DE60100935T2 - Verwendung eines getreideprodukts zur verbesserung der kognitiven funktionen und des psychischen wohlbefindes bei menschen, insbesondere bei kindern und jugendlichen - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Getreideprodukten mit einem Gehalt an langsam verdaulicher Stärke, bezogen auf den Gesamtgehalt an Stärke, von mehr als 12%, vorzugsweise mehr als 20%, und einem Gehalt an Lipiden zwischen 3 und 25 g einschließlich pro 100 g Trockensubstanz, um für nicht therapeutische Zwecke die kognitiven Leistungen zu verbessern.
- Das Lernen ist eine der wesentlichen Komponenten des menschlichen Verhaltens, da es die andauernden Veränderungen von diesem erlaubt und dadurch das Funktionieren des Individuums verbessert. Das Lernen beinhaltet zahlreiche Funktionen, wie etwa den Erwerb von Kenntnissen, die Einprägung, die Wiedergabe und die Verarbeitung der Informationen. Die Funktionsweisen des Lernens sind noch schlecht verstanden.
- Das Gehirn ist ein Organ, das in Verbindung mit allen anderen Organen des Individuums eine wesentliche Rolle im Lernprozess spielt. Die Forschungen der vergangenen Jahrzehnte haben gezeigt, dass die Energiezufuhr und der Mineralstoff- und Vitaminspiegel des Individuums einen Einfluss auf den Ausdruck und die Ausführung seiner Lernprozesse haben.
- Unsere heutigen Gesellschaften haben einige große Wesenszüge gemeinsam. Einer davon, wenn auch nicht in allen Gesellschaften der Welt anwendbar, ist das schulische Lernen. Dieses wird innerhalb verschiedener Zeitspannen im Laufe des Tages durchgeführt. Für die Kinder ist die vormittägliche Zeitspanne oft reich an verschiedenen und vielseitigen Lernprozessen. Im Laufe des Vormittages werden von den Kindern große Anstrengungen bezüglich Aufmerksamkeit, Konzentration, Einprägung, Wiedergabe des Wissens gefordert.
- Eine solche Forderung trifft auch auf Erwachsene zu, die ihrerseits bei der Arbeit oder in der Freizeit zahlreiche physische und intellektuelle Aktivitäten vollbringen.
- Das ist der Grund, weshalb es so sehr empfohlen wird, ein Frühstück zu sich zu nehmen, um nach der Nacht ohne Nahrungsaufnahme die Energiereserven zu erneuern und den Körper mit der für seine morgendlichen Aktivitäten nötigen Energie zu versorgen. Dies trifft besonders auf Kinder zu, bei denen die Energieerneuerung sehr wichtig ist.
- Um diese Energiereserven zu erneuern, wird im allgemeinen ein sogenanntes "ausgewogenes" Frühstück vorgeschlagen, das im allgemeinen aus vier Arten von Produkten zusammengesetzt ist:
- – einem Getreideprodukt (Brote, Zwiebäcke, Hefe- und Blätterteiggebäcke, Frühstücksflocken oder Kekse)
- – einem Milchprodukt
- – einer Frucht oder einem Fruchtsaft
- – und einem Getränk.
- Die Ausgewogenheit eines Frühstücks dieser Art wird dadurch erreicht, dass ein angemessener Anteil und eine ausreichende Menge an Fetten, Kohlenhydraten und Proteinen angeboten werden. Diese Art Zufuhr erlaubt es in der Tat, die Reserven zu erneuern, aber stellt nicht zwangsläufig eine Verbesserung der intellektuellen, insbesondere der kognitiven Funktionen sicher, wie es zuvor gesagt wurde. Nun haben die Nachforschungen der Antragstellerin gezeigt, dass bestimmte Formen von Nahrungsmitteln, insbesondere zum Frühstück eingenommen, es erlauben würden, die intellektuellen Funktionen insbesondere bei Kindern und Heranwachsenden zu verbessern.
- Die Zusammenfassungen von CN 1 135288 und CN 1 107655 erwähnen Kekse, die verschiedene Extrakte aus Pflanzen enthalten und die förderliche Auswirkungen auf die Gesundheit haben sollen, insbesondere indem sie die Abwehrkraft, die Funktionen des Gehirns und das Sehvermögen erhöhen.
- Ross et al. (Am. J. Clin. Nut., 1987) beschreiben den glykämischen und den Insulin-Index von verschiedenen Getreideprodukten; die niedrigsten Indizes werden im Fall von Keksen mit hohen Fettgehalten beobachtet.
- Korol et al. (Am. J. Clin. Nut., 1998) haben angegeben, dass der Blutglucosespiegel bestimmte kognitive Funktionen beeinflusst und insbesondere die Gedächtnisstörungen älterer Menschen verbessern kann.
- Dennoch sind andere Untersuchungen zu dem Ergebnis gekommen, dass die Glucose keine Rolle in diesen Prozessen spielt.
- Jenkins et al. (Am. J. Clin. Nut., 1981) haben gezeigt, dass die Erhöhung des Blutzuckerwertes stark von der Art der eingenommenen Kohlenhydratquelle abhängt.
- Englyst et al. (British Journal of Nutrition, 1996) haben das Niveau des Stärkeabbaus in vitro mittels einer Methode gemessen, die es erlaubt, die Stärke in drei Kategorien einzuteilen : die schnell verdauliche Stärke, die langsam verdauliche Stärke und die resistente Stärke.
- Unerwartet haben die Anmelder gezeigt, dass die Regulierung des glykämischen Index allein nicht ausreichen würde, um diese Leistungen zu verbessern. Die Anmelder haben jetzt nachgewiesen, dass bestimmte Getreideprodukte die kognitiven Leistungen dank der Wahl eines angemessenen Verhältnisses zwischen langsam verdaulicher Stärke und dem Gesamtgehalt an Stärke in dem Produkt deutlich verbessern. Diese Produkte weisen auch moderate Gehalte an Lipiden auf.
- Die Veränderung des Verhältnisses von langsam verdaulicher Stärke zum Gesamtgehalt an Stärke (die zugleich zu Schwankungen des Gehalts an langsam verfügbarer Glucose, bezogen auf den Gesamtgehalt an Kohlenhydraten, führt) erlaubt es außerdem, Getreideprodukte mit einem geringeren glykämischen Index von im übrigen gleicher Zusammensetzung und vor allem mit gleichem Fettgehalt zu erhalten. So hat ein Produkt mit einem Lipidgehalt von 17 g/100 g und einem Gehalt an langsam verfügbarer Glucose > 15% einen glykämischen Index von 45. Ein Produkt mit einem Lipidgehalt von 9 g/ 100 g und einem Gehalt an langsam verfügbarer Glucose > 15% hat einen glykämischen Index von 59. Dagegen hat ein Produkt mit einem Lipidgehalt von 12 g/100 g und einem Gehalt an langsam verfügbarer Glucose < 7% einen glykämischen Index von 70.
- Aus diesem Grund ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung von Getreideprodukten, insbesondere von Keksen oder Crackern, mit einem Gehalt an langsam verdaulicher Stärke, bezogen auf den Gesamtgehalt an Stärke, von mehr als etwa 12 Gew.-%, vorzugsweise mehr als etwa 20% und einem Lipidgehalt zwischen 3 und 25 g pro 100 g Trockensubstanz, um die kognitiven Leistungen, insbesondere das Gedächtnis, die Aufmerksamkeit, die Konzentration und/oder die Wachsamkeit beim Menschen, insbesondere beim Kind und Heranwachsenden, zu verbessern.
- Im Rahmen der Erfindung werden also, um die Aufmerksamkeit, die Konzentration, die Wachsamkeit und das Gedächtnis beim Menschen und insbesondere beim Kind und Heranwachsenden zu fördern, Getreideprodukte, insbesondere Kekse und Cracker, verwendet, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie einen Gehalt an langsam verdaulicher Stärke, bezogen auf den Gesamtgehalt an Stärke, von mehr als etwa 12% und vorzugsweise mehr als etwa 20% und einen Gehalt an Lipiden zwischen 3 und 25 g pro 100 g Trockensubstanz aufweisen.
- Der bevorzugte Stärkegehalt der erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte beträgt 30 bis 70 g pro 100 g Trockensubstanz, insbesondere 34 bis 60 g pro 100 g Trockensubstanz.
- Die erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte haben vorzugsweise einen Anteil an langsam verfügbarer Glucose, bezogen auf den Gesamtgehalt an Kohlenhydraten, von über etwa 10%, noch bevorzugter von über etwa 15%.
- Der bevorzugte Gehalt an Kohlenhydraten der erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte beträgt 60 bis 90 g pro 100 g Trockensubstanz.
- Der Zuckergehalt der erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte beträgt vorzugsweise 2 bis 40 g pro 100 g Trockensubstanz. Der Zucker kann ein Monosaccharid und/oder ein Disaccharid und insbesondere Glucose, Saccharose, Fructose und/oder Maltose sein.
- Die Feuchtigkeitsgehalte der erfindungsgemäßen Getreideprodukte können variieren, insbesondere in der Größenordnung von 7 bis 10 Gew.-%. Besonders für die Durchführung der Erfindung geeignete Produkte haben jedoch Feuchtigkeitsgehalte von unter 5%, insbesondere in der Größenordnung von 3 bis 4%.
- Die erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte weisen einen moderaten Gehalt an Lipiden auf. Es ist in der Tat gängigerweise bekannt, dass ein hoher Anteil an Lipiden die Geschwindigkeit der Kohlenhydratverdauung beeinflusst, indem er sie über eine Wirkung auf die Magenentleerung verlangsamt. Nun hat man aber feststellen können, dass moderate Anteile an Lipiden es dennoch erlaubten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung erwünschten Verbesserungen zu erzielen, was den Vorteil hat, übermäßige Lipidanteile zu vermeiden. Somit beträgt der Lipidgehalt der erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte 3 bis 25 g pro 100 g Trockensubstanz, vorzugsweise 10 bis 20 g pro 100 g Trockensubstanz und noch bevorzugter 14 bis 20 g pro 100 g Trockensubstanz.
- Insbesondere Getreideprodukte, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden und Lipidanteile von weniger als 15 g pro 100 g Trockensubstanz, insbesondere in der Größenordnung von 12 g pro 100 g, und einen ausgewogenen Gehalt an Stärke bezogen auf die Kohlenhydrate aufweisen, erlauben eine Verbesserung der unterschiedlichen Gesichtspunkte der kognitiven Leistungen.
- Überraschend ist der Gehalt an Proteinen der erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte gering, vorzugsweise 5 bis 11 g pro 100 g Trockensubstanz. Dies steht in der Tat im Gegensatz zu einer an Erwachsenen durchgeführten vergleichenden Studie, die die Auswirkungen proteinreicher Mahlzeiten im Vergleich zu kohlenhydratreichen Mahlzeiten betrifft und die Verwendung von Proteinen empfiehlt, um die Aufmerksamkeit zu verbessern (Spring et al., "effects of protein and carbohydrate meals on mood and pertormance : interactions with sex and ages", J. Psychiat. Res., 1982, Bd. 17, 2, 155–167).
- Obwohl die erfindungsgemäßen Getreideprodukte generell eine Verbesserung der kognitiven Leistungen erlauben, unabhängig davon, zu welchem Zeitpunkt sie eingenommen werden, werden die kognitiven Leistungen insbesondere dann verbessert, wenn die erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte beim Frühstück eingenommen werden.
- Außerdem erlaubt es die Einnahme von Getreideprodukten, die erfindungsgemäß Gehalte an langsam verdaulicher Stärke enthalten, die kognitiven Leistungen und insbesondere die Fähigkeiten des Lernens und der Einprägung selbst dann zu erhalten, wenn der Organismus Bedingungen ausgesetzt ist, unter denen die Energiereserven erschöpft sind.
- Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann im Rahmen eines nicht therapeutischen Verfahrens zur Förderung der Aufmerksamkeit, der Konzentration, der Wachsamkeit und/oder des Gedächtnisses beim Menschen und insbesondere beim Kind und Heranwachsenden vorteilhaft zur Anwendung kommen, das dadurch ausgezeichnet ist, dass es die Einnahme, bevorzugt zum Frühstück, von erfindungsgemäßen Getreideprodukten, insbesondere von Keksen oder von Crackern, beinhaltet.
- Der Ausdruck "Getreideprodukt" in der vorliegenden Erfindung steht für ein Erzeugnis, das vorwiegend aus Mehl, Fetten, Wasser und Süßungsmitteln bei gesüßten Produkte besteht.
- Man betrachtet im allgemeinen die Stärke als langsam verdaulich.
- Dennoch kann die Schnelligkeit und der Grad, mit welchen die Stärke verdaut und aufgenommen wird, je nach der Stärkequelle und der Lebensmitteltechnologie, die während der Lebensmittelherstellung auf sie angewandt wird, beachtlich schwanken.
- Der Gehalt an langsam verdaulicher Stärke der erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte kann also sowohl durch die Stärkequelle als auch durch die zu ihrer Herstellung angewandte Herstellungstechnologie bedingt sein. Der Gehalt an langsam verfügbarer Glucose spiegelt die Geschwindigkeit wider, mit der die vom Zucker und von der Stärke stammende Glucose für die Absorption im menschlichen Dünndarm verfügbar wird.
- Der Gehalt an langsam verdaulicher Stärke, bezogen auf den Gesamtgehalt an Stärke, und der Gehalt an langsam verfügbarer Glucose, bezogen auf den Gesamtgehalt an Kohlenhydraten, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbaren Getreideprodukte werden mittels der Englyst-Methode gemessen (Englyst HN., Veenstra J., Hudson GJ., 1996, Measurement of rapidly available glucose (RAG) in plant foods: a potential in vitro predictor of the glycaemic response, British Journal of Nutrifion, 75, 327-337 (siehe oben), und Englyst KN., Englyst HN., Hudson GJ., Cole TJ., Cummings JH., 1999, Rapidly available glucose in foods: a measurement that reflects the glycemic response, Am. J. Clin. Nutr., 69, 448-454). Diese Methode erlaubt es, die Nahrungsmittel nach der In-vitro-Bioverfügbarkeit ihrer Stärke und der Verdaulichkeit der Gesamtheit der verfügbaren Kohlenhydrate zu klassifizieren. Die Klassifizierungen einiger Nahrungsmittel sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt.
- Die erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte weisen zudem vorzugsweise einen besonders niedrigen glykämischen Index, insbesondere unter 60, vorzugsweise unter 50 und noch bevorzugter unter 45 auf.
- Die erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte werden vorzugsweise mittels dem Fachmann bekannter Formungstechnologien erhalten, wie etwa ausgewalzte und ausgestanzte Teige, ausgewalzte und ausgestanzte Blätterteige, oder Rotations- oder Drahtmesser-Teige.
- Verfahrensbeispiele zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte sind im Folgenden genannt:
- 1. Getreidetechnologisches Verfahren der süßen Teige
- Die Hauptrohstoffe sind Mehl, Süßungsmittel, Fette. Sie werden mit anderen Zutaten, der Art Wasser, Salz, Backpulver ... in einer Knetmaschine vermischt. Diese Stufe wird als Kneten bezeichnet. Die Beschaffenheit dieses Teiges bestimmt seinen Durchlauf der Herstellungslinie.
- Wenn dieser Teig nach einer veränderbaren Ruhezeit gebunden ist (von den Proteinen gewährleistete Verbindung) und einen Teigblock formt, wird er von Walzzylindern so bearbeitet, dass er ein Teigband von 1 bis 2 mm ergibt. Er wird dann von einem Dreh-Ausstanzzylinder zu der Form und Größe der gewünschten Kekse ausgestanzt. Man erhält somit ausgewalzte und ausgestanzte Teige.
- Wenn dieser Teig keinen Zusammenhalt hat und sandartig ist, wird er mit einer Rotationsmaschine in Formen zu den gewünschten Formen und Größen des Kekses geformt und aus den Formen genommen. Dies sind Rotations-Teige.
- Wenn dieser Teig keinen Zusammenhalt hat, klebrig ist, wird er in eine Drahtmessermaschine gespannt, die Teigstücke zuschneidet. Dies sind Drahtmesser-Teige.
- Diesen Teigen kann dann eine goldgelbe Farbe gegeben werden und sie werden dann in einem Backofen gebacken. Nach dem Herausnehmen aus dem Backrohr werden die Kekse abgekühlt, bevor sie verpackt werden.
- 2. Getreidetechnologisches Verfahren der neutralen oder salzigen Teige
- Die Hauptrohstoffe sind Mehl, Wasser, ein den Verfahren entsprechender aktiver Bestandteil (Enzym oder Hefe oder Backpulver).
- Diese Zutaten werden teilweise (gegärter Cracker) oder ganz vermischt. Sie werden, je nach dem Verfahren, für unterschiedliche Zeiten von 1 bis 24 Stunden, bei Raumtemperatur oder warmer Temperatur, zum Gären gebracht. Der Teig wird ausgewalzt und eventuell zu Blätterteig verarbeitet und dann mit einer Drehausstanzmaschine zur Größe des gewünschten Crackers ausgestanzt. Die Cracker werden dann gebacken und eventuell mit Fett besprüht und aromatisiert, dann abgekühlt und verpackt.
- Dies sind ausgewalzte und ausgestanzte Teige oder ausgewalzte und ausgestanzte Blätterteige.
- Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele veranschaulicht, welche Studien darlegen, während derer Komponenten kognitiver Leistungen an einem Tiermodell getestet wurden, das auf den Menschen verallgemeinert werden kann.
- In Beispiel 1 bezieht man sich auf die folgenden Figuren:
-
1 stellt die unterschiedlichen Verfahrensarten zur Herstellung von Getreideprodukten gemäß der Erfindung dar. -
2 stellt das Unterscheidungsvermögen zwischen dem aktiven und dem inaktiven Hebel 2 Stunden und 15 Minuten nach der Einnahme des Frühstücks und nach 20-minütigem Lernen (Tag 1 nach Eingewöhnung) als Funktion der Art des eingenommenen Frühstücks dar. -
3 stellt das Unterscheidungsvermögen zwischen dem aktiven und dem inaktiven Hebel 2 Stunden und 15 Minuten nach der Einnahme des Frühstücks und nach 20-minütigem Lernen (Tag 21 der Eingewöhnung) als Funktion der Art des eingenommenen Frühstücks dar. -
4 stellt die Anzahl der äußeren Felder, die während der 3 Testminuten und 2 Stunden und 15 Minuten nach der Einnahme des Frühstücks am Tag 1 der Eingewöhnung durchlaufen wurden, als Funktion der Art des eingenommenen Frühstücks dar. -
5 stellt die Anzahl der Aufrichtungen während der 3 Testminuten und 2 Stunden und 15 Minuten nach der Einnahme des Frühstücks am Tag 1 der Eingewöhnung als Funktion der Art des eingenommenen Frühstücks dar. -
6 stellt die Anzahl der Eintritte in das zentrale Feld während der 3 Testminuten und 2 Stunden und 15 Minuten nach der Einnahme des Frühstücks am Tag 1 der Eingewöhnung als Funktion der Art des eingenommenen Frühstücks dar. -
7 stellt die Dauer der Inaktivität während der 3 Testminuten und 2 Stunden und 15 Minuten nach der Einnahme des Frühstücks am Tag 1 der Eingewöhnung als Funktion der Art des eingenommenen Frühstücks dar. -
8 stellt die Anzahl der äußeren Felder, die während der 3 Testminuten und 2 Stunden und 15 Minuten nach der Einnahme des Frühstücks am Tag 21 der Eingewöhnung durchlaufen wurden, als Funktion der Art des eingenommenen Frühstücks dar. -
9 stellt die Anzahl der Aufrichtungen während der 3 Testminuten und 2 Stunden und 15 Minuten nach der Einnahme des Frühstücks am Tag 21 der Eingewöhnung als Funktion der Art des eingenommenen Frühstücks dar. -
10 stellt die Anzahl der Eintritte in das zentrale Feld während der 3 Testminuten und 2 Stunden und 15 Minuten nach der Einnahme des Frühstücks am Tag 21 der Eingewöhnung als Funktion der Art des eingenommenen Frühstücks dar. -
11 stellt die Dauer der Inaktivität während der 3 Testminuten und 2 Stunden und 15 Minuten nach der Einnahme des Frühstücks am Tag 21 der Eingewöhnung als Funktion der Art des eingenommenen Frühstücks dar. - Beispiel 1 : Studie über die Auswirkungen erfindungsgemäßer Getreideprodukte auf die kognitiven Leistungen
- Um die Auswirkungen der erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukte auf die kognitiven Leistungen zu untersuchen, wurde das Lernen in den Stunden nach der Einnahme eines Frühstücks evaluiert, das entweder aus Keksen gemäß der vorliegenden Erfindung oder aus gebrauchsfertigen Zerealien aus dem Handel besteht.
- Die Nährstoffzusammensetzung der beiden Produkte ist relativ vergleichbar, wie die Tabelle 2 bestätigt. Die Gehalte an Mg und Vit. C, eventuell an der Muskelspannung des Tieres beteiligte Nahrungsbestandteile, sind ebenfalls vergleichbar.
- Diese beiden Getreidenahrungsmittel werden aus ähnlichen Zutaten (Mehl, Zucker, Fett...) in ähnlichen Verhältnissen hergestellt.
- Die Bioverfügbarkeit der Stärke beider Nahrungsmittel wurde mit Hilfe der Englyst-Methode gemessen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der folgenden Tabelle 3 dargestellt.
- Zwei Gruppen von 24 Ratten wurden an die Einnahme eines Frühstücks gewöhnt, das 25% ihrer Energiebedürfnisse ausmachte und aus einem der beiden Produkte bestand, gefolgt von einem 2 Stunden 30 Minuten dauernden Futterentzug. Diesem Futterentzug folgt ein freier Zugriff auf die Nahrung, der es den Tieren erlaubt, sich für den Rest des Tages zu ernähren. Dies hat es erlaubt, die vom Menschen praktizierten Essgewohnheiten zu reproduzieren. Nach einer etwa zehntägigen Eingewöhnung wurden die Ratten zu einem Zeitpunkt, der 2 Stunden 15 Minuten nach ihrem Frühstück entsprach, Lerntests und Messungen ihrer lokomotorischen Aktivität unterzogen. Diese kritische Zeitspanne wird oft damit beschrieben, dass sie Momenten von Aufmerksamkeitsschwächen und des "Ausgelaugtseins" entspricht.
- Der Lerntest besteht darin, die Tiere in einen beleuchteten Raum mit zwei Hebeln (der eine, aktiv, schaltet das Licht aus; der andere, inaktiv, ist wirkungslos) zu bringen. Nach Betätigung des aktiven Hebels schaltet sich das Licht für 30 Sekunden aus und geht dann wieder an. Die Ratte, die es spontan bevorzugt, im Dunkeln zu bleiben, lernt somit progressiv, indem sie häufiger den aktiven als den inaktiven Hebel betätigt. Zur Messung der lokomotorischen Aktivität wird das Tier 3 Minuten in einen eingerichteten Raum gebracht, der am Boden eine Unterteilung in 9 Felder enthält, die es erlaubt, die lokomotorischen Aktivitäten auf mehrere Kriterien gestützt zu messen:
- – Anzahl der durchlaufenen äußeren Felder
- – Anzahl der Aufrichtungen
- – Anzahl der Eintritte in das zentrale Feld
- – Dauer der Immobilität (Variable, die von den drei vorigen abgezogen wird)
- Das Lernen und die lokomotorische Aktivität konnten somit in der Zeit nach der Einnahme eines Frühstücks gemessen werden, das aus zwei Arten von kohlenhydrathaltigen Nahrungsmitteln bestand: Frühstückszerealien und Keksen. Das Ziel ist es, nachzuweisen, dass der Keks, ein wenig bekanntes kohlenhydrathaltiges Nahrungsmittel, zu den gleichen Ergebnissen führt wie die Frühstückszerealien, ein gut bekanntes kohlenhydrathaltiges Nahrungsmittel. Dieser Vergleich wurde akut (am Tag 1 nach der Eingewöhnung) und nach dreiwöchiger "Frühstücks"-Diät mit einem der beiden Produkte (am Tag 21 nach der Eingewöhnung) durchgeführt.
- Die Ergebnisse waren sehr überraschend, da die Ratten, die Kekse verzehrt haben, deutlich bessere Lernergebnisse vorweisen als die der Ratten, die gebrauchsfertige Zerealien verzehrt haben. Die
-
1 und2 stellen die sehr deutlichen Unterschiede dar, die zwischen den beiden Bedingungen, sowohl am Tag 1 als nach 3 Wochen Diät (T21), beobachtet wurden. Der Verzehr von Keksen hat ein deutlich besseres Lernen zur Folge als der Verzehr von Zerealien. - Zugleich waren auch die Ergebnisse, die für die lokomotorische Aktivität erhalten wurden, überraschend, da zwischen den beiden Produkten ein sehr signifikanter Unterschied besteht (
3 bis10 ). - Die Ratten, die ein Frühstück auf der Basis von Keksen eingenommen haben, sind ruhiger, während die Ratten, die ein Frühstück auf der Basis von gebrauchsfertigen Zerealien eingenommen haben, aktiver sind und Anzeichen der Angst zeigen (mehrere Eintritte in das zentrale Feld, was Ausdruck von größerer Angst ist, da das Verhalten, einen Raum schräg zu durchlaufen, anstelle der Wand entlang zu laufen bei der Ratte anormal ist).
- Es ist offensichtlich, dass nur die Bioverfügbarkeit der Stärke diese unterschiedlichen Ergebnisse erklären kann.
- Die Kekse haben wesentlich mehr langsam verdauliche Stärke und langsam verfügbare Glucose als die Frühstückszerealien, was ihre positive Auswirkung auf das mentale Funktionieren und Wohlbefinden erklärt, was sich durch die Verbesserung des Lernens ausdrückt. Zugleich würden die Frühstückszerealien, die schnell verdaut werden, schnell zu einem störenden Hungergefühl führen, das die Aktivität und die Angst der Tiere erhöht (in Übereinstimmung mit der Nahrungssuche) und ihre Aufmerksamkeit senken, was weniger gute Lernerfolge zur Folge hat. Die Schwierigkeiten der Deckung des Substratbedarfs des Gehirns nach der Einnahme der schnell verdauten Zerealien könnten mit an dem beobachteten schlechteren Lernen beteiligt sein.
- Die in diesem Beispiel verwendeten Kekse weisen unter anderem einen glykämischen Index von 48+/– 6 auf.
- Beispiel 2 : Vergleich der Wirkung zweier Getreideprodukte auf das Erfassen einer Lernaufgabe
- Die Kurzzeitwirkungen der Einnahme zweier Getreideprodukte mit gleichem glykämischem Index und unterschiedlichen Gehalten an langsam verdaulicher Stärke werden in einem Konditionierungsversuch der Vermeidung eines aversiven Lichtreizes (TESLA = franz. "Test d'Evitement d'un Stimulus Lumineux Aversif") an der erwachsenen männlichen Wistar-Ratte getestet.
- Die Produkte sind einerseits Kekse gemäß der vorliegenden Erfindung mit geringem Fettgehalt und einem glykämischem Index von 83,6 und andererseits gebrauchsfertige Zerealien aus dem Handel mit einem glykämischem Index von 81,6, deren Zusammensetzungen in der Tabelle 4 dargestellt sind.
- 24 männliche Wistar-Ratten mit einem Gewicht zwischen 250 und 340 g werden verwendet. Die Tiere werden durch Auslosung in zwei Gruppen von 12 Ratten verteilt. Die Ratten beider Gruppen werden gekennzeichnet und jeweils zu vieren auf Käfige verteilt. Die Tiere werden bei einer Temperatur von 22 bis 24°C in einer klimatisierten Tierhaltung gehalten und einem 12stündigen Licht-Dunkel-Zyklus (Licht von 23 bis 11 Uhr) ausgesetzt.
- Die beiden Rattengruppen verzehren ein aus Keksen gemäß der vorliegenden Erfindung beziehungsweise aus Zerealien bestehendes Frühstück.
- Die verwendeten Produkte sind hinsichtlich der Kohlenhydratzufuhr ausgewogen.
- Die Ratten beider Gruppen werden vier Tage lang an die Produkte gewöhnt (T-3 bis T0). Hierfür werden kleine Mengen der zu testenden Produkte in die Tröge gegeben, um jede der Rattengruppen an eines der beiden zu testenden Produkte zu gewöhnen.
- Während einer Dauer von 11 Tagen (T1 bis T11) werden die Produkte den Ratten jeden zweiten Tag während des Frühstücks angeboten (T1, T3, T5, T7, T9 und T11), im Wechsel mit der gleichen Kalorienration auf der Basis von Kroketten (T2, T4, T6, T8 und T10). Diese Zeit erlaubt es, die Ratten an einen Ernährungsrhythmus zu gewöhnen, der die vorübergehende Zeitspanne ohne Nahrungsaufnahme zwischen dem Frühstück und dem Mittagessen beim Menschen nachahmt, das heißt, dass die Tiere nach Beendigung des Frühstücks einem postprandialem 150minütigem Futterentzug ausgesetzt werden. Das Frühstück, das zum Zeitpunkt t0 beginnt, ist von maximal 30 Minuten Dauer (t30) und macht 20% der täglichen Energiezufuhr der Tiere aus (in Kcal ausgedrückt).
- Zwischen dem Tag 1 und dem Tag 10 werden die Tiere nach Beendigung des Frühstücks einem 150minütigem Futterentzug ausgesetzt (t180), nach dessen Ablauf das Zusatzfutter für den Rest des Tages in Form von Kroketten angeboten wird (Frühstücks-Rhythmus). An T11 werden die Ratten im Anschluss an den Futterentzug (t180) dem Lerntest von einer Dauer von 20 Minuten unterzogen.
- Versuchsanordnung
- Die Versuchsanordnung besteht aus einem isolierten Käfig (50 × 40 × 37 cm), der stark beleuchtet ist und zwei Hebel enthält : der eine, aktiv, erlaubt es, wenn er betätigt wird, 30 Sekunden Dunkelheit mit anschließender Rückkehr des Lichts zu erreichen, während der andere Hebel inaktiv ist (führt zu keiner Dunkelheit). Die Betätigungen des aktiven Hebels während der Dunkelphase sorgen für keine weiteren Dunkelphasen. Die Ratte wird 20 Minuten in den Käfig gebracht, und die Anzahl der Betätigungen jedes Hebels wird im Lauf des Versuchs gezählt.
- Die aus 4 Konditionierungsvorrichtungen bestehende Testbatterie ist vollständig automatisiert und computergesteuert. Somit ist während des Tests kein Experimentator im Zimmer anwesend.
- Dieser Test wird am Tag 11, 180 Minuten nach dem Beginn des Frühstücks, durchgeführt, um die Wirkung der Produkte auf das Erfassen einer Lernaufgabe in der TESLA-Anlage während 20 Minuten zu evaluieren.
- Registrierte Variablen:
-
- – Anzahl der Betätigungen des aktiven (AH) und inaktiven (IH) Hebels
- – Effizienzrate der Betätigungen [(AH/AH + IH) × 100]
- Der Mann-Withney-Test wurde angewandt, um die Leistungen der Ratten der Gruppen der der vorliegenden Erfindung gemäßen Kekse und der Zerealien zu vergleichen. Der Wilcoxon-Test hat dazu gedient, die Unterscheidungsfähigkeit durch Vergleich der aktiven Betätigungen mit den inaktiven Betätigungen jeder der beiden Rattengruppen zu evaluieren.
- Die Daten sind als Medianwerte und Quartilabstände dargestellt. Die Risikoschwelle ist auf 5% festgelegt. Die statistischen Bearbeitungen erfolgten mit Hilfe der Software Statview 4.1 (Abacus Concept).
- Ergebnisse
- 1) Wirkung der Produkte auf die Gesamtzahl der Betätigungen beider Hebel:
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 5 zusammengefasst.
- Die Mann-Whitney-Tests zeigen keine wesentlichen Unterschiede zwischen den Ratten der Gruppen Keks und Zerealien.
- 2) Wirkungen der Produkte auf die Unterscheidungsfähigkeit zwischen den zwei aktiven und inaktiven Hebeln:
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 6 zusammengefasst.
- Überraschend stellt man fest, dass die Ratten der Keks-Gruppe nach 15 und 20 Testminuten deutlich zwischen dem aktiven und dem inaktiven Hebel unterscheiden.
- Die Ratten der Zerealien-Gruppe unterscheiden hingegen während der gesamten Testdauer nicht zwischen den beiden Hebeln.
- 3) Wirkung der Produkte auf die Effizienzrate der Betätigungen des aktiven Hebels:
- Die Ergebnisse sind in der Tabelle 7 zusammengefasst.
- Die Effizienzraten der Betätigungen der Ratten aus den Gruppen der Kekse und der Zerealien unterscheiden sich zwischen 0 und 10 Testminuten nicht signifikant voneinander.
- Hingegen stellt man überraschend fest, dass die Ratten der Keks-Gruppe dazu neigen, sich über den gesamten Test hinweg effizienter zu zeigen als die der Zerealien-Gruppe.
- Schlussfolgerung
- In der Konditionierungssituation der Vermeidung eines aversiven Lichtreizes ist die Gesamtzahl der Betätigungen des aktiven und des inaktiven Hebels zwischen den Ratten der Gruppen der Kekse und der Zerealien nicht signifikant unterschiedlich.
- Dennoch unterscheiden die Ratten der Keks-Gruppe nach 15 und 20 Testminuten signifikant zwischen dem aktiven und dem inaktiven Hebel, während die der Zerealien-Gruppe diesbezüglich während des gesamten Tests Schwächen aufweisen.
- Die zwischen den Ratten der Gruppen der Kekse und der Zerealien beobachteten Unterschiede sind der Qualität der in ihren jeweiligen Frühstücken enthaltenen Kohlenhydrate zuzuschreiben. Diese beiden Frühstücke haben einen gleichen glykämischen Index und einen geringen Fettgehalt, aber unterschiedliche Gehalte an langsam verdaulicher Stärke. Die Vorteile, die aufgrund der Einnahme eines Frühstücks bestehend aus Keksen gemäß der vorliegenden Erfindung beobachtet werden, nämlich die guten Lernleistungen, könnten das Ergebnis von einem besseren biologischen und psychischen Gleichgewicht sein.
- Beispiel 3 : Vergleich der Wirkung zweier Getreideprodukte auf das Erfassen einer Lernaufgabe infolge eines Tests physischer Erschöpfung
- Es werden vierundzwanzig männliche Wistar-Ratten mit einem Gewicht von 360 bis 450 g verwendet. Die Ratten werden gekennzeichnet und in Gruppen zu vieren auf Käfige verteilt. Die Tiere werden bei einer Temperatur von 22 bis 24°C in einer klimatisierten Tierhaltung gehalten und einem 12stündigen Licht-Dunkel-Zyklus ausgesetzt.
- Die getesteten Produkte sind Kekse gemäß der vorliegenden Erfindung und gebrauchsfertige Zerealien aus dem Handel.
- Die Nährstoffzusammensetzung der beiden Produkte ist relativ vergleichbar, wie die nachfolgende Tabelle 8 bestätigt.
- Die Gehalte an Mg und Vit. C, eventuell an der Muskelspannung des Tieres beteiligte Nahrungsbestandteile, sind ebenfalls vergleichbar.
- Diese beiden Getreideprodukte werden aus ähnlichen Inhaltsstoffen (Mehl, Zucker, Fett...) zu ähnlichen Anteilen hergestellt.
- Die Bioverfügbarkeit der Stärke der beiden Nahrungsmittel wurde mit Hilfe der Englyst-Methode gemessen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der Tabelle 3 des Beispiels 1 dargestellt.
- Nach einer einwöchigen Gewöhnung an die Laborbedingungen werden die Käfige der Ratten zufällig in 2 Gruppen aufgeteilt: Keks und Zerealien (n = 24 Ratten pro Gruppe), d. h. sechs Käfige pro Gruppe.
- Während der vier Tage nach der Eingewöhnungsphase werden kleine Mengen der zu testenden Produkte in die jeweiligen Tröge gegeben, um die Ratten beider Gruppen an die neue Nahrung zu gewöhnen.
- Die beiden Produkte werden den Ratten an jedem zweiten Tag zum Frühstück über eine Dauer von 10 Tagen und im Wechsel mit der gleichen Kalorienration auf der Basis von Kroketten angeboten. Die Rationen werden vorbereitet und so an die Tiere verteilt, damit sie bei den Ratten der Gruppen der Kekse und der Zerealien die gleichen Mengen an Kalorien und Kohlenhydraten enthalten. Das Frühstück, das von 30 Minuten Dauer ist, stellt 20% der täglich aufgenommenen Nahrungsmenge dar (eine Ratte verzehrt täglich durchschnittlich 21 Kcal/100 g Körpergewicht). Nach dem Frühstück werden die Ratten einem 150minütigen Futterentzug ausgesetzt, nach dessen Ablauf die zusätzliche Nahrung in Form von Kroketten angeboten wird (Frühstücks-Rhythmus).
- Physische Erschöpfung der Ratten infolge erzwungenen Schwimmens:
- Am Testtag (T10), 40 Minuten vor Ende des Futterentzugs, erfahren 12 Ratten aus jeder der beiden Gruppen eine physische Erschöpfung infolge erzwungenen Schwimmens. Die Ratten aus jedem der Käfige werden in vier Becken (Durchmesser 30 cm, Höhe: 36 cm) gesetzt, die bis zu einer Höhe von 22 cm mit Wasser gefüllt sind. Nach zehn Minuten erzwungenen Schwimmens werden die Ratten aus dem Becken genommen, behutsam getrocknet und in ihren Käfig zurückgegeben, bevor sie 30 Minuten später in dem Konditionierungsversuch der Vermeidung eines aversiven Lichtreizes getestet werden.
- Konditionierungsversuch der Vermeidung eines aversiven Lichtreizes
- Die Versuchsanordnung ist identisch mit der in den Beispielen 1 und 2 verwendeten.
- Dieser Test wird am Tag 10 180 Minuten nach Beginn des Frühstücks durchgeführt, um die Auswirkung der Produkte und der Erschöpfung auf das Erfassen einer Lernaufgabe in dem Konditionierungsversuch der Vermeidung eines aversiven Lichtreizes während 20 Minuten zu evaluieren.
- Registrierte Variablen: Anzahl der Betätigungen des aktiven und inaktiven Hebels.
- Statistische Analyse: Die einfaktorielle Varianzanalyse wird verwendet, um eine eventuelle Heterogenität in der Hebelbetätigungsaktivität der Ratten der verschiedenen Gruppen nachzuweisen. Gegebenenfalls folgt ihr ein ungepaarter t-Test, um die Rattengruppen paarweise zu vergleichen. Der gepaarte t-Test wird verwendet, um die Betätigungen des aktiven Hebels und die Betätigungen des inaktiven Hebels der Ratten jeder Gruppe zu vergleichen (Untersuchung der Unterscheidungsfähigkeit). Die statistischen Bearbeitungen erfolgen mit Hilfe der Software Statview 4.1 (Abacus Concept).
- Ergebnis
- 1) Auswirkung der Produkte auf die Gesamtzahl der Betätigungen der beiden Hebel:
- Die Ergebnisse sind in der Tabelle 9 zusammengefasst.
- Die ANOVA zeigt mit oder ohne physische Erschöpfung keine Heterogenität bei der Gesamtzahl der Betätigungen der Ratten der unterschiedlichen Gruppen Keks und Zerealien.
- 2) Auswirkung der Produkte auf die Unterscheidungsfähigkeit zwischen dem aktiven und dem inaktiven Hebel:
- Um die Funktion eines jeden der Hebel einzuordnen, müssen die Ratten den aktiven und den inaktiven Hebel betätigt haben. Um die Unterscheidungsfähigkeit zwischen dem aktiven und dem inaktiven Hebel richtig zu bewerten, werden die Ratten, die weder den einen noch den anderen Hebel betätigt haben, von der Studie ausgeschlossen.
- a) Unterscheidungsfähigkeit zwischen den Hebeln während der ersten 10 Minuten des Tests:
- Die Ergebnisse sind in den Tabellen 10 und 11 zusammengefasst.
- Während der ersten 10 Minuten des Lernvorgangs unterscheiden nur die Ratten der Gruppe Keks, die keine physische Erschöpfung erfahren haben, signifikant zwischen den beiden Hebeln.
- a) Unterscheidungsfähigkeit zwischen den Hebeln während 20 Testminuten:
- Die Ergebnisse sind in den Tabellen 12 und 13 zusammengefasst.
- Überraschend stellt man fest, dass während der 20 Minuten des Lernvorgangs die Ratten aus der Keks-Gruppe mit oder ohne physische Erschöpfung deutlich zwischen den beiden Hebeln unterscheiden. Dies ist bei den Ratten aus der Zerealien-Gruppe nicht der Fall.
- Folgerung:
- Die Gesamtaktivität der Betätigungen in dem Konditionierungsversuch der Vermeidung eines aversiven Lichtreizes ist statistisch äquivalent zwischen den Ratten der Gruppen Keks und Zerealien, unabhängig davon, ob sie die Prüfung physischer Erschöpfung in Form erzwungenen Schwimmens bestehen mussten oder nicht.
- Die Ratten der Keks-Gruppe, die keine physische Erschöpfung erfahren haben, zeigen am Ende der ersten 10 Testminuten gute Lernfähigkeiten. Diejenigen der Keks-Gruppe, die die Prüfung physischer Erschöpfung bestanden haben, und die der beiden Zerealien-Gruppen, die unter den gleichen Bedingungen getestet wurden, zeigen keine Unterscheidungsfähigkeit zwischen den beiden Hebeln.
- Nach 20 Testminuten weisen die Ratten der Keks-Gruppen im Konditionierungsversuch der Vermeidung eines aversiven Lichtreizes selbst nach einer Prüfung physischer Erschöpfung gute Leistungen auf, wogegen die der Zerealien-Gruppen (mit oder ohne physische Erschöpfung) ein Lerndefizit aufweisen.
- Der Rückstand der Ratten der Keks-Gruppe, die physische Erschöpfung erfahren haben, beim Erwerb der Unterscheidungsfähigkeit zwischen den Hebeln steht wohl mit der Intensität der Prüfung des erzwungenen Schwimmens in Zusammenhang, die einen Teil der ihnen verfügbaren Energie aufgebraucht haben dürfte.
- Die zwischen den Ratten der Gruppen Keks und Zerealien beobachteten Unterschiede können nur der Qualität der in ihren jeweiligen Frühstücken enthaltenen Kohlenhydrate zugeschrieben werden. In der Tat verfügen die Ratten der Keks-Gruppe, die zum Frühstück mehr langsam verdauliche Stärke und langsam verfügbare Glucose zu sich genommen haben, über zufriedenstellende Energiereserven, um den auferlegten Futterentzug und die Prüfung physischer Erschöpfung zu überstehen und somit im Konditionierungsversuch der Vermeidung eines aversiven Lichtreizes gute Lernleistungen zu erbringen.
- Beispiele von erfindungsgemäß verwendbaren Getreideprodukten
- Die folgenden Beispiele von Keksen werden in der nachfolgenden Tabelle zur Information angeführt.
- Die folgenden Zusammensetzungen erfindungsgemäß verwendbarer süßer Kekse werden zur Information angeführt.
- Die folgenden Zusammensetzungen erfindungsgemäß verwendbarer Cracker werden zur Information angeführt und stellen keine Beschränkung dar.
- Diese Cracker-Teige werden dann gebacken und mit Fett und Aromastoffen (0 bis 20%) besprüht.
- LEGENDE DER FIGUREN
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1 : -
- MATTERES PREMIERES
- ROHSTOFFE
- PETRISSAGE
- KNETEN
- CONSISTANCE DE PATE
- BESCHAFFENHEIT DES TEIGES
- Pâte cohésive par réseau de protéines, «ruban de pâte»
- durch Proteinnetz kohäsiver Teig, "Teigband"
- Pâte non cohésive, Réseau constitué par matière grasse et sucre, «Sable»
- nicht kohäsiver Teig, ausFett und Zucker gebildetes Netz, "Sand"
- FACONNAGE
- BEARBEITUNG
- MOULAGE/DEMOULAGE
- FORMEN/HERAUSNEHMEN AUS DER FORM
- LAMINAGE réduction de I'épaisseur par une série de cylindres de laminage
- WALZEN Verringerung der Dicke durch eine Reihe von Walzzylindern
- ROTATIVE
- ROTATION
- COUPE FIL
- DRAHTMESSER
- DECOUPE
- AUSSTANZEN
- DORAGE
- VERLEIHEN EINER GOLDGELBEN FARBE
- CUISSON
- BACKEN
- REFROIDISSEMENT
- ERKALTEN
-
2 : -
- biscuit
- Keks
- céréales
- Zerealien
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3 : -
- biscuit
- Keks
- céréales
- Zerealien
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4 : -
- biscuit
- Keks
- céréales
- Zerealien
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5 : -
- biscuit
- Keks
- céréales
- Zerealien
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6 : -
- biscuit
- Keks
- céréales
- Zerealien
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7 : -
- biscuit
- Keks
- céréales
- Zerealien
- secondes
- Sekunden
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8 : -
- biscuit
- Keks
- céréales
- Zerealien
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- biscuit
- Keks
- céréales
- Zerealien
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- biscuit
- Keks
- céréales
- Zerealien
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- biscuit
- Keks
- céréales
- Zerealien
- secondes
- Sekunden
Claims (11)
- Verwendung eines Getreideprodukts mit: – einem Gehalt an langsam verdaulicher Stärke, bezogen auf den Gesamtgehalt an Stärke, von mehr als etwa 12 Gew.-%, vorzugsweise mehr als etwa 20 Gew.-%, und – einem Gehalt an Lipiden zwischen 3 und 25 g einschließlich pro 100 g Trockensubstanz, um für nicht therapeutische Zwecke das Gedächtnis, die Aufmerksamkeit, die Konzentration und die Wachsamkeit beim Menschen, insbesondere beim Kind und Heranwachsenden, zu verbessern.
- Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an langsam verfügbarer Glucose, bezogen auf den Gesamtgehalt an Kohlehydraten, des Getreideprodukts über etwa 10%, vorzugsweise über etwa 15 liegt.
- Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des Getreideprodukts an Zucker 2 bis 40 g pro 100 g Trockensubstanz beträgt.
- Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zucker ein Monosaccharid und/oder Disaccharid, vorzugsweise Glucose, Saccharose, Fructose und/oder Maltose ist.
- Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des Getreideprodukts an Lipiden 10 bis 20 g pro 100 g Trockensubstanz beträgt.
- Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des Getreideprodukts an Lipiden 14 bis 20 g pro 100 g Trockensubstanz beträgt.
- Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des Getreideprodukts an Stärke 30 bis 70 g pro 100 g Trockensubstanz, vorzugsweise 34 bis 60 g pro 100 g, beträgt.
- Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des Getreideprodukts an Proteinen 5 bis 11 g pro 100 g Trockensubstanz beträgt.
- Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des Getreideprodukts an Kohlehydraten 60 bis 90 g pro 100 g Trockensubstanz beträgt.
- Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getreideprodukt beim Frühstück eingenommen wird.
- Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getreideprodukt von der Art eines Kekses oder Crackers ist.
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