Zucker

Die Einteilung von Zucker in verschiedene Klassen

Zucker sind die Bausteine des Lebens; sie finden sich im Naturzustand in der DNA, in Obst, Gemüse, Honig, Zuckerrüben und Zuckerrohr. Nur ein kleiner Teil von Zuckern stammt z.B. als Milchbestandteil von Tieren. Zucker gehören wie Stärke oder Zellulose zu den Kohlenhydraten und stehen im Zentrum des Energiestoffwechsels von Lebewesen. In Lebensmitteln führen sie nicht zwangsläufig zu süssem Geschmack.

Zucker bestehen aus Kohlenstoff-, Wasser- und Sauerstoff-Atomen (Wasser- und Sauerstoff kommen meist in den gleichen Proportionen wie im Wasser vor); ihre Klassifizierung hängt von der Zahl der verbundenen einfachen Moleküle ab. Die bekanntesten bestehen aus sechs Kohlenstoffatomen und werden ‚Monosaccharide‘ oder ‚einfache Zucker‘ genannt. Ihre Moleküle können sich untereinander verbinden und so Paare (Disaccharide), kleine Gruppen (Oligosaccharide) oder Strukturen von Tausenden Einheiten bilden, die Polysaccharide.

‚Mono-‘, ‚Di-‘, ‚Poly-‘: Von Einfachzuckern bis zu komplexen Gebilden

Glukose, Fruktose und Galaktose sind die am häufigsten in unserer Nahrung vorkommenden Monosaccharide.

Die Verbindung von zwei Monosacchariden stellt ein Disaccharid dar – bekanntestes ist die Saccharose, der Haushaltszucker, der aus Zuckerrohr oder Zuckerrüben gewonnen wird und aus einem Glukose- und einem Fruktosemolekül besteht. Zwei Glukosemoleküle hingegen bilden die Maltose, die man in gekeimter Gerste findet. Die Laktose wiederum, ein Zucker tierischen Ursprungs, entsteht aus der Verbindung von Glukose mit einem Galaktosemolekül.

Drei bis neun Moleküle Einfachzucker bilden ein Oligosaccharid. Einige von ihnen können von unserem Verdauungssystem nicht aufgenommen werden. Dies ist bei der Raffinose (aus je einem Molekül Galaktose, Glukose und Fruktose gebildet), der Stachyose (zwei Moleküle Galaktose, je ein Molekül Glukose und Fruktose) und der Verbsascose (drei Moleküle Galaktose, je ein Molekül Glukose und Fruktose) der Fall. Sie sind in Hülsenfrüchten und einigen Wurzelgemüsen vorhanden und gären, sobald sie mit der Darmflora in Kontakt kommen. Diese Gärung setzt Gase frei (Methan, Kohlendioxid, Wasserstoff), die Blähungen und Flatulenzen verursachen.

Mehr als 10 Moleküle Monosaccharid bilden ein Polysaccharid. Meistens handelt es sich um Tausende oder Zehntausende verbundener Einheiten. Diese Mehrfachzucker schmecken nicht süss, da sie zu gross sind, um mit den Geschmacksrezeptoren zu interagieren. Die Makromoleküle sind Polymere, die als eine Art Kohlenhydratspeicher fungieren. Stärke ist eine pflanzliche Energiereserve; sie besteht aus einer verzweigten Kette aus Tausenden Glukose-Einheiten und kommt in grosser Menge in Wurzeln, Knollen und Samen vor. Ihr Äquivalent bei Tieren ist das Glykogen, das in Leber und Muskeln aus Glukose synthetisiert wird und bei Energiebedarf dem Organismus schnell zur Verfügung steht. Ballaststoffe sind rein pflanzlichen Ursprungs; ihre komplexen Gebilde aus Polymeren können wir nicht verdauen. Zellulose beispielsweise besteht aus mehreren 10 000 Einheiten Glukose.

Unter den Polysacchariden finden sich auch Alginate, die in Algen enthalten sind, oder Pektin, das vor allem in Obst wie Äpfeln vorkommt. Diese strukturierenden Kohlenhydrate werden wegen ihrer verdickenden, gelierenden oder stabilisierenden Eigenschaft als Lebensmittelzusätze eingesetzt.

Brennwert und Verdauung

Stärke und Zucker haben denselben Brennwert: 4 kcal pro Gramm.

Die Verdauung hydrolisiert die Mehrfachzucker, d.h. spaltet und reduziert sie zu Monosaccharid-Molekülen, die die Dünndarmwand passieren können. Vom Blutkreislauf werden die Monosaccharide zur Leber transportiert, wo sie verstoffwechselt werden. Glukose wird entweder im Blut freigesetzt oder in Form von Glykogen oder Fettsäuren gespeichert.

Zuckerderivate

Polyole sind aus Zucker gewonnene Alkohole. Sie enthalten etwas weniger Kalorien als Zucker (etwa 3 kcal pro Gramm statt 4), sind jedoch weit weniger kariesverursachend. Sorbitol, ein zuckrig schmeckendes, in der Pflaume vorkommendes Polyol dient als Süssstoff in ‚zuckerfreien‘ Kaugummis und Bonbons. Xylitol, ursprünglich aus Birkenrinde gewonnen, wird ebenfalls zur Süssung verwendet, ist jedoch auch für seine erfrischende Wirkung im Mund bekannt – eine Folge des Wärmeentzugs, wenn es aufgelöst wird.