Ernährung: Trotz gleicher Kalorienzahl wird unterschiedlich viel Energie aufgenommen

Zwei Mahlzeiten können auf dem Papier ähnlich viele Kalorien liefern und im Körper dennoch unterschiedlich viel verwertbare Energie hinterlassen. Wie gut Nährstoffe zugänglich sind, welche Bestandteile unverdaut weiterwandern und was Darmbakterien daraus machen, beeinflusst die tatsächliche Energieausbeute.

Eine Forschungsarbeit aus den USA untersucht diese Vorgänge mit einem mathematischen Modell genauer. Sie hilft dabei, einen scheinbaren Widerspruch zu verstehen: Obwohl Darmbakterien aus Ballaststoffen zusätzliche Energie gewinnen, kann eine ballaststoffreiche Ernährung die insgesamt aufgenommene Energiemenge verringern.

Kalorienangaben sind eine Orientierung, keine persönliche Messung

Wer Lebensmittel vergleicht, schaut häufig zuerst auf die Kilokalorien pro Portion oder pro 100 Gramm. Diese Werte beruhen auf durchschnittlichen Energiegehalten und beschreiben nicht exakt, wie viel Energie ein bestimmter Mensch nach dem Essen tatsächlich aufnehmen wird.

Das Institut für Qualität und Wirtschaftlichkeit im Gesundheitswesen weist darauf hin, dass die Energieausbeute unter anderem von der Zusammensetzung, der Struktur und der Zubereitung eines Lebensmittels sowie von der Darmflora abhängt. Schon deshalb lässt sich der Verdauungsvorgang nicht vollständig durch eine einzige Zahl auf der Verpackung beschreiben.

Die Kennzeichnung bleibt trotzdem hilfreich, um Lebensmittel und Portionsgrößen einzuordnen. Ihre Aussagekraft wird genauer verständlich, wenn man zwischen dem angegebenen Brennwert und der individuellen Verwertung unterscheidet.

Auch Ballaststoffe liefern Energie

Bei der üblichen Berechnung werden für unterschiedliche Nahrungsbestandteile verschiedene Energiewerte angesetzt. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung erläutert diese Durchschnittswerte und berücksichtigt dabei auch den Energiebeitrag der Ballaststoffe.

Ballaststoffe sind somit nicht grundsätzlich kalorienfrei, obwohl menschliche Verdauungsenzyme sie nicht oder nur eingeschränkt abbauen können. Ein Teil wird erst durch Mikroorganismen im Dickdarm in Verbindungen umgewandelt, die dem Körper Energie liefern.

Der Weg durch den Darm entscheidet mit

Viele verwertbare Nahrungsbestandteile werden bereits im Dünndarm zerlegt und aufgenommen. Was dort nicht verdaut oder aufgenommen wird, erreicht den Dickdarm und steht teilweise den dort lebenden Mikroorganismen zur Verfügung.

Diese als Darmflora beziehungsweise Darmmikrobiom bezeichnete Gemeinschaft verarbeitet unter anderem fermentierbare Ballaststoffe. Dabei entstehen kurzkettige Fettsäuren wie Acetat, Propionat und Butyrat.

Nach der wissenschaftlichen Einordnung des Max Rubner-Instituts dienen solche Fettsäuren beispielsweise der Schleimhaut des Dickdarms als Energiequelle. Ein Teil gelangt außerdem in den Blutkreislauf und kann weitere Stoffwechselprozesse beeinflussen.

Was das neue Rechenmodell untersucht

Ein Team um Taylor L. Davis von der Arizona State University hat diese Verdauungswege im Modell DAMM zusammengeführt. Die Abkürzung steht für „Digestion, Absorption and Microbial Metabolism“, also Verdauung, Aufnahme und mikrobiellen Stoffwechsel.

Die am 27. Mai 2026 in PLOS One veröffentlichte Arbeit von Davis und Kollegen berechnet, was im oberen Verdauungstrakt aufgenommen wird und welche Nahrungsreste den Dickdarm erreichen. Anschließend schätzt sie die bakterielle Verarbeitung sowie die Aufnahme oder Ausscheidung der entstehenden Produkte ab.

Für die untersuchten Ernährungsbedingungen ergab das Modell einen durchschnittlichen Energiebeitrag der aufgenommenen kurzkettigen Fettsäuren von ungefähr 140 Kilokalorien pro Tag. Diese Zahl ist eine Modellschätzung und kein allgemeiner Tageswert für jeden Menschen.

Die Ernährungsstudie dahinter umfasste 17 Menschen

Das Modell wurde anhand von Daten einer bereits 2023 in Nature Communications veröffentlichten Ernährungsstudie überprüft. An ihr nahmen 17 gesunde Erwachsene mit stabilem Körpergewicht teil, die nacheinander zwei unterschiedliche Ernährungsformen erhielten.

