 4 g Caiapo¹/Tag über 6, 8, 12 und 20 Wochen erzielt werden. Eine niedrigere Zufuhr von 2 g Caiapo/Tag über 6 Wochen führte zu keiner signifikanten Reduktion der Nüchtern-Blutglukose [9].
Ein positiver Effekt von Süßkartoffeln zeigte sich in Bezug auf den Cholesterinspiegel. Festgestellt wurde ein signifikanter Anstieg des HDL-Cholesterins durch den täglichen Verzehr von Süßkartoffeln bei Personen mit einer moderat erhöhten Cholesterinkonzentration im Blut [8]. Eine Intervention mit 4 g Caiapo/Tag bei Patienten mit Diabetes Typ 2 führte zudem zu einer Reduktion des Gesamt-Cholesterins und der LDL-Cholesterinkonzentration [9].

Der Glykämische Index (GI) von Süßkartoffeln ist sowohl roh als auch gekocht niedriger als der von Kartoffeln (• Tabelle 3). Dadurch zählt die Süßkartoffel zu den Lebensmitteln mit einem niedrigen bis mittleren GI und stellt eine gute Alternative zur Kartoffel dar [12]. Allerdings zeigte sich in einer Studie, dass, wie auch bei der Kartoffel, die Zubereitungsmethode einen entscheidenden Einfluss auf den GI hat. Beim Verzehr von gekochten Süßkartoffeln lag der GI am niedrigsten, während gebackene und gebratene Süßkartoffeln jeweils einen GI über 80 % erreichten. Die Wahl der Süßkartoffelsorte spielte dabei nur eine untergeordnete Rolle [13].
Aufgrund ihres hohen β-Carotin-Gehalts spielt die orangefarbene Süßkartoffel in den Entwicklungsländern, neben ihrer Funktion als Grundnahrungsmittel und Energiequelle, zusätzlich eine wichtige Rolle zur Behandlung und/oder Vermeidung eines Vitamin-A-Mangels [14].
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¹ Bei Caiapo handelt es sich um einen Extrakt aus der Schale von weißen Süßkartoffeln [9, 11]. Dadurch können diese Effekte nicht ohne Weiteres auf den Verzehr von Süßkartoffeln übertragen werden.

Verwendung

Süßkartoffeln weisen ein breites Spektrum an Verzehr- und Zubereitungsmethoden auf. Sie können sowohl roh in Salaten und als Gemüsesticks als auch in Suppen, Gratins und Aufläufen verwendet werden. Zusätzlich können sie wie Kartoffeln gekocht, gebraten, püriert, frittiert oder im Backofen zubereitet werden. Dabei benötigen sie nur ein Drittel der Garzeit von Kartoffeln. Des Weiteren können mit Süßkartoffeln Süßspeisen, Kuchen oder Brot hergestellt werden. Die Schale kann mitgegessen werden. Durch diese Vielfältigkeit erfreut sich die Süßkartoffel auch in unseren Breitengraden wachsender Beliebtheit und wird als geschmackvolle Alternative zu Kartoffeln, Nudeln und Reis verwendet [2].
Neben der Speicherwurzel können auch die Blätter und Stiele der Süßkartoffelpflanze als Gemüse verzehrt werden [1, 2].

Botanik

Die ursprünglich aus der Amazonas-Region stammende Pflanze (Manihot esculenta) zählt zur Familie der Wolfsmilchgewächse (Euphorbiaceae) [15, 16]. Ihre stärkehaltigen Wurzeln stellen für etwa 800 Mio. Menschen weltweit ein Grundnahrungsmittel dar [15]. Mit einer jährlichen Produktion von knapp 280 Mio. Tonnen zählt Maniok neben Mais, Weizen, Reis und Kartoffeln zu den fünf wichtigsten Nutzpflanzen der Welt [3]. Die Hauptanbaugebiete der Maniokpflanze liegen in Afrika, Asien und Südamerika. Je nach Region ist Maniok auch bekannt als Kassava, Tapioka, Mandioka oder Yuka [15, 16].
Maniok ist ein 1–5 m hoher, mehrjähriger Strauch, der aufgrund seiner Frostempfindlichkeit und Wachstumsphase von etwa einem Jahr fast ausschließlich in den Tropen und Subtropen angebaut wird. Dabei zeichnet sich die Pflanze durch mehrere Eigenschaften aus, die sie für den Anbau in diesen Regionen prädestiniert: eine hohe Toleranz gegenüber sauren Böden mit geringen Phosphor- und Mikronährstoffgehalten sowie eine hohe Resistenz gegen Schädlinge und Krankheiten. Zudem wächst Maniok auch bei zeitweiser und anhaltender Trockenheit [15, 16], ist beim Anbau als Mischkultur mit vielen Pflanzenarten kompatibel und flexibel in der Erntezeit (• Tabelle 1). Die Wurzelknollen können über einen längeren Zeitraum in der Erde verbleiben und bieten den Menschen in den Anbaugebieten dadurch eine Sicherheit vor Hungersnöten [16].
Der Anbau erfolgt über Stammstecklinge der Maniokpflanze, die austreiben und faserige Wurzeln bilden. Nach etwa 3–6 Monaten beginnt ein Teil der Wurzeln (etwa 3–10 Stück) anzuschwellen und Stärke aus den Blättern einzulagern [15, 16]. Die restlichen Faserwurzeln bleiben dünn und behalten ihre Funktion der Wasser- und Nährstoffabsorption bei. So handelt es sich bei Maniok, wie bei der Süßkartoffel, um eine Speicherwurzel [16]. Die Ernte erfolgt je nach Sorte und Wachstumsbedingungen 6–24 Monate nach der Pflanzung. In Abhängigkeit von den Anbau- und Umweltbedingungen können die Maniokwurzeln 15–100 cm groß und 0,5–2 kg schwer werden. Sie haben eine gelbe, cremefarbene oder hell- bis dunkelbraune Färbung, ihre Form ist kegel-/zylinderförmig oder unregelmäßig und ihr Geschmack ist mehlig bis leicht süßlich [15, 16].
Ein großer Nachteil der Maniokwurzel ist ihre kurze Lagerfähigkeit. Unbehandelt verfärbt sich das Wurzelinnere innerhalb von ein paar Tagen nach der Ernte durch physiologische Abbauprozesse und/oder mikrobiellen Befall und die Wurzeln werden ungenießbar. Vor diesem Hintergrund ist eine Bearbeitung der Maniokwurzeln nach der Ernte von großer Relevanz. Durch Hitzebehandlung, Kühlung, Fermentation und/oder Lagerung unter anaeroben Bedingungen wird versucht, die Lagerzeit von Maniok zu verlängern [16].

Inhaltsstoffe

Maniok zeichnet sich durch einen hohen Wasser- und Kohlenhydratgehalt aus. Letztere liegen, wie bei der Kartoffel, überwiegend in Form von Stärkemolekülen in der Wurzel vor. Der Protein- und Fettgehalt des Manioks ist gering (• Tabelle 2, • Abbildung 1) [5, 15, 16]. Speziell in Afrika stellt Maniok aufgrund seines hohen Kohlenhydratgehalts und der Anpassungsfähigkeit der Pflanze an die gegebenen Umweltbedingungen eine Hauptenergiequelle der Bevölkerung dar. Allerdings kann es durch den niedrigen Proteingehalt der Wurzel bei einseitigem Verzehr zu einem Proteinmangel kommen [16]. An Mikronährstoffen weist Maniok einen hohen Gehalt an Magnesium und Kalium sowie den Vitaminen B1 und B2, Vitamin C und Niacin auf. Bestimmte Sorten mit gelben Wurzeln enthalten zusätzlich β-Carotin [5, 15, 16].
Neben der kurzen Lagerfähigkeit und dem geringen Proteingehalt gibt es noch einen weiteren Nachteil von Maniok: Die Blätter und Wurzeln der Pflanze enthalten das giftige Blausäureglykosid Linamarin. Die Gesamtkonzentration schwankt in Abhängigkeit von der Sorte, der Anbaumethode, den Umweltbedingungen und dem Alter der Pflanze. Je nach Gehalt wird zwischen dem bitteren (hoher Gehalt an Linamarin) und süßen Maniok (geringer Gehalt an Linamarin) unterschieden. Um die bei der Verarbeitung entstehende Blausäure auf ein sicheres Maß zu reduzieren, muss Maniok nach der Ernte gekocht, getrocknet oder fermentiert werden [15, 16].

Physiologische Wirkungen

Maniok dient in vielen Entwicklungsländern als Grundnahrungsmittel und wichtige Energiequelle. Durch den geringen Proteingehalt und den Gehalt an Linamarin wird er häufig mit der Pathogenese bestimmter chronischer Erkrankungen, die in diesen Ländern auftreten, in Verbindung gebracht. Besonders die Entwicklung einer chronischen Pankreatitis und eines Diabetes mellitus wurde in den letzten Jahrzehnten in vielen Tier- und Humanstudien in Bezug auf einen Zusammenhang zum Maniokverzehr untersucht und kontrovers diskutiert [8, 17–22]. Die Hypothese, dass ein erhöhter Konsum von Maniok die Entwicklung von Diabetes mellitus begünstigt, konnte bis heute nicht bestätigt werden [17]. Ebenfalls deutet die bestehende Datenlage darauf hin, dass ein täglicher Verzehr der Maniokwurzeln keine Auswirkungen auf die Nüchtern-Blutglukose und den HbA_1c-Wert hat [8, 20] und dass kein Zusammenhang zwischen dem Blausäuregehalt und der Prävalenz von Diabetes mellitus besteht [19].
Ein erhöhter Verzehr von Linamarin durch unzureichende Bearbeitung der Maniokwurzeln vor dem Verzehr steht jedoch in Zusammenhang mit der Pathogenese der sogenannten Konzo-Krankheit, einer neurologischen Erkrankung, die zu Lähmungen und Fehlstellungen der Beine und Füße führt. Die Schäden der Neuronen, die zu dieser Erkrankung führen, können durch Linamarin verursacht werden [23].
Außerdem kann Linamarin bei chronischer Zufuhr einen Jodmangel hervorrufen, der wiederum zu Kropfbildung und Kretinismus führen kann: Nach dem Verzehr von unzureichend bearbeitetem Maniok wird im Körper Blausäure aus Linamarin freigesetzt. Diese wird durch das Enzym Rhodanase zu Thiocyanat abgebaut, welches die Jodaufnahme in die Schilddrüse hemmt [24].
Wie auch bei der Süßkartoffel ist der Verzehr von Maniok bei Menschen mit einer moderat erhöhten Cholesterinkonzentration im Blut mit dem Lipidprofil assoziiert. Neben der Erhöhung der HDL-Cholesterinkonzentration konnte bei Maniok zusätzlich auch ein senkender Effekt auf die LDL-Cholesterinkonzentration beobachtet werden [8].
Der GI von gekochtem Maniok liegt bei 46 % und ist damit deutlich niedriger als der von gekochten Süßkartoffeln oder Kartoffeln (• Tabelle 3) [25]. Allerdings ist auch beim Maniok der GI stark von der Verarbeitungsmethode abhängig. Gekochte Maniokwurzeln, die anschließend eingefroren und dann erneut erhitzt werden, haben einen GI von 94 % und liegen damit sogar über dem GI von Kartoffeln und Kartoffelprodukten [12].

Verwendung

Maniok kann als Lebensmittel, Futtermittel und für industrielle Zwecke genutzt werden. Als Lebensmittel stehen dem Verbraucher viele Möglichkeiten der Verarbeitung zur Verfügung. Auch in den Anbauländern gibt es verschiedene Zubereitungsmethoden wie z. B. Kochen, Pellen und Einlegen sowie länderspezifische Gerichte aus Maniok [15, 16]. Zu diesen zählen z. B. Fufu aus Westafrika – ein breiartiges Püree aus der Maniokwurzel, das meist zusammen mit einer Suppe serviert wird, sowie frittierte Maniok-Pommes-Frites, die in der brasilianischen Küche häufig als Beilage dienen [16]. Neben der Wurzel sind auch die Blätter der Maniokpflanze für den Menschen essbar oder können als Tierfutter genutzt werden. Im Vergleich zur Speicherwurzel weisen sie einen höheren Proteingehalt auf [15, 16].
Vor dem Verzehr sollten die Wurzeln geschält werden. Aufgrund des Blausäuregehalts darf Maniok zudem nur verarbeitet verzehrt werden. In den Anbauländern werden die Speicherwurzeln jedoch teilweise nach traditionellen Bearbeitungsverfahren zubereitet und enthalten dadurch häufig noch Linamarin beim Verzehr [16].

Botanik

Topinambur (Helianthus tuberosus), auch bekannt als Jerusalem-Artischocke oder Erdartischocke, ist ein Vertreter der Korbblütler (Asteraceae). Die ursprünglich aus Nordamerika stammende, mehrjährige Pflanze wächst bevorzugt in der gemäßigten Klimazone zwischen dem 40. und 55. Breitengrad (• Tabelle 1). Heutzutage wird sie überwiegend in Nordamerika und Nordeuropa sowie auch in Teilen Asiens und Australien angebaut [26]. In Deutschland gibt es insgesamt nur wenige Anbaugebiete, hauptsächlich im Süden des Landes und in Brandenburg [27, 28].
Die Topinamburpflanze ist ein enger Verwandter der Sonnenblume und bildet während der Blüte 5–10 cm große gelbe Blüten [28]. Je nach Wachstumsbedingungen und Pflanzenbestand kann ihr Stängel über 3 Meter hoch werden [26, 28]. Wie bei der Kartoffel verdicken sich bei Topinambur unterirdische Sprossausläufer, sogenannte Stolonen, zu einer Knolle [28]. Diese Sprossknollen dienen der Pflanze als Speicherorgan und bilden den für die menschliche Ernährung relevanten, essbaren Anteil der Pflanze [3, 28]. Topinamburknollen haben eine bräunliche bis rot-violette Schale und ein weißes Fruchtfleisch. Von ihrer Größe sind sie mit einer Kartoffel vergleichbar, ähneln aber aufgrund ihrer unregelmäßig geformten Oberfläche auch dem Ingwer [27].
Topinambur ist ein Wintergemüse [27]. Um einen neuen Bestand anzulegen, werden die Saatknollen im Frühjahr (März bis April) in Furchen in die Erde gesetzt. Bereits bestehende Bestände treiben ab dem zweiten Jahr aus den im Boden verbliebenen Restknollen erneut aus [26, 28]. Die Ernte beginnt ab September/Oktober und ist aufgrund der Frostbeständigkeit der Knollen, je nach Witterung, den gesamten Winter über möglich. Da die Schale der Sprossknollen sehr dünn ist, ist die Lagerfähigkeit der Topinamburknolle im Vergleich zur Kartoffel allerdings deutlich begrenzter [27, 28].

Inhaltsstoffe

Die Topinamburknollen bestehen aus 80 % Wasser, etwa 4 % Kohlenhydraten und 2 % Protein (• Tabelle 2, • Abbildung 1) [5]. Allerdings speichert Topinambur, im Gegensatz zu den anderen Kohlenhydratlieferanten, die Kohlenhydrate größtenteils nicht in Form des Polysaccharids Stärke, sondern als Inulin [26, 28]. Dies wirkt sich auf den Wert und den Nutzen der Knolle aus. Inulin zählt zu den löslichen Ballaststoffen und setzt sich hauptsächlich aus Fruktosemolekülen zusammen. Diese Art der Kohlenhydratspeicherung resultiert in einem deutlich höheren Ballaststoffgehalt (12,1 g/100 g) der Topinamburknollen im Vergleich zu Kartoffel, Süßkartoffel und Maniok. Die genaue Struktur sowie die Verwertung und Funktion von Inulin im Verdauungstrakt des Menschen sind in • Kasten 1 erläutert. Beim Kochen zerfällt das Inulin in Oligofruktose-Einheiten und einzelne Fruktosemoleküle [26].
Durch den hohen Wasser- und Ballaststoffanteil sowie den geringen Fettgehalt ist der Energiegehalt von Topinambur gering. Das Protein der Topinamburknolle enthält alle unentbehrlichen Aminosäuren und ist besonders reich an Lysin und Methionin [26]. Zusätzlich hat Topinambur einen hohen Gehalt an den Mikronährstoffen Kalium, Kalzium, Phosphor und Eisen. Besonders die Eisenkonzentration ist mit 3,7 mg/100 g im Vergleich zur Kartoffel (0,4 mg/100 g) deutlich höher (• Abbildung 1) [4, 5, 26, 29]. Des Weiteren ist die Knolle eine gute Quelle für B-Vitamine [5, 26, 29].

Physiologische Wirkungen

Aufgrund des hohen Inulingehalts verfügt Topinambur über Eigenschaften, die sich möglicherweise gesundheitsförderlich auswirken können. Die insulinunabhängige Verwertung des Inulins im Dickdarm führt dazu, dass sich der Verzehr von Topinambur nur geringfügig auf den Blutglukosespiegel auswirkt [26, 30, 31]. Vor diesem Hintergrund konnte in Studien gezeigt werden, dass der Verzehr von Oligofruktose und Inulin den Blutglukosespiegel [32, 33] sowie den HbA_1c-Wert [33] von Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 signifikant senkt.
Des Weiteren wirkt sich die Zufuhr von Inulin und Oligofruktose auf die Absorption von Mineralstoffen, speziell Kalzium, Magnesium und Eisen aus [26]. Dabei wird davon ausgegangen, dass die durch die Fermentation der beiden Ballaststoffe im Dickdarm entstehenden kurzkettigen Fettsäuren den passiven und aktiven Mineralstofftransport durch die Darmschleimhaut verbessern [34]. Eine verbesserte Kalziumabsorption durch Inulin und/oder Oligofruktose konnte in mehreren Studien nachgewiesen werden [35–37].Weitere Studien zu möglichen gesundheitsfördernden Effekten von Inulin und Oligofruktose, z. B. auf die Blutfette und das Immunsystem, stehen noch aus [26, 38].

Verwendung

Anfang des 17. Jahrhunderts gelangte Topinambur erstmals durch die Seefahrt nach Europa und wurde dort eine der wichtigsten Kohlenhydratquellen. Aufgrund des höheren Ertrags und der besseren Lagerfähigkeit ging der Anbau des Topinamburs mit der Verbreitung der Kartoffel allerdings stark zurück. Erst nach dem 2. Weltkrieg, als Kartoffeln knapp waren, erlebte die Pflanze eine kurze Renaissance in Europa [26]. Durch ihre Inhaltsstoffe und die große Vielfalt an Verarbeitungsmöglichkeiten wurde Topinambur in den letzten Jahren in Deutschland erneut entdeckt. Die Topinamburknolle hat einen leicht süßlichen, nussigen Geschmack und kann als Lebensmittel sowie als Futtermittel verwendet werden [26, 27]. Die gesamte Pflanze kann zudem als Biomasse zur Energiegewinnung dienen. Durch den hohen Inulingehalt wird Topinambur auch häufig für industrielle Zwecke genutzt [26].
Als Lebensmittel ist Topinambur sehr vielseitig einsetzbar: So kann die Knolle roh in Salaten, aber auch als Suppe oder Auflauf sowie gekocht, gebraten oder im Backofen zubereitet werden. Die Schale kann dabei mitgegessen werden. In manchen Regionen wird aus der Topinamburknolle auch Schnaps gebrannt [27].

In den letzten Jahren ist es australischen Forschern gelungen, eine neue Kartoffelsorte mit einem niedrigeren GI zu züchten. Die „Low-GI-Kartoffel” wird unter dem Namen Carisma vermarktet und hauptsächlich in Kanada, den USA und den Niederlanden angebaut [39]. Botanik und Nährstoffzusammensetzung der Kartoffel wurden schon im ersten Teil dieser Fortbildungsreihe beschrieben [40]. Kartoffelsorten weisen ein breites Spektrum an genetischen und morphologischen Eigenschaften auf. Die Struktur der Kartoffelstärke variiert dabei je nach Sorte in Bezug auf die Größe und Form der Stärkekörner sowie im Amylose- und Amylopektin- Gehalt [41, 42].
Die Carisma-Kartoffel zeichnet sich durch eine besondere Struktur der Kartoffelstärke aus. Wie auch bei den meisten anderen Kartoffelsorten liegen die Polysaccharide Amylose und Amylopektin im Verhältnis 1:3 vor. Allerdings enthält die Stärke der Carisma-Kartoffel einen höheren Anteil an dicht gepackten, kristallinen Ringstrukturen und eine geringere Anzahl an Fehlern in der Molekülstruktur im Vergleich zu den Kartoffelsorten mit einem höheren GI. Diese strukturellen Unterschiede führen dazu, dass die Stärke der Carisma-Kartoffel resistenter gegenüber einer thermischen Behandlung ist und, im Vergleich zu anderen Kartoffelsorten mit einem höheren GI, erst ab einer Temperatur über 70 °C anfängt zu verkleistern [43]. Dadurch schwillt die Carisma-Stärke beim Kochen nur gering an und verkleistert nur teilweise. Der Grad der Verkleisterung korreliert mit der Verdaulichkeit der Stärke und dem GI des Lebensmittels [42, 43]. Da Amylopektin beim Kochen schneller verkleistert als Amylose, gilt: Je höher das Verhältnis von Amylose zu Amylopektin, desto geringer ist die Verkleisterung [41]. Diese Ergebnisse unterstützen die Hypothese, dass der GI der einzelnen Kartoffelsorten nicht aus dem Gesamtkohlenhydrat- oder -stärkegehalt der Kartoffel resultiert, sondern auf der physikalischen und molekularen Struktur der Stärkezellen und der damit einhergehenden Verdaulichkeit der Stärke beruht [42].
Da die Wachstumsbedingungen sich auf die Zusammensetzung der Kartoffel auswirken, spielen auch Anbaumethode und Umweltbedingungen eine wichtige Rolle für den GI der Kartoffel. Vor diesem Hintergrund werden die Anbaugebiete für die Carisma-Kartoffel gezielt ausgewählt. Zusätzlich werden die Knollen direkt nach der Ernte vermarktet und nicht erst eingelagert, um Veränderungen der Stärkezusammensetzung, die während der Lagerung stattfinden können, zu vermeiden [39].
Die Vertreiber der Carisma-Kartoffel postulieren ferner, dass festkochende Kartoffeln eher einen mittleren oder niedrigen GI aufweisen, während mehlige Kartoffeln einen höheren GI (>70 %) haben [41]. Dieser Trend konnte in einer Studie bestätigt werden, jedoch waren die Unterschiede zwischen den einzelnen Kartoffelsorten nicht signifikant [44]. Bei Carisma handelt es sich um eine festkochende Sorte [41] mit einem GI von 53 % (• Tabelle 3) [42]. Der damit verbundene niedrigere Blutglukoseanstieg nach Verzehr wird mit einer gesundheitsfördernden Wirkung in der Prävention und Therapie von Diabetes mellitus und Hyperlipidämie assoziiert [45–47].

Neben den traditionellen Getreidearten Weizen, Roggen, Gerste und Hafer sowie Reis, die im ersten Teil dieser Fortbildungsreihe vorgestellt wurden, gibt es noch weitere, zeitweise in Vergessenheit geratene Getreidearten. Zu diesen meist als „Urgetreide” bezeichneten Sorten zählen Einkorn, Emmer und Khorasan-Weizen (Kamut^®) sowie Dinkel und Hirse. Ihr Ursprung geht auf die Zeit vor der Entstehung der heute gängigen Getreidearten zurück [48, 49]. In Bezug auf Anbau, Ertragsniveau und Verarbeitungsfähigkeit konnten und können die Urgetreidearten jedoch nicht mit den heutigen ertragsstarken Getreidearten mithalten [48].

Einkorn und Emmer

Einkorn (Triticum monococcum) und Emmer (Triticum dicoccum) zählen zu den ersten Kulturpflanzen, die im Rahmen der Entwicklung des Ackerbaus vor rund 10 000 Jahren angebaut wurden; sie bilden den Ursprung der heutigen Weizenarten [50, 51]. Die beiden Spelzgetreide weisen eine ähnliche Makronährstoffzusammensetzung wie Weizen auf. Erwähnenswert ist der hohe Vitamin-E- und β-Carotin-Gehalt des Einkorns. Wie auch die traditionellen Getreidearten enthalten Emmer und Einkorn Gluten. Allerdings ist die Backfähigkeit von beiden aufgrund der Zusammensetzung des Klebers gering (Einkorn) bis mäßig (Emmer). Vor diesem Hintergrund werden Einkorn oder Emmer bei der Brotherstellung nur anteilig für die Farbgebung und den Geschmack beigemischt [48, 50]².

Khorasan-Weizen (Kamut®)

Der Ursprung des Khorasan-Weizens (Triticum turanicum) ist bis heute nicht vollständig geklärt. Nach aktuellem Stand handelt es sich um eine Hybride aus Hartweizen und einer Weizenwildform, die ihren Ursprung in Chorasan (heutiges Iran) hat. Die Kornstruktur ist ähnlich wie bei Hartweizen, allerdings sind die Körner deutlich länger und größer. Khorasan-Weizen wird heute meist unter der Bezeichnung Kamut® vermarktet [48, 50]. Die Hauptanbaugebiete befinden sich in den USA und Kanada [48]. Die Verwendungsmöglichkeiten sind vielfältig: Wie auch Weich- und Hartweizen weist Khorasan-Weizen gute Backeigenschaften auf und kann sowohl für die Brotherstellung als auch für die Produktion von Nudeln und Gebäck sowie als Grieß oder Suppeneinlage genutzt werden [50]. Der Geschmack von Khorasan-Weizen ist nussig-mild [49]. Im Vergleich zum traditionellen Weizen hat er einen höheren Protein- und Fettgehalt [50].

Dinkel

Dinkel (Triticum aestivum ssp. spelta) ist die bekannteste Urgetreideart und stammt ursprünglich aus dem Kaukasus [48–50]. Heutzutage wird Dinkel überwiegend in Belgien und Frankreich sowie in der Schweiz, Österreich und Deutschland angebaut [50]. Die Standortansprüche des Dinkels sind geringer als die des Weizens [48]. Durch seine enge Verwandtschaft mit dem traditionellen Weizen kann Dinkel in fast allen Backwaren den Weizen ersetzen [48, 49]. Allerdings sind die Teig- und Backeigenschaften zum Teil stark von der Dinkelsorte abhängig [48]. In ihrer Nährstoffzusammensetzung unterscheiden sich Dinkel und Weizen im Proteingehalt (bei Dinkel etwas höher) (• Tabelle 4) [4]. Des Weiteren weist Dinkel einen höheren β-Carotin-Gehalt und höhere Mengen an Zink und Selen auf. In Bezug auf den GI ergibt sich für Dinkelbrot ein niedrigerer GI als für Weizen- und feines Weizenvollkornbrot (• Tabelle 3). Jedoch zeigte sich in einer Studie, dass der Verzehr von Dinkelbrot den gleichen Effekt auf den Blutglukosespiegel wie Weizenbrot hat [52].
Eine Sonderform des Dinkels stellt Grünkern dar. Dabei werden die weichen Dinkelkörner vor der Reife geerntet und nach der Dresche einem Röstoder Darrprozess unterzogen [49].

Hirse

Hirse ist eine der ältesten Kulturgetreidearten der Welt. Die Pflanze ist sehr wärme- und lichtliebend und weist eine hohe Trockenheitsresistenz auf [50]. Besonders in den Tropen und Subtropen stellt sie dadurch ein wichtiges Grundnahrungsmittel dar [53]. Unter dem Begriff Hirse werden verschiedene Gattungen und Arten zusammengefasst. In Deutschland bekannt sind v. a. die Sorghum- sowie die Zwerghirse, auch als Teff bekannt [49, 53]. Im Gegensatz zu den traditionellen Getreide- und den anderen Urgetreidearten enthält Hirse kein Gluten und bietet daher eine Alternative für Personen, die an Zöliakie erkrankt sind. Die Makronährstoffzusammensetzung von Hirse ist vergleichbar mit der von Weizen (• Tabelle 4). Bemerkenswert ist ihr hoher Eisengehalt (• Abbildung 2) [4]. Wie auch die Süßkartoffel kann Hirse Oxal- oder Phytinsäure enthalten, die sich negativ auf die Absorption von Mineralstoffen auswirken können.³
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² Eine detaillierte Beschreibung der Botanik, Nährstoffzusammensetzung und Verwendung von Einkorn und Emmer findet sich im Artikel: „Alte Weizenarten neu entdeckt” von H. Köhler und G. Andersen in Ernährungs Umschau 8/2016 [51].
³ Weitere Informationen zu Hirse: Artikel „Pseudozerealien und glutenfreie Getreidesorten” im Sonderheft „Lebensmittel” der Ernährungs Umschau [53].

Unter dem Begriff Pseudogetreide oder auch Pseudozerealien werden Pflanzen zusammengefasst, die wie Getreide Körnerfrüchte bilden, jedoch nicht zur Familie der Süßgräser gehören. Dazu zählen Amaranth, Quinoa (Reismelde) und Buchweizen. Die Pseudogetreidearten sind züchterisch nur sehr wenig bearbeitet und weisen häufig Eigenschaften von Wildpflanzen auf. Dies führt jedoch zu Problemen bei der Produktions- und Erntetechnik sowie oft auch zu Kornverlusten [54]. Im Gegensatz zum Getreide (mit Ausnahme von Hirse und Mais) sind Pseudogetreide frei von Gluten [55]. Vor diesem Hintergrund und dem aktuellen Trend hin zu einer vielseitigen, abwechslungsreichen Ernährung werden die Pseudogetreide in den letzten Jahren vermehrt auch in Deutschland angeboten. Im Sonderheft „Lebensmittel” der ERNÄHRUNGS UMSCHAU werden die drei Pseudogetreide detailliert vorgestellt [53].
Hinsichtlich des Nährstoffgehalts weisen die Pseudogetreide verglichen mit den traditionellen Getreidearten einen höheren Fettgehalt auf (• Tabelle 4). Der Proteingehalt von Quinoa und Amaranth liegt über dem von Weizen, das Protein ist durch seine Aminosäurezusammensetzung sehr hochwertig. Besonders erwähnenswert ist der Gehalt der unentbehrlichen Aminosäure Lysin [53]. Zusätzlich haben beide einen hohen Mineralstoffgehalt und zeichnen sich besonders durch hohe Gehalte an Eisen aus (• Abbildung 2) [4, 53]. Der GI der Pseudogetreide variiert je nach Zubereitungsart und liegt meist im niedrigen und mittleren Bereich (• Tabelle 3).
Aufgrund ihrer Nährstoffzusammensetzung werden die Pseudogetreide häufig mit einer positiven ernährungsphysiologischen Wirkung in Zusammenhang gebracht. In Humanstudien konnte gezeigt werden, dass sich Quinoa positiv auf die metabolische, kardiovaskuläre und gastrointestinale Gesundheit auswirkt [56]. Sowohl Quinoa als auch Amaranth wird eine antioxidative und antiinflammatorische Wirkung zugesprochen [57]. Allerdings enthalten Amaranth und Quinoa auch Gerbstoffe und Saponine, die mit einem gesundheitlichen Risiko assoziiert werden. Alle drei hier vorgestellten Pseudogetreide enthalten – wie Hirse und Süßkartoffeln – Oxalsäure [58, 59].

Beim Vergleich der traditionellen mit den hier vorgestellten „alternativen” Kohlenhydratlieferanten wird ersichtlich, dass sie sich insgesamt in ihrer Nährstoffzusammensetzung ähnlich sind. Einige Pflanzen zeichnen sich durch besonders hohe Mineralstoff- und Vitamingehalte aus. So haben Süßkartoffel und Einkorn einen hohen β-Carotin-Gehalt. Die Pseudogetreide Quinoa und Amaranth sowie Topinambur und Hirse enthalten viel Eisen. Dies ist besonders in Bezug auf die Eisenversorgung von VegetarierInnen und VeganerInnen relevant. Durch die Speicherung der Kohlenhydrate in Form von Inulin nimmt Topinambur eine Sonderstellung unter den Kohlenhydratlieferanten ein.
Bei einem Teil der alternativen Kohlenhydratlieferanten handelt es sich um mehrjährige Pflanzen mit geringen Ansprüchen an die Bodenbeschaffenheit. Durch diese Eigenschaften nehmen sie besonders in Entwicklungsländern eine wichtige Rolle als Grundnahrungsmittel und Energiequelle ein. So kann abschließend festgehalten werden, dass die hier als alternativ vorgestellten Kohlenhydratlieferanten in anderen Ländern meist schon eine tragende Rolle in der Ernährung des Menschen einnehmen und auch in Bezug auf die Nährstoffzusammensetzung den traditionellen Kohlenhydratlieferanten in nichts nachstehen. Bei der Neu- bzw. Wiederentdeckung dieser Lebensmittel handelt es sich also nicht bloß um einen Trend, sondern sie stellen eine Bereicherung der Lebensmittelvielfalt in unserer Ernährung dar und bieten neue Möglichkeiten in der Küche. Des Weiteren spielen besonders Pseudogetreide und Hirse dadurch, dass sie kein Gluten enthalten, eine wichtige Rolle in der Ernährung von Menschen mit Zöliakie.

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Laura Dauben

Morsestr. 20, 40215 Düsseldorf
laura.dauben@gmx.net 

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Interessenkonflikt

Die Autorin erklärt, dass kein Interessenkonflikt besteht. Die ärztliche Leitung erklärt, dass in Bezug auf den vorliegenden Artikel kein Interessenkonflikt besteht.

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Literatur

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DOI: 10.4455/eu.2018.040