Die 9 besten Zuckeralternativen einschließlich Rare Sugar

Nitish Sharma, erfahrener Biotechnologe bei Kolabtreeschreibt über Zuckeralternativen und seltenen Zucker, der als Ersatz für das "süße Gift" verwendet werden kann.  

Unsere Ernährungsgewohnheiten haben sich seit prähistorischen Zeiten systematisch entwickelt, von der Zeit der Jäger und Sammler über das Hirtenwesen bis hin zur Agrarkultur. Der Wunsch, mehr zu essen, als wir benötigen, wird durch verschiedene Faktoren angeheizt, darunter der Geschmack und das Aroma der Lebensmittel selbst. Eine unverhältnismäßig hohe Nahrungsaufnahme oder ein übermäßiger Verzehr bestimmter Lebensmittel kann jedoch schwerwiegende negative Auswirkungen auf unsere Gesundheit haben. Wir sind derzeit unschlüssig, ob wir Zucker essen sollen oder nicht, aber wir lieben ihn trotzdem! Unsere Vorliebe für Zucker lässt sich am Pro-Kopf-Verbrauch und an der Verfügbarkeit einer Vielzahl von künstlichen Süßungsmitteln auf dem Markt ablesen. Obwohl die Bedeutung des Zuckers nicht zu übertreffen ist, sollten auch seine negativen Auswirkungen nicht ignoriert werden. Lebensmittelwissenschaftler arbeiten hart daran, Alternativen für Zucker und seltenen Zucker zu finden. Sehen wir uns einige der Ersatzstoffe an, insbesondere seltene Zuckerarten.

Zucker: ein süßes Gift zum lautlosen Töten

Der Treibstoff, der den komplexen Stoffwechsel des Körpers antreibt, ist die Nahrung. Sie besteht im Wesentlichen aus Proteinen, Kohlenhydraten, Fetten, Vitaminen, Mineralien und einigen anderen Nährstoffen [¹]. Unsere Nahrung besteht aus verschiedenen Bestandteilen, wobei die Saccharide aufgrund ihrer energetischen Eigenschaften und ihres süßen Geschmacks eine herausragende Stellung einnehmen.

Kohlenhydrate/Saccharide sind ein unverzichtbarer und wesentlicher Bestandteil der Nahrung, der das Wachstum fördert und dazu beiträgt, lebenswichtige Prozesse zur Deckung des Energiebedarfs des Körpers durchzuführen. Obwohl nicht alle Saccharide süß sind, schmecken die meisten Mono- und Disaccharide nach der Einwirkung bestimmter Enzyme wie Speichelamylasen süß. Einige Polysaccharide schmecken ebenfalls süß, wie Stärke und Zellulose. Auf molekularer Ebene tragen vor allem Glukose und Fruktose zur Süße der Saccharide bei; bei ihnen sind die Hydroxylgruppen (-OH) auf eine bestimmte Weise angeordnet, die es unseren Geruchsknospen ermöglicht, süß zu schmecken [²]. Es gibt natürliche Zuckerquellen wie Obst, Gemüse und Milch und unnatürliche wie zugesetzte Zucker, z. B. Saccharose, die in Form von verarbeiteten Lebensmitteln wie Süßigkeiten, Kuchen, Gelees, Fruchtsäften usw. erhältlich sind. Fructosereiche Zuckerarten wie Maissirup mit hohem Fructosegehalt sind dafür bekannt, dass sie das Verlangen nach mehr Essen steigern, indem sie den Hormonspiegel erhöhen. Ghrelin und die Senkung des Niveaus der Leptin das uns signalisiert, mit dem Essen aufzuhören [³].