Wie das an der Forschungsförderung beteiligte US-Gesundheitsinstitut NIDDK beschreibt, dauerte jede Ernährungsphase ungefähr drei Wochen. Die Reihenfolge wurde zufällig festgelegt, sodass die Forschenden die Auswirkungen beider Kostformen innerhalb derselben Personen vergleichen konnten.

Eine Ernährungsform war darauf ausgerichtet, mehr Nahrung für das Darmmikrobiom bereitzustellen. Sie enthielt mehr Ballaststoffe und resistente Stärke sowie weniger stark verarbeitete Lebensmittel und gröbere Nahrungsbestandteile als die westlich geprägte Vergleichskost.

Bei resistenter Stärke handelt es sich um Stärke, die dem Abbau im Dünndarm widersteht und deshalb in den Dickdarm gelangt. Dort kann sie von Bakterien weiterverarbeitet werden.

Rund 116 Kilokalorien mehr wurden ausgeschieden

Unter kontrollierten Bedingungen erfasste das Forschungsteam die Energiezufuhr, den Energieverbrauch und die Energieausscheidung der Teilnehmenden. Bei der mikrobiomfördernden Kost gingen täglich durchschnittlich rund 116 Kilokalorien mehr über den Stuhl verloren als bei der westlichen Vergleichskost.

Damit blieb dem Körper weniger Energie zur Verwertung, obwohl die Ernährungspläne auf die Deckung des zuvor ermittelten Energiebedarfs ausgerichtet waren. Nach Angaben der Arizona State University berichteten die Teilnehmenden bei der ballaststoffreicheren Ernährung zugleich nicht über stärkeren Hunger.

Die Untersuchung verglich allerdings ganze Ernährungsmuster, die sich in mehreren Eigenschaften gleichzeitig unterschieden. Welcher Anteil des Unterschieds allein auf Ballaststoffe, resistente Stärke, die Lebensmittelstruktur oder bakterielle Veränderungen zurückging, lässt sich daraus nicht vollständig trennen.

Warum zusätzliche bakterielle Energie trotzdem eine geringere Gesamtaufnahme zulässt

Auf den ersten Blick scheint es widersprüchlich: Mehr Nahrung für Darmbakterien führt zu mehr kurzkettigen Fettsäuren, gleichzeitig nimmt der Körper insgesamt weniger Energie auf. Verständlich wird das, wenn man die aufeinanderfolgenden Verdauungsschritte betrachtet.

Erreicht mehr Nahrungsenergie den Dickdarm, können Mikroorganismen einen Teil davon für den Menschen wieder verfügbar machen. Ein anderer Teil verbleibt jedoch in ausgeschiedenem Material, beispielsweise in bakterieller Biomasse oder unverwerteten Nahrungsbestandteilen.

Die zusätzliche Energie aus der Fermentation gleicht eine geringere direkte Aufnahme deshalb nicht zwangsläufig vollständig aus. Bei der untersuchten Kost fiel die Bilanz trotz stärkerer mikrobieller Verarbeitung zugunsten einer geringeren gesamten Energieaufnahme aus.

Ballaststoffe wirken auf unterschiedliche Weise

Wie das Bundeszentrum für Ernährung erläutert, umfasst der Begriff Ballaststoffe sehr unterschiedliche Verbindungen. Ihre Eigenschaften beeinflussen, ob sie Wasser binden, den Speisebrei verdicken oder von Darmbakterien abgebaut werden.

Bestimmte lösliche Ballaststoffe können die Magenentleerung und die Aufnahme von Nährstoffen verlangsamen. Andere erhöhen vor allem das Stuhlvolumen und unterstützen die Darmtätigkeit, weshalb eine abwechslungsreiche Auswahl pflanzlicher Lebensmittel sinnvoll ist.

Eine langsamere Aufnahme bedeutet dabei nicht automatisch, dass entsprechend weniger Kalorien aufgenommen werden. Auch Sättigung, Verdauung und der Verlauf des Blutzuckers nach dem Essen gehören zu den Eigenschaften einer Mahlzeit, die ihre gesundheitliche Bewertung beeinflussen.

Die Darmflora reagiert individuell

Dass Menschen auf dieselbe Art von Ballaststoffen unterschiedlich reagieren können, zeigte auch eine 2024 veröffentlichte Untersuchung der Cornell University. Von 76 aufgenommenen Erwachsenen beendeten 59 die Studie, in der sie unterschiedliche resistente Stärken und verdauliche Stärke erhielten.

Unter anderem standen die bisherige Ballaststoffzufuhr und die Zusammensetzung des Darmmikrobioms mit den beobachteten mikrobiellen Reaktionen in Verbindung. Heilpraxis hat darüber berichtet, wie die Darmflora den individuellen Nutzen von Ballaststoffen beeinflussen kann.

Aus solchen Unterschieden lässt sich jedoch noch keine verlässliche persönliche Kalorienkorrektur ableiten. Die Reaktion einzelner Bakteriengruppen oder die Konzentration bestimmter Stoffwechselprodukte sagt nicht unmittelbar voraus, wie viel Gewicht jemand verlieren wird.

Warum 116 Kilokalorien keine feste Abnehmformel ergeben

Der gemessene Unterschied ist ein Durchschnittswert aus einer kleinen, zeitlich begrenzten Untersuchung mit gesunden Erwachsenen. Ob ein vergleichbarer Effekt bei anderen Menschen, bei Stoffwechselerkrankungen oder über viele Monate bestehen bleibt, muss weiter untersucht werden.

Auch eine direkte Umrechnung dieses Tageswerts in einen garantierten jährlichen Gewichtsverlust wäre irreführend. Für die Gewichtsentwicklung zählt die längerfristige Bilanz aus verwertbarer Energie, Energieverbrauch und möglichen Veränderungen des Essverhaltens.

Das DAMM-Modell stimmte bei der geprüften Datengrundlage besser mit den Messungen überein als die herkömmliche Berechnung anhand durchschnittlicher Nährstofffaktoren. Seine klinische Anwendung bei gezielter Gewichtsabnahme oder Gewichtszunahme muss jedoch noch bestätigt werden.

Was die Ergebnisse für den Speiseplan bedeuten

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt Erwachsenen mindestens 30 Gramm Ballaststoffe täglich. Dafür kommen beispielsweise Vollkornprodukte, Hülsenfrüchte, Gemüse, Obst, Nüsse und Samen infrage.

Das Bundeszentrum für Ernährung rät zu verschiedenen Ballaststoffquellen, damit sich deren unterschiedliche Eigenschaften ergänzen. Ein Speiseplan mit Haferflocken, Vollkornbrot, Gemüse und regelmäßig Bohnen oder Linsen bietet dafür alltagstaugliche Möglichkeiten.

Wer bisher wenig Ballaststoffe isst, sollte die Menge schrittweise steigern und ausreichend trinken. Die DGE weist darauf hin, dass Magen und Darm Zeit für die Umstellung brauchen.

Eine abrupte Steigerung kann Blähungen und Völlegefühl begünstigen, weil beim bakteriellen Abbau auch Gase entstehen. Kleine Veränderungen über mehrere Mahlzeiten hinweg lassen sich häufig besser vertragen als eine plötzlich sehr große Menge.

Ein Beispiel aus dem Alltag

Ein Frühstück aus Weißbrot und süßem Aufstrich kann je nach Portionsgröße einen ähnlichen angegebenen Brennwert haben wie Haferflocken mit Naturjoghurt und Beeren. Dennoch unterscheiden sich die Mahlzeiten in ihrer Zusammensetzung, ihrer Struktur und dem Angebot an Ballaststoffen für Darmbakterien.

Die genaue Differenz der aufgenommenen Energie lässt sich daraus für die einzelne Person nicht beziffern. Wer Mahlzeiten auswählt, gewinnt deshalb zusätzliche Orientierung, wenn er neben den Kalorien auch auf Ballaststoffgehalt, Vielfalt und persönliche Sättigung achtet.

Drei Fragen und Antworten zum Thema

Sind Kalorienangaben auf Verpackungen unzuverlässig?

Sie liefern eine nützliche Orientierung auf Grundlage von Durchschnittswerten. Wie viel Energie ein Mensch tatsächlich verwertet, kann unter anderem durch die Lebensmittelstruktur, die Zubereitung und die Darmflora davon abweichen.

Warum liefern Ballaststoffe Kalorien, obwohl sie kaum verdaulich sind?

Darmbakterien können einen Teil der Ballaststoffe zu kurzkettigen Fettsäuren abbauen, die der Körper aufnimmt und als Energiequelle nutzt. Für Ballaststoffe wird deshalb durchschnittlich ein Brennwert von zwei Kilokalorien pro Gramm angesetzt.

Nimmt jeder Mensch mit mehr Ballaststoffen täglich 116 Kilokalorien weniger auf?

Nein, dieser Mittelwert stammt aus dem Vergleich zweier vollständiger Ernährungsformen bei 17 gesunden Erwachsenen. Er lässt sich weder auf jede Person übertragen noch als feste Kalorienersparnis für ein bestimmtes Lebensmittel verwenden.