Alles über Süßstoffe: von Aspartam über Cyclamat bis Stevia, Fruchtzucker und Zucker


Wissenschaftlicher Aufsatz, 2010
32 Seiten

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

Geschichte

Ein kurzer Einblick in die Welt der Kohlenhydrate

„Messung“ der Süßkraft

Süßstoffe als Ersatz für Zucker

Weitere Fähigkeiten von Süßstoffen

Die Sicherheitsstandards für Süßstoffe

Zulassungsverfahren

Was versteht man unter dem ADI-Wert

E-Nummern

Tabelle 2: E-Nummern

Der Geschmackssinn - wie man „süß“ schmeckt

Einteilung der süß schmeckenden Substanzen

Natrium-Saccharin

Larabinose

Zuckeralkohole

Zuckeralkohol Süßkraft Toleranzwert

Weitere süß schmeckende Substanzen

Fazit

Literatur:

Einleitung

Keine anderen Produkte werden so sehr kritisiert wie Süßstoffe. Experten und „Laien“ berichten über angeblich gesundheitsschädigenden Wirkungen von Süßstoffen. Dies führ zu Verunsicherung der Konsumenten, die einerseits gerne die Vorteile der Süßstoffe nützen möchten, andererseits aber Angst haben durch deren Konsum krank zu werden.

Hier soll ein kleiner objektiver Einblick über Geschichte, Risiken, Zulassungsverfahren und derzeit existierende (auch die weniger bekannten) Süßstoffe gegeben werden. Der immer wieder beschriebene Effekt auf die Hunger-Sättigungs-Regulation scheint nicht vorhanden zu sein. In jedem Falle führen Süßstoffe nicht zur Insulinausschüttung. Studien zeigen zudem, dass Süßstoffe bei der Gewichtsreduktion helfen können.

Geschichte

Die Vorliebe für Süßes ist dem Menschen angeboren: Studien (z.B.: „A new method for delivering a taste without fluids to preterm and term infants“; Dev Psychobiol 1990; 23:179191; Maone TR, Mattes RD, Bernbaum JC, Beauchamp GK) zeigten schon bei Neugeborenen eine Präferenz für süß-schmeckende Nahrungsmittel. Die Menschheit mischt schon seit langem süß schmeckende Substanzen unter ihre Mahlzeiten. Der erste bekannte Süßstoff war Honig, der vor allem in China und Griechenland verwendet wurde. Später wurde Honig durch Saccharose („Haushaltszucker“, im englischen als „Sucrose“ bezeichnet) ersetzt, den man früher hauptsächlich aus Zuckerrohr, das in südlichen Ländern angebaut wurde und wird, gewann. Als Ursprung des Zuckerrohrs werden Indien, Neuguinea oder China vermutet (56). Heute wird in Europa hauptsächlich die Zuckerrübe für die Zuckerherstellung verwendet. Damit wollte man von Importen aus den Kolonialländern unabhängig werden.

Die Zuckerrübe wurde aus der Runkelrübe gezüchtet und hatte anfangs einen niedrigen Zuckergehalt. Durch gezielte Züchtung konnte dieser auf circa 17 % Zucker gesteigert werden.

