Seit den frühen 1950er Jahren wurden von verschiedenen Ländern und Organisationen verschiedene Definitionen von Nahrungsfasern vorgeschlagen (Tabelle 1). 1953 definierte Hipsley Ballaststoffe als einen Begriff für unverdauliche Bestandteile der pflanzlichen Zellwand, der das „unverfügbare Kohlenhydrat“ umfasst, das schon viel früher von McCance und Lawrence (1929) beschrieben worden war. Diese Definition wurde von Trowell (1972) auf der Grundlage folgender Punkte erweitert: (1) einer Reihe von Hypothesen, die Ballaststoffe mit der Gesundheit in Verbindung bringen („Ballaststoffhypothese“), einschließlich der Vorbeugung von Divertikelkrankheiten und Dickdarmkrebs (Burkitt et al., 1972; Trowell, 1972); (2) der Besorgnis über die nachteiligen Auswirkungen des Verzehrs von Nahrungsmitteln mit einem hohen Anteil an raffinierten Kohlenhydraten, die als „Saccharin-Krankheit“ bezeichnet werden (Cleave und Campbell, 1966); und (3) der Notwendigkeit, den Begriff „Rohfaser“ zu ersetzen (Trowell, 1972). Aufgrund der oben genannten Bedenken wurden Ballaststoffe definiert als „die Skelettreste von Pflanzenzellen, die gegen die Verdauung (Hydrolyse) durch menschliche Enzyme resistent sind“ (Trowell, 1972).

Im Jahr 1976 erkannten Trowell und Kollegen die Unzulänglichkeit der Definition von 1972, da zum Zeitpunkt der ersten Definition nicht bekannt war, dass andere Bestandteile der Pflanzenzelle als die Zellwand, einschließlich Schleimstoffe, Speicherpolysaccharide und Algenpolysaccharide, nicht von den Verdauungsenzymen hydrolysiert werden. Daher wurde der Begriff Ballaststoffe neu definiert (Trowell et al., 1976) (Tabelle 1). Diese Definition ist gleichbedeutend mit dem Begriff „nicht verfügbare Kohlenhydrate“, einem Bestandteil der Nahrung, der von Southgate (1969) gemessen wurde. Die Veröffentlichung der Definition von 1976 war das Ergebnis des Interesses an den möglichen gesundheitlichen Vorteilen nicht verdaulicher Speicherpolysaccharide, insbesondere des Guarkernmehls der Buschbohne. Es wurde gezeigt, dass dieses Gummi die Serumcholesterinkonzentration senkt (Jenkins et al., 1975) und die postprandiale Glykämie abflacht (Gassull et al., 1976).

Die Trowell-Definition von 1976 war die Grundlage für die Definition des Expert Advisory Committee on Dietary Fibre von Health and Welfare Canada (Health and Welfare Canada, 1985) (Tabelle 1). Die Definition von Health and Welfare Canada diente ursprünglich dazu, Ballaststoffe im Hinblick auf künftige gesundheitsbezogene Angaben für Ballaststoffe zu definieren. Der Ausschuss suchte nach einer Definition, die weit genug gefasst war, um die Bandbreite der Ballaststoffwerte, die mit einer Reihe von Analysetechniken ermittelt wurden, zu berücksichtigen. Der Begriff „endogen“ wurde in die Definition aufgenommen, um zu betonen, dass unverdauliche Materialien, die bei der Verarbeitung entstehen, wie Maillard-Reaktionsprodukte oder verkohlter Kohlenstoff, nicht als Ballaststoffe gelten. Darüber hinaus sollten wasserlösliche Bestandteile in Lebensmitteln, einschließlich Gummis, Schleimstoffe und Pektinstoffe, sowie nicht-nutritive faserassoziierte Stoffe wie Phytate zu den Ballaststoffen gezählt werden.

Im Jahr 1984 definierten die neuseeländischen Lebensmittelbestimmungen Ballaststoffe als „essbares pflanzliches Material, das nicht durch die endogenen Enzyme des menschlichen Verdauungstrakts hydrolysiert wird“; sie sollten mit der ersten Analysemethode (Prosky et al., 1985), die von der AOAC akzeptiert wurde (AOAC-Methode 985.29).

Im Jahr 1987 übernahm die U.S. Food and Drug Administration (FDA) die AOAC-Methode 985.29 für regulatorische Zwecke, um Ballaststoffe als eine Mischung aus Nicht-Stärke-Polysacchariden, Lignin und etwas resistenter Stärke zu identifizieren (USFDA, 1987) (Tabelle 1). Verwandte Methoden, die die gleichen Komponenten wie die AOAC-Methode 985.29 isolierten, wurden unabhängig voneinander entwickelt (AOAC-Methoden 991.42, 991.43, 992.16, 993.19, 993.21 und 994.13; siehe Tabelle 2) und in den folgenden Jahren von der AOAC anerkannt. Diese Methoden werden auch von der FDA anerkannt. Die Trowell-Definition von 1976 war die Grundlage für die Anerkennung der AOAC-Methoden zur Isolierung von Ballaststoffen durch die FDA. Diese Methoden schließen alle Oligosaccharide (3 bis 9 Polymerisationsgrade) von der Definition aus und schließen alle Polysaccharide, Lignin und einen Teil der resistenten Stärke ein, die gegen die in den AOAC-Methoden verwendeten Enzyme (Protease, Amylase und Amyloglucosidase) resistent ist. Die FDA verfügte und verfügt jedoch nicht über eine schriftliche Definition von Ballaststoffen für die Zwecke der Lebensmittelkennzeichnung und der gesundheitsbezogenen Angaben.

Gleich wie in den Vereinigten Staaten gibt es in Japan keine offizielle Definition von Ballaststoffen. Eine Standardmethode zur Messung von Ballaststoffen in Japan basiert auf der AOAC-Methode 985.29 sowie einer chromatographischen Methode, die Maltodextrine mit niedrigem Molekulargewicht isoliert (Gordon und Ohkuma, im Druck) (Tabelle 1). Ballaststoffe können in Japan auch als wirksame Zutaten in Lebensmitteln für bestimmte gesundheitliche Zwecke zugelassen werden; dazu gehören unverdauliches Maltodextrin, hydrolysiertes Guargummi, Chitosan, Polydextrose, Psyllium, Weizenkleie und depolymerisiertes Natriumalginat (DeVries, 2001). In vielen asiatischen Ländern basieren die Tabellen zur Ballaststoffaufnahme auf den AOAC-Methoden 985.29 und 991.43, obwohl die von China seit 1995 verwendete Definition keine spezifische Methode angibt (Jian-xian, 1995) (Tabelle 1).

Das Expertengremium für Ballaststoffe des Life Sciences Research Office (LSRO) schlug 1987 eine Definition für Ballaststoffe vor, die der von Health and Welfare Canada 1985 festgelegten ähnelt. Diese Definition umfasste Nicht-Stärke-Polysaccharide und Lignin und schloss faserassoziierte Substanzen aus, die in der pflanzlichen Zellwand vorkommen, wie Phytate, Cutine, Saponine, Lektine, Proteine, Wachse, Silizium und andere anorganische Komponenten (LSRO, 1987). Zu den anderen Stoffen, die nach der LSRO-Definition nicht als Ballaststoffe gelten, gehören unverdauliche Verbindungen, die während des Kochens oder der Verarbeitung entstehen (z. B. resistente Stärke, Maillard-Reaktionsprodukte), Oligosaccharide und Kohlenhydratpolymere mit einem Polymerisationsgrad von weniger als 50 bis 60, die bei der Analyse von Ballaststoffen nicht erfasst werden, nicht aus Pflanzen stammende Verbindungen (z. B, Chitin, Chitosan) und synthetische Kohlenhydratpolymere.

1988 veröffentlichte Health Canada Richtlinien für neuartige Ballaststoffquellen und Lebensmittelprodukte, die diese enthalten und als Ballaststoffquelle zusätzlich zu den in ihrer Definition von 1985 enthaltenen Ballaststoffen gekennzeichnet werden können (Health Canada, 1988) (Tabelle 1). Die Begründung für diese Leitlinien war, dass es bei neuartigen Ballaststoffquellen besondere Sicherheitsaspekte gibt und dass ein Produkt, das als ballaststoffhaltig dargestellt wird, die positiven physiologischen Wirkungen haben sollte, die die Öffentlichkeit von Ballaststoffen erwartet. In den Leitlinien heißt es, dass sowohl die Sicherheit als auch die Wirksamkeit der Ballaststoffquelle nachgewiesen werden müssen, damit das Produkt in Kanada als Ballaststoffquelle anerkannt werden kann, und zwar durch Versuche an Menschen. Es wurden drei Maßstäbe für die Wirksamkeit ermittelt: (1) Abführwirkung, (2) Normalisierung der Blutfettwerte und (3) Abschwächung der Blutzuckerreaktionen. Später wurden detaillierte Leitlinien für die klinischen Studien erstellt, die zur Bewertung der Abführwirkung erforderlich sind, da dies die physiologische Funktion war, die von der Industrie am häufigsten herangezogen wurde, wenn sie die Zulassung einer neuen Ballaststoffquelle beantragte (Health Canada, 1997a).

Im Jahr 1995 erschien eine Definition für Ballaststoffe in den Codex Alimentarius Guidelines on Nutrition Labelling (FAO/WHO, 1995) (Tabelle 1). Der Codex erlaubt die Analysemethoden AOAC 985.29 und AOAC 991.43 (Tabelle 2) für die Messung von Ballaststoffen in Spezialnahrung und Säuglingsnahrung. In jüngster Zeit gab es Versuche, die Codex-Definition zu überarbeiten; allerdings konnte kein Konsens über die Einbeziehung von tierischen und anderen chemisch charakterisierten Substanzen erzielt werden (FAO/WHO, 2000).

Einige Länder in Europa veröffentlichten Ende der 80er und Anfang der 90er Jahre Definitionen für Ballaststoffe, darunter Deutschland (Anonymous, 1989), Belgien (Anonymous, 1992) und Italien (Anonymous, 1993) (Tabelle 1). Zu Kennzeichnungszwecken haben Dänemark, Finnland, Norwegen und Schweden Ballaststoffe als essbares Material definiert, das nicht durch körpereigene Enzyme des Menschen abgebaut werden kann, wie mit der AOAC-Methode 985.29 gemessen (Tabelle 1). Die Frage der Einbeziehung oder des Ausschlusses von Inulin und Fructooligosacchariden wurde von diesen Ländern in Ermangelung einer EU-Verordnung etwas unterschiedlich gehandhabt. In Dänemark und Norwegen dürfen Fruktane seit 1995 bzw. 1998 (d. h. vor der Genehmigung der AOAC-Methode 997.08) als Ballaststoffe auf den Lebensmitteletiketten angegeben werden. Schweden traf 1999 eine ähnliche Entscheidung und legte die AOAC-Methode 997.08 fest. 1998 empfahl die finnische Lebensmittelbehörde, Inulin und Oligofructose getrennt zu kennzeichnen und nicht als Ballaststoffe zu berücksichtigen. Im Jahr 2001 wurde jedoch die AOAC-Methode 997.08 der 985.29 für die Analyse von Ballaststoffen hinzugefügt, was bedeutet, dass Inulin und Oligofructose nun in den vier nordischen Ländern als Ballaststoffe gekennzeichnet werden können (N-G Asp, Division of Applied Nutrition, Lund University, persönliche Mitteilung, 22. Februar 2001).

Im Jahr 1998 hat das Committee on Medical Aspects of Food and Nutrition Policy (COMA) des Vereinigten Königreichs die Englyst-Methode für Nicht-Stärke-Polysaccharide zur Definition von Ballaststoffen formell angenommen (COMA, 1998) (Tabelle 1). Im September 2000 empfahl die U.K. Food Standards Agency die AOAC-Methoden 991.43 und 997.08 (Tabelle 2), um eine einheitliche Kennzeichnung von Lebensmitteln sicherzustellen (Hignett, 2000) (Tabelle 1). Im November 2000 erkannte die U.K. Food Standards Agency die COMA-Definition von Ballaststoffen als Nicht-Stärke-Polysaccharide an, räumte jedoch ein, dass die „europäischen Regeln das Beharren auf einer nationalen Definition ausschließen“. Die AOAC-Methode 985.29 und die Englyst-Methode (Englyst und Cummings, 1984) werden derzeit von der Europäischen Gemeinschaft zur Messung von Ballaststoffen akzeptiert, aber es gibt keine eindeutige Definition des Materials, das mit diesen Methoden gemessen wird.

Im Mai 2000 hat die American Association of Cereal Chemists (AACC) eine aktualisierte Definition von Ballaststoffen angenommen, die von einem Ausschuss entwickelt wurde, der die ursprüngliche AACC-Definition von Ballaststoffen (AACC, 2000) überprüfen und gegebenenfalls aktualisieren sollte (Tabelle 1). Diese Definition ist der ANZFA-Definition ähnlich. Die AACC-Definition erkennt an, dass die primären Eigenschaften von Ballaststoffen die Resistenz gegen Verdauung und Absorption im Dünndarm und die Fermentation im Dickdarm sind; die Begründung für die Einbeziehung dieser Eigenschaften ist die Anerkennung der wichtigsten physiologischen Auswirkungen von Ballaststoffen, die in den letzten 30 Jahren der Forschung nachgewiesen wurden (AACC, 2000).

Im November 2000 kam die kürzlich gegründete Australisch-Neuseeländische Lebensmittelbehörde (ANZFA) zu dem Schluss, dass die Verwendung einer vorgeschriebenen Analysemethode als einziges Mittel zur Definition von Ballaststoffen für Regulierungszwecke unbefriedigend sei, da Analysemethoden die physiologischen Auswirkungen neuer Lebensmittelformen oder Lebensmittelzutaten, die Teil der Ernährung sind, nicht berücksichtigen (ANZFA, 2000). Daher wurde eine Definition vorgeschlagen (Tabelle 1), die den Ursprung, die Chemie und die Physiologie von Ballaststoffen umfasst, ähnlich wie die Codex Alimentarius Guidelines on Nutrition Labelling (FAO/WHO, 1995) und die frühere Definition der New Zealand Food Regulations (Neuseeland, 1984). Darüber hinaus hat die ANZFA die Verwendung der AOAC-Methode 985.29 oder 991.43 und der AOAC-Methode 997.08 oder 999.03 zur Messung von Fruktanen (z. B. Inulin) befürwortet (Tabelle 2).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass weltweit eine Vielzahl von Definitionen für Ballaststoffe von wissenschaftlichen und behördlichen Stellen veröffentlicht wurden. Einige Definitionen geben ausdrücklich eine physiologische Definition von Ballaststoffen an, während andere sich auf vorgeschriebene Analysemethoden als einziges Bestimmungsmerkmal von Ballaststoffen stützen. Die meisten anerkannten Analysemethoden zur Messung von Ballaststoffen basieren auf einer Reihe von AOAC-anerkannten Methoden.

Da viele Definitionen auf Methoden zur Analyse von Ballaststoffen beruhen, wurde die Entwicklung der Methoden zur Messung von Ballaststoffen untersucht (siehe Anhang C). Nicht-Stärke-Polysaccharide werden von allen Methoden erfasst, die zur Messung aller Ballaststoffkomponenten entwickelt wurden, und nur die Methoden, die zur Messung einer spezifischen Ballaststoffkomponente entwickelt wurden (z. B. resistente Maltodextrine, Inulin, Polydextrose), erfassen keine Nicht-Stärke-Polysaccharide (Tabelle 2). Die meisten Methoden schließen das Nicht-Kohlenhydrat Lignin als Bestandteil der Ballaststoffe ein. Nur die Methoden von Englyst und die Methoden, die zur Messung einer bestimmten Art von Polysacchariden entwickelt wurden, schließen Lignin aus. Darüber hinaus schließen die Methoden von Englyst und von Mongeau und Brassard, die zur Messung aller Ballaststoffkomponenten entwickelt wurden, resistente Stärke nicht als Ballaststoff ein.

Die Abhängigkeit von der Ethanolfällung als Mittel zur Gewinnung von Polysacchariden schließt Polydextrose, resistentes Maltodextrin und Oligosaccharide sowie die meisten Inuline aus, die in Ethanol löslich sind. Diese Saccharide gehen auch verloren, wenn Ethanol zu Beginn eines Analyseverfahrens zur Entfernung von Mono- und Disacchariden verwendet wird. Die Messung von Polysacchariden aus tierischen Quellen (z. B. Chitin, Chitosan oder Chondroitinsulfat) ist nicht systematisch untersucht worden, aber Methoden, die zur Messung von Gesamtfasern entwickelt wurden, gewinnen einen Teil dieser Arten von Polysacchariden zurück.