Zucker nimmt in unseren Kulturen und Ritualen einen wichtigen Platz ein, und in den meisten Teilen der Welt sind Süßigkeiten eher ein zeremonielles Gut als ein bloßer Bestandteil der Nahrung. Zweifellos sind sie wichtig für den Energiestoffwechsel und letztlich für den reibungslosen Ablauf des Körperstoffwechsels. Aber sie bergen auch einige Gefahren in sich. Nach Angaben der American Heart Association (AHA) beträgt der Mindestbedarf an Zucker pro Tag ~150 Kalorien (37 g) bei Männern und ~100 Kalorien (25 g) bei Frauen [⁴]. Die tatsächliche Aufnahme ist jedoch um ein Vielfaches höher als der Mindestbedarf. Abgepackte Lebensmittel sind eine sofortige Quelle für zugesetzten Zucker, und ein übermäßiger Verzehr lässt den Blutzuckerspiegel sofort ansteigen. Längerer Konsum von zugesetztem Zucker führt zu verschiedenen Krankheiten wie Diabetes, FettleibigkeitKaries, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, nicht-alkoholische Fettleber und eine bestimmte Art von Krebserkrankungen auch [⁵]. Diese Krankheiten sind das Ergebnis unseres Verhaltens, das auf eine unausgewogene Ernährung zurückzuführen ist. Es gibt auch viele emotionale Faktoren und mentale Stressfaktoren, die mit der Zuckersucht verbunden sind.

Der steigende Zuckerkonsum mag viele Ursachen haben, aber die Folgen sind schwerwiegend. Außerdem ist die Sterblichkeitsrate im 21. Jahrhundert durch den Zusatz von Zucker und seinen Derivaten recht hoch, wie eine frühere Studie zeigt, die in der renommierten Zeitschrift Amerikanische Zeitschrift für klinische Ernährung [⁶]. In dieser speziellen Studie haben die Autoren eine grobe Skizze zwischen Zuckerkonsum und Sterblichkeitsrate in der schwedischen Bevölkerung gezeichnet. Die Relevanz dieser Studie ist jedoch nicht auf ein bestimmtes Gebiet beschränkt und hat globale Auswirkungen. Obwohl Zucker zu einem Teil unseres Stoffwechsels geworden ist und für die sofortige Energieversorgung unerlässlich ist, drängen uns die negativen Auswirkungen dazu, nach einem Zuckerersatz für die Menschheit zu suchen.

Zuckeralternativen und seltener Zucker: Die Waffen der Natur gegen das süße Gift

So wie die Natur Lösungen für so viele andere Probleme gefunden hat, so hat sie auch für die Gefahren des Zuckers einen Ersatz gefunden, denn sie beherbergt seltene Zucker wie D-Picose/D-Allulose, D-Tagatose, L-Sorbose, Apiose, Allose, Steviol, Erythrit, Xylit und viele mehr. Diese Zucker befriedigen nicht nur unsere Geschmacksnerven, sondern haben auch einen niedrigen Brennwert. Aufgrund dessen, ihres süßen Geschmacks und ihrer seltenen Nebenwirkungen sind sie ein fantastischer Ersatz für Saccharose und auch für synthetische Süßstoffe. Da sie außerdem meist pflanzlichen, tierischen und mikrobiellen Ursprungs sind, ist das Risiko medizinischer Probleme gering. Die meisten von ihnen haben den GRAS-Status (generally regarded as safe) der zuständigen Behörden wie der FDA [⁷Aber nur wenige von ihnen wurden aufgrund ihrer jüngsten Entdeckungen und ihrer geringen Bekanntheit vermarktet. Die Hauptursache für die rasche Zunahme der fettleibigen und zuckerkranken Bevölkerung ist das mangelnde öffentliche Bewusstsein. Denn Ersatzstoffe für Haushaltszucker sind nicht ohne weiteres auf dem Markt erhältlich und werden von den Verbrauchern aufgrund ihrer hohen Kosten und einiger Missverständnisse über ihre Verwendung nicht einmal bevorzugt. Auf der anderen Seite sind Zucker und seine verfälschten Formen in den Geschäften zu den günstigsten Preisen erhältlich. Das macht sie zur ersten Wahl für die Verbraucher. Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für seltene Zuckerarten, von denen einige bereits auf dem Markt erhältlich sind und viele noch auf den Markt kommen werden. Diese sind vielversprechende Kandidaten gegen die möglichen tödlichen Zuckerausbrüche in diesem Jahrhundert:

1. Steviolglykoside

Steviolglykoside sind Diterpenoidglykoside, die aus den Blättern der Pflanze Stevia rebaudiana die in Südamerika beheimatet ist (heute weltweit angebaut). Diese Verbindungen werden im Allgemeinen als Steviol im Stoffwechsel der Pflanze produziert. Glykoside sind etwa 100-mal süßer als normale Zucker und haben einen sehr viel geringeren Brennwert als Saccharose. Sie sind nicht nur süß, sondern haben auch einige gesundheitliche Vorteile wie die Aufrechterhaltung von niedrigem Blutdruck, Bluthochdruck, Senkung des Blutzuckerspiegels, Verringerung der Synthese von Lipoproteinen niedriger Dichte (LDL) und Hemmung der Bildung von Blutgerinnseln in den Arterien.

2. Erythritol

Er ist eine weitere Art von natürlichem Ersatz für Haushaltszucker. Er ist ~70% süßer als Saccharose, hat aber nur 0,24 kcal pro Gramm, verglichen mit Saccharose, die ~4 kcal pro Gramm liefert. Er ist ein Zuckeralkohol, der im Allgemeinen in Früchten vorkommt. Aber abgesehen von seinen immensen gesundheitlichen Vorteilen, die denen der Glykoside ähneln, verursacht er manchmal Probleme im Verdauungssystem, insbesondere bei übermäßigem Verzehr.

3. Xylitol

Es ist auch ein Zuckeralkohol, der in vielen Pflanzen vorkommt, insbesondere in der Birke (Betula L.) Holzpflanze, die zur Herstellung von Arzneimitteln verwendet wird. Es liefert im Allgemeinen ~2,4 kcal Energie pro Gramm, was weniger als die Hälfte der von Saccharose gelieferten Energie ist. Sorbitol ist ein hervorragender Ersatz für zugesetzten Zucker in Bonbons und Kaugummis, aber Xylitol hat mehr Vorteile wie Diabeteskontrolle, Vorbeugung gegen Mittelohrentzündung, Nebenhöhlenprobleme und Vorbeugung gegen Karies (wird nicht von der oralen Mikroflora in Säuren umgewandelt). Wie andere Zuckerersatzstoffe sollte auch Xylitol nur in begrenzter Menge (~50 g/Tag) konsumiert werden, da die Einnahme einer höheren Dosis zu Durchfall, Blähungen und bei längerem Verzehr auch zu Tumoren führen kann (⁸). Daher ist es ratsam, es in der zulässigen Menge zu verwenden.

4. Yakon-Sirup

Ein grünes Lebensmittel ist mehr probiotisch als ein Süßigkeitenersatz und eine relativ neue Munition gegen den herkömmlichen Zucker. Es ist auch bekannt als Nektar und zubereitet aus den Wurzeln der Pflanze Yacon (Kleinanthus sonchifolius). Er ist reich an Ballaststoffen und besteht auch aus Fructooligosacchariden, Inulin und Glucose-Fructose in sehr geringer Menge (⁹). Es liefert weniger Kalorien als Saccharose und ist nur halb so süß. Aufgrund seines niedrigen glykämischen Index reguliert er außerdem den Blutzuckerspiegel und den Insulinstoffwechsel. In einigen Studien wird er auch als hervorragendes Mittel zur Gewichtsabnahme bezeichnet. Aber wie andere Süßungsmittel kann auch Yakonsirup bei übermäßigem Verzehr Probleme wie Durchfall, Bauchschmerzen und Blähungen verursachen. Der zulässige Grenzwert für den Verzehr von Yakon-Sirup liegt bei etwa 20 g/Tag, um jegliche Art von medizinischen Nebenwirkungen zu vermeiden.

Dies sind einige Beispiele für Zuckeraustauschstoffe, die auf dem Markt unter verschiedenen Markennamen erhältlich sind, und die meisten Menschen sind mit ihren Namen vertraut. Im Folgenden sind jedoch Beispiele für Zuckerarten aufgeführt, die als echte "seltene Zucker" bezeichnet werden können. Die meisten von ihnen sind noch anonym, aber sie sind sicherlich die Zucker der nächsten Generation.

Seltener Zucker: Vielversprechende Ersatzstoffe?

5. D-Picose/D-Allulose

Sie ist auch als D-Ribs-2-Hexulose bekannt und ist ein C3-Epimer der Fructose. Fruktose ist ein Pentosezucker und süßer als Glukose und kommt in einem Verhältnis von 1:1 in Saccharose vor. Fruktose hat im Körper verschiedene Aufgaben und spielt eine entscheidende Rolle für das reibungslose Funktionieren des Körpers, ist aber auch für das verstärkte Verlangen nach Süßigkeiten und die Störung des Insulinstoffwechsels verantwortlich. Allulose ist ein hervorragender Ersatz für Fruktose. Sie wurde vor mehr als 70 Jahren im Weizen entdeckt und ist sicherlich in einigen Lebensmitteln in sehr geringer Menge vorhanden. Sie hat eine 70% ähnliche Süße wie Saccharose und eine sehr geringe Kalorienmenge, d.h. ~0,2 kcal pro Gramm. Aus diesem Grund hat Allulose einen vernachlässigbaren glykämischen Index. Das Hauptproblem im Zusammenhang mit Allulose ist ihre Herstellung, da sie in vernachlässigbaren Mengen in Früchten, Getreide, in einigen Naturprodukten wie Honig und auch in einigen Mikroben vorkommt. Die Rekombinations-DNA-Technologie hat eine Lösung für dieses Problem gefunden, und die Gene, die mit den Proteinen verbunden sind, die für die Umwandlung von Fructose in Allulose verantwortlich sind, werden geklont und heterolog exprimiert, um Allulose aus verschiedenen fructosehaltigen Quellen in großen Mengen zu produzieren. D-Allulose hat von der FDA den GRAS-Status erhalten, aber dennoch ist ihre Verwendung in der Europäischen Union und anderen Ländern verboten. Japan ist das einzige Land, in dem der Verzehr von D-Allulose in der Öffentlichkeit zugelassen ist.

6. D-Tagatose

Sie ist auch ein Isomer der Fruktose und hat 90% Süße der Saccharose. Die D-Tagatose wird in der Leber in sehr geringen Mengen verstoffwechselt und hat einen geringen Brennwert. D-Tagatose hat auch den GRAS-Status und wird in einigen Ländern wie der Europäischen Union als Süßungsmittel in vielen Lebensmitteln wie Süßigkeiten, Getränken, Joghurt, Cremes und Kuchen verwendet. Die Herstellung von D-Tagatose ist nicht nur auf die Isomerisierung von Fructose beschränkt, sondern kann auch durch chemische Katalyse von D-Galactose in Gegenwart von Metallhydroxiden (¹⁰). Die Auswirkungen der D-Tagatose auf die Gesundheit sind recht vorteilhaft, da sie den Blutzuckerspiegel senkt, die hepatische Glykogenolyse hemmt und die Anhäufung von Lipoproteinen hoher Dichte (HDL-Cholesterin) erhöht. Es wirkt auch als antihyperglykämisches und antidiabetisches Mittel und ist daher ein potenzieller Kandidat für die Behandlung von Fettleibigkeit (¹¹).

7. L-Sorbose

Es handelt sich um eine Ketose-Isoform des D-Fructose-Zuckers. In der Natur kommt er im Allgemeinen in der L-Form vor und wird durch bakterielle (Acetobacter sp.) Fermentation von Sorbitol synthetisiert. Es wird häufig für die Herstellung von Ascorbinsäure (Vitamin C) im industriellen Maßstab verwendet (¹²). Seine Süße entspricht der von Haushaltszucker und verursacht bei übermäßigem Verzehr kaum Magenbeschwerden, da er im Darm nur langsam absorbiert wird. Obwohl es keine Berichte über eine Beeinflussung des Fettstoffwechsels durch L-Sorbose gibt, senkt sie den Glukosespiegel im Plasma und wirkt sich positiv auf den Insulinstoffwechsel aus.

8. Allose

Er ist ein Aldohexosezucker und C3-Epimer der Glukose. Seine Verfügbarkeit in der Natur ist selten und wird nur von dem afrikanischen Strauch namens Protea rubropilosa als 6-O-Cinnamylglykosid und in der Süßwasseralge Ochromas malhamensis. Seine genaue Konzentration im Biom ist unbekannt, und er ist wasserlöslich und experimentell unerklärlich in Methanol. Es hat nur 80% Süße auf den Tisch Zucker, aber explizit niedrige Kalorien pro Gramm, die es ein außergewöhnliches Gegenstück zu der Saccharose und anderen synthetischen künstlichen Süßstoffen macht.

9. Apiose

Der seltene Zucker Apiose, der in den Zellwandpolysacchariden der höheren Pflanzen vorkommt. Ein Beispiel dafür sind die apiosylierten Galakturonane der Pektine in Pflanzen. Apiose ist ein ungewöhnliches Monosaccharid, das Wissenschaftler seit mehr als hundert Jahren fasziniert (¹³). The apiosylation of the secondary metabolites of plants is still a matter of Forschung but apiose has already become a sugar with extra benefits. Due to the presence of different sugars especially rare sugar like apiose in the hairy rhamnogalacturonan region of pectin, it is useful to prepare the low-calorie jams.  No authenticated research data is available on the sweetness, calorific value and glycemic index of the apiose (¹³). Einige unabhängige Studien, die mit Apiose durchgeführt wurden, weisen jedoch darauf hin, dass sie ein potenzieller Kandidat für eine zuckerfreie Gesellschaft ist. Das Ausmaß der Abhängigkeit von Süßigkeiten nimmt rapide zu. In unserer Bevölkerung steigt das Risiko von Fettleibigkeit und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Der Verzicht auf Zucker kann eine konkrete Lösung sein, aber zunächst sollten wir unsere Prioritäten ändern.

Und was ist mit den künstlichen Süßungsmitteln?

Während wir heute darüber sprechen, haben wir eine gut etablierte Industrie für künstliche Süßstoffe, die immer noch allmählich wächst. Es wird geschätzt, dass der Markt für künstliche Süßstoffe mit einer CAGR von 5,05% wachsen wird, um 2024 US$9,704 Milliarden zu erreichen, gegenüber US$7,22 Milliarden im letzten Jahr (¹⁴). Es gibt eine große Auswahl an künstlichen Süßungsmitteln, z. B. Aspartam, Adwantam, Neotam, Sucralose usw. Sie sind in der Regel 2000 bis 20000 Mal süßer als Haushaltszucker, haben weniger Kalorien und einen vernachlässigbaren glykämischen Index (³). Obwohl sie viele gute Auswirkungen auf die Gesundheit haben, wie z.B. gut für die Gewichtsabnahme (bekanntlich reduzieren sie den Appetit), verbessern die Darmmikroflora, bieten Immunität gegen metabolische Syndrome und bis zu einem gewissen Grad helfen sie, Diabetes (insbesondere Typ II) einzudämmen. Trotz ihrer Vorteile ist die Wechselwirkung zwischen dem künstlichen Süßstoff und unserem Körper jedoch komplex. Nehmen wir nur das Beispiel von Aspartam, einem von der FDA zugelassenen künstlichen Süßstoff (⁵). Es gibt einige Berichte, die gezeigt haben, dass bei einigen Menschen nach regelmäßigem Aspartamkonsum relativ starke Kopfschmerzen, Depressionen und Krampfanfälle auftreten (⁵). Bei Personen, die an Krankheiten wie Phenylketonharnstoff (PKU) leiden, ist es nicht ratsam, Aspartam zu konsumieren. In einer anderen Studie wurde berichtet, dass nach dem Verzehr von synthetischen Zuckern das Verlangen nach mehr Zucker entsteht. Die Nebenwirkungen dürfen nicht unterschätzt werden, wenn es um Lebensmittel geht, da jede Nachlässigkeit nicht nur unserer Gesundheit, sondern auch künftigen Generationen dauerhaften Schaden zufügt.

Die Botschaft zum Mitnehmen

Zucker ist ein unvergänglicher und unvermeidbarer Bestandteil unserer Nahrung. Zucker an sich ist nicht problematisch, aber sein übermäßiger Konsum hat schwerwiegende Auswirkungen auf die Gesundheit. Die Nachfrage nach alternativen Zuckern ist zu einem Gebot der Stunde geworden. Es ist gut, dass wir bereits nach Zuckerersatzstoffen suchen, und wir haben sogar einige potenzielle Kandidaten. Die Biotech-Industrie muss hier eine entscheidende Rolle spielen, denn die Weltbevölkerung wächst und mit ihr die Krankheiten. Es wird eine wichtige Aufgabe für die Industrie sein, eine Vielfalt an seltenen Zuckern zu entwickeln, um die Nachfrage zu befriedigen, ohne dabei Kompromisse bei der Qualität einzugehen. Künstliche Süßstoffe bieten einige Vorteile, aber sie sind keine "Wunderwaffen" und haben auch schwerwiegende Auswirkungen auf die Gesundheit. Seltene Zucker sind der Hoffnungsschimmer. Zucker war Teil der kulturellen Entwicklung vieler Zivilisationen und eine wichtige Triebkraft der Globalisierung. Es besteht kein Zweifel daran, dass der Zucker die geschmackliche Entwicklung der Menschen von fade bis hin zur köstlichen Gegenwart vorangetrieben hat. Es ist unnötig zu sagen, dass seltene Zucker unerlässlich sind, um eine Welt zu schaffen, die den Geschmack von Zucker ohne negative Auswirkungen auf die Gesundheit genießen kann.

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Ressourcen

1. https://www.nia.nih.gov/health/important-nutrients-know-proteins-carbohydrates-and-fats.
2. https://www.britannica.com/topic/sweetener.
3. https://www.healthline.com.
4. https://www.heart.org/en/healthy-living/healthy-eating/eat-smart/sugar/added-sugars.
5. https://www.mayoclinic.org/healthy-lifestyle/nutrition-and-healthy-eating/in-depth/artificial-sweeteners/art-20046936.
6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30590448.
7. https://search.usa.gov/search?utf8=%E2%9C%93&affiliate=fda1&sort_by=&query=GRAS+sugars.
8. https://www.webmd.com/vitamins/ai/ingredientmono-996/xylitol.
9. Alternative Zuckerarten: Yacon-Sirup (Nektar). Br Dent J 223, 625 (2017) doi:10.1038/sj.bdj.2017.943.
10. Kim, "Current studies on biological tagatose production using L-arabinose isomerase: A review and future perspective," Applied Microbiology and Biotechnology, vol. 65, no. 3, pp. 243-249, 2004.
11. Marion Guerrero-Wyss, Samuel Durán Agüero, and Lisse Angarita Dávila, "D-Tagatose Is a Promising Sweetener to Control Glycaemia: A New Functional Food," BioMed Research International, vol. 2018, Article ID 8718053, 7 pages, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/8718053.
12. Würsch, P., Welsch, C. und Arnaud, M.J., 1979. Metabolismus von L-Sorbose in der Ratte und die Auswirkung der Darmmikroflora auf ihre Verwertung sowohl in der Ratte als auch im Menschen. Annals of Nutrition and Metabolism, 23(3), S.145-155.
13. Pičmanová, M. und Møller, B.L., 2016. Apiose: eines der witzigen Spiele der Natur. Glycobiology, 26(5), pp.430-442.
14. https://www.prnewswire.com/news-releases/global-artificial-sweetener-market-report-2019-market-is-expected-to-reach-us9-70-billion-in-2024-from-us7-22-billion-in-2018-300910602.html.