Die Zuckerrübe wächst in gemäßigten Gebieten und braucht im Sommer relativ viel Wasser. Die Überreste, die bei der Zuckerherstellung entstehen, (zum Beispiel Hackschnitzel) werden als Tierfutter eingesetzt (57). Im I und II. Weltkrieg wurde „Zucker“ zunehmend teurer und knapper wodurch der erste „künstliche Süßstoff4 auf den Markt gebracht wurde. Der 1879 von Remsen und Fahlberg zufällig entdeckte Zuckerersatz wurde unter den Namen Saccharin bekannt und war im Gegensatz zu Zucker billiger zu produzieren. Nach den Weltkriegen wurde „Zucker“ wieder billiger und leichter erhältlich und verdrängte Saccharin wieder kurzfristig vom Markt. Mit dem zunehmenden Wohlstand und der wachsenden Süßwaren- und Fastfood Industrie nahmen allerdings auch die typischen Krankheiten einer Wohlstandsgesellschaft, wie Übergewicht/Adipositas, Diabetes mellitus, Bluthochdruck, zu. So wurde Saccharin wieder populär, diesmal nicht aus Kostengründen, sondern aus Gründen der Kalorienreduktion (2). Sie dienten nun als synthetisch hergestellte oder natürliche Ersatzstoffe für Zucker in gesüßten Lebensmitteln und Getränken (1). So entstand ein Markt für Kalorienreduzierte „Diätprodukte“, in welchen Zucker, neben anderen Maßnahmen zur Kalorieneinsparung (z.B.: Fettreduktion) gegen Süßstoffe mit wenigen Kalorien ausgetauscht wurde (2). Da Saccharin einen bitteren Nachgeschmack hat, wuchs die Notwendigkeit für die Entwicklung von Süßstoffen mit besserem Geschmack. Mit der Entwicklung von Cyclamat in den 1950ern, konnte der Geschmack von Saccharin deutlich verbessert werden. Beide Substanzen wurden zusammen mit weiteren Zusätzen vermischt und als „Sweet’n’low“ vor allem in den USA mit Erfolg auf den Markt gebracht (2).

Der erste Schock kam 1970 als die „Food and Drug Administration“ (FDA) Cyclamat in den USA vom Markt verbannte. Der Grund war, das Cyclamat in tierexperimentiellen Studien unter Verdacht geriet, Krebs auszulösen. In allen anderen Ländern (wie Deutschland, Österreich) wird Cyclamat nach wie vor verwendet. Der nächste künstliche Süßstoff war Aspartam, der 1981 auf dem Markt kam und als „Nutra-sweet“ verkauft wurde. Erstmalig wurde auch Joghurt mit Süßstoffen gesüßt und als Light-Produkt verkauft. Saccharin, Cyclamat und Aspartam werden als die „Süßstoffe der ersten Generation“ bezeichnet. Diesen folgten bald die „Süßstoffe der zweiten Generation“, zu diesen gehören Substanzen wie Acesulfame-K, Sucralose, Alitam, und Neotam (2). Die „neue Generation“ hatte aber dieselben Nachteile wie die Süßstoffe der „alten Generation“. Der Geschmack war oft mit einem bitteren oder metallenen Nachgeschmack verbunden und entsprach nicht dem „vollmundigen“ Geschmack des Zuckers. Aber durch eine Kombination von mehreren Süßstoffen konnte man den bitteren Geschmack verhindern und insgesamt die Qualität der Substanzen verbessern. In Limonaden wird Beispielsweise gerne eine Kombination von Acesulfam-K, Aspartam mit anderen Süßstoffen verwendet. Die Zuckerersatzstoffe werden heute nicht nur Softdrinks und bestimmten Lebensmittel zugesetzt sondern können auch in Pulver-, Tabletten- und in flüssiger Form gekauft werden (2). 2001 verwendete, zugelassene Süßstoffe und ihre Hauptmärkte (Lindely MG. New developments in low-caloric sweeteners. World Rev Nutr Diet 1999;85:44-51 verwendet nur Aspartam als Süßstoff für Limonaden, währenddessen Deutschland eine Mischung aus Cyclamat, Acesulfam-K und Aspartam verwendet.

Durch immer wieder in den Medien auftauchende Negativschlagzeilen, haben viele Menschen beim Gebrauch von Süßstoffen (vor allem den künstlichen Süßstoffen) ein ungutes Gefühl (2). Es finden sich häufig Horrormeldungen über Süßstoffe die Beispielsweise gerne über das Internet verbreitet werden. Ein Beispiel dazu: Aspartam sei ein starkes Nervengift, Aspartam verursacht Krebs, löst das Gehirn auf - und das ist nur ein sehr kleiner Auszug von unqualifizierten Meldungen, die den Konsumenten verunsichern.

Süßstoffe besitzen eine wesentlich stärkere Süßkraft als Zucker und haben keine oder nur wenig Kalorien. Lebensmittel oder Getränke die Energie liefernden Süßstoffe enthalten, besitzen trotzdem einen geringeren Brennwert als vergleichbare Lebensmittel die mit Zucker gesüßt sind, da sie eine intensivere Süßkraft besitzen (und daher viel weniger Süßstoff eingesetzt wird) und normalerweise mit anderen nicht kalorischen Süßstoffen gemischt werden (1).

Im Gegensatz zu Saccharose, bieten sie Karies verursachenden Bakterien keine Nahrung, da sie von diesen nicht als Nährstoff genutzt werden können, was ein weiterer Vorteil gegenüber Zucker ist und der Zahngesundheit förderlich ist (1). Die Süßkraft wird immer auf Saccharose bezogen, wobei Saccharose eine Süßkraft von 1 hat. Je nach Süßstoffart können diese eine 10 - 3000fach höhere Süßkraft als Saccharose besitzen (1).

Die Süßstoffe werden vor allem für stark Übergewichtigen Menschen und Diabetikern produziert, um ihnen eine Umstellung auf eine andere Ernährungsweise etwas erleichtern zu können. In Amerika wird dafür auch gerne Fruktosesirup verwendet (aber auch bei uns finden sich Diabetikerprodukte die mit Fruktose gesüßt sind), der ebenfalls insulinunabhängig verstoffwechselt wird. Die Fruktose kommt in natürlicher Form in Obst und Honig (Bestandteil des Invertzuckers) vor, wobei Birne, Trauben und Äpfel einen verhältnismäßig hohen Fruktoseanteil besitzen. Fruktose hat um eine um 20 % höhere Süßkraft als der Haushaltszucker und besitzt den gleichen Brennwert: nämlich 4 kcal/g. Kalorieneinsparung erfolgt hier dadurch, dass weniger Fruktose eingesetzt werden muss um dieselbe Süßkraft wie Zucker zu erhalten. Aber die Einsparung an Energie ist hier nicht so hoch, wie bei anderen Süßstoffen die zwar ebenfalls Energie liefern, aber eine noch viel intensivere Süßkraft haben und normalerweise nur in Mischungen mit anderen nicht kalorischen Süßungsmittel eingesetzt werden. Viele Konsumenten, die abnehmen wollen, glauben unbegrenzt bei Fruktosehältigen Getränken zugreifen zu dürfen (der Aufdruck „Diät“ verführt dazu) und vergessen dabei, dass sie trotzdem eine beträchtliche Menge an Kalorien zu sich nehmen. Manche Studien kommen zu dem Schluss, dass die starke Zunahme an übergewichtigen Menschen in den USA mit einem gesteigerten Konsum von mit Fruktosesirup gesüßten Limonaden korreliert. Andere Studien sehen hier wieder keinen Zusammenhang obwohl es Hinweise gibt, dass Fruktose den Fettstoffwechsel beeinflusst (45, 61 und die Stellungnahme Nr. 04/2009 des BfR, dem Bundesinstitut für Risikobewertung, vom 06. März 2009: „Erhöhte Aufnahme von Fruktose ist für Diabetiker nicht empfehlenswert“ - Link: http://www.bfr.bund.de/cm/208/erhoehte_aufnahme_von_fruktose_ist_fuer_diabetiker_nicht_ empfehlenswert.pdf).

Desweiteren kann Fruktose bei Personen mit einer Fruktosemalabsorbtion zu Bauchschmerzen und Durchfall führen (mehr dazu etwas später in „Ein kurzer Einblick in die Welt der Kohlenhydrate“). Einen weiteren Nachteil hat Fruktose gegenüber Süßstoffen, sie kann von der Mundflora verwertet werden und fördert damit die Entstehung von Karies.

Außer den Süßstoffen künstlichen und natürlichen Ursprungs sind noch sogenannte Zuckeralkohole, auch Zuckeraustauschstoffe genannt, am Markt. Sie können nur bedingt eingesetzt werden, da sie in höhere Mengen abführend wirken, also Durchfall verursachen. Vor allem Kaugummis werden heutzutage damit gesüßt. Zuckeralkohole besitzen einen etwas niedrigeren Brennwert als Kohlenhydrate, nämlich 2,4 kcal/g und ihre Süßkraft beträgt circa 50 - 120 % der Saccharose, abhängig vom verwendeten Zuckeralkohol. Um die Süßkraft zu erhöhen, werden Zuckeralkohole gerne als Mischung mit Süßstoffen eingesetzt (58).

Ein kurzer Einblick in die Welt der Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind einfach aufgebaute Moleküle. Sie bestehen aus Kohlenstoffatomen (C), Wasserstoffatomen (H) und Sauerstoffatomen (O). Kompliziertere Verbindungen besitzen auch noch andere Atome im Molekül.

Mengenmäßig stellen die Kohlenhydrate den größten Anteil der auf der Erde vorkommenden organischen Substanzen dar. Sie sind vorwiegend pflanzlichen Ursprungs, bilden aber einen Hauptbestandteil der Nahrung vieler Tiere und des Menschen. Sie sind aber nicht nur Nahrungs- und Reservestoff, sondern erfüllen mancherlei spezifische Funktionen: Kohlenhydrate sind Bestandteile der Nucleinsäuren, sie dienen als Stütz- und Gerüstsubstanzen (Cellulose, Glykosaminoglykane), und sie bilden Bestandteile von Zellmembranen (3). Man unterscheidet die Kohlenhydrate unter anderem durch die Anzahl der Kohlenstoffatome (z.B.: Triosen = 3 C Atome, Pentosen = 5 C Atome, Hexosen = 6 C Atome usw.). Die Moleküle liegen nicht gestreckt vor, sondern bilden einen Ring.

Diese Moleküle können entweder ungebunden bleiben (Monosaccharid) oder sich miteinander verbinden (Di-, Tri-, Oligo-, Polysaccharide). Stärke ist ebenfalls ein Kohlenhydrat und die Speicherform von Glukose in Pflanzen. Aufgrund der vielen Glucosemoleküle die aneinandergehängt sind, bezeichnet man sie auch als ein Polysaccharid (was auf Deutsch so viel heißt wie Mehrfach-, oder Vielfachzucker). Die Saccharose gehört zu den Disacchariden die in vielen Formen am Markt angeboten wird (Kandiszucker, Würfelzucker, Puderzucker,...). Sie besteht aus einer Hexose (Hexa: griechische Vorsilbe für die Zahl sechs, was bedeutet, dieses Zuckermolekül besteht aus sechs Kohlenstoff-Atomen; z.B.: Glucose) und einer Pentose (pente: griechische Vorsilbe für fünf; Fruktose) die über eine chemische Bindung miteinander verbunden sind um ein Disaccharid auszubilden.

Die Verdauung des in der Nahrung dominierenden Kohlenhydrats, der Stärke, beginnt mit Hilfe eines Enzyms im Mund, wobei es in kleinere Moleküle zerlegt wird um im Darm schließlich als Glukose vorzuliegen (4). Glukose (auch Traubenzucker genannt) braucht nicht mehr weiter verdaut werden, es liegt schon in der für den Körper verwertbaren Form vor und kann daher direkt verwertet werden, ohne dass zuvor Abbauvorgänge stattfinden müssen. Die Aufnahme in den Blutkreislauf kann daher bereits über die Mundschleimhäute erfolgen. Sie wird dann entweder in den Zellen „verbrannt“ um Energie zu gewinnen oder in der Leber gespeichert (als Glykogen, der Speicherform von Glukose in Tieren). Auch die Saccharose muss, wie die Stärke, zunächst in ihre Bestandteile zerlegt werden (durch ein spezielles Enzym, die Saccharase). Die freigesetzte Glukose wird, wie bereits oben erwähnt, über einen aktiven Transport in der Darmschleimhaut in die Blutgefäße transportiert. Die freigesetzte Fruktose benötigt für den Übergang in den Blutkreislauf einen Transportkanal, der sie passiv durch die Darmwand schleust. Die Aufnahme benötigt daher etwas mehr Zeit als für Glukose, was dazu führt, dass nie die gesamte Fruktose aufgenommen wird, was bei hohen Mengen zu Blähungen führen kann. Wird die Fruktose gemeinsam mit Sorbitol (ein Zuckeralkohol der aus Fruktose gewonnen wird) konsumiert, führt das zur Blockierung des Transportenzyms und damit einer noch schlechteren Verträglichkeit von Fruktose. Gemeinsam mit Glukose erfolgt die Aufnahme etwas schneller, da sie die Aktivität des Transportproteins verstärkt. Da Fruktose so langsam aufgenommen wird (verstärkt durch Sorbitol), wird nie die gesamte Fruktose-Menge vom Darm in die Blutbahn befördert. Die Fruktose wird im Dickdarm von den Darmbakterien verwertet. Dies kann zu Blähungen und Durchfall führen (62). Laktose ist ein Disaccharid aus Galaktose und Glukose und muss durch das Enzym Lactase gespalten werden. Galaktose und Glukose werden dann über einen aktiven Transport in die Blutbahn aufgenommen.

Wenn die Funktion der Darmmukosa (Darmschleimhaut) aus genetischen oder pathologischen Gründen gestört ist, zeigen die Betroffenen gegenüber Nahrungszuckern deutliche Intoleranz. Es kommt zur Diarrhöe und dadurch zu großen Wasser- und Elektrolytverlusten. Sehr häufig ist die Laktoseintoleranz (auch Milchzuckerunverträglich genannt) bei zu geringer Konzentration an Lactase (das Enzym das für die Zerkleinerung des Disaccharids Laktose verantwortlich ist) und die Fruktosemalabsorbtion. Fruktosemalabsorbtion (nicht zu verwechseln mit der Fruktoseintoleranz) liegt vor, wenn der Transportkanal (Transportenzym) schlecht oder gar nicht funktioniert, also Defekt ist. Fruktose gelangt vermehrt in den Dickdarm, hält Wasser im Darm zurück und wird dort von den Darmbakterien abgebaut. Obst und Produkte die Fruktose enthalten führen somit zu Bauchschmerzen, Blähungen und Durchfall (62).

Die Laktoseintoleranz (also eine zu geringe Konzentration oder komplettes Fehlen des Enzyms Laktase) ist eigentlich ein normaler Zustand eines jeden Erwachsenen. Ursprünglich war die Verdauung von Milch nur im Säuglings und Kleinkindalter notwendig. Solange man

Milch trinkt, wird auch Laktase produziert. Danach sinkt die Bildung des Enzyms allmählich auf Null und der Milchzucker kann nicht mehr aufgespalten werden (63).

Als die Menschen in kühlere Regionen der Erde zogen, begannen sie mit der Viehzucht und es setzte sich langsam auch der Konsum von Milch bei Erwachsenen durch. Möglich wurde dies durch eine Mutation, die bewirkte, dass das Laktase-Gen auch bei Erwachsenen Menschen noch aktiv war, was anscheinend einen Selektionsvorteil gegenüber laktoseintoleranten Personen bedeutete. In Nordeuropa vertragen 70 % der erwachsenen Menschen Laktose, besitzen also ein aktives Gen, das für die Bildung des Enzyms verantwortlich ist. Dort wo sich der Konsum von Milch bei Erwachsenen nicht durchgesetzt hatte können nur 5 % Laktose aufspalten, sind also intolerant gegenüber Laktose. Das sind vor allem Menschen aus Südostasiatischen Ländern und aus einigen Ländern Afrikas (63). Die nicht gespaltene Laktose kann nicht im Dünndarm resorbiert werden und wird in den Dickdarm weitertransportiert, wo es Wasser im Darmlumen zurück hält und durch die Darmflora abgebaut wird - Symptome sind ein starker Durchfall, Bauchschmerzen und Blähungen.

„Messung“ der Süßkraft

Die Süßkraft ist eine Dimensionslose Größe. Die Messung ist problematisch, da es keine Geräte zur Messung der Süße gibt. Stattdessen stellt man eine 10 %ig Lösung der zu messenden Substanz her und lässt Versuchspersonen (Probanden) diese Lösung schmecken. Danach wird die Lösung verdünnt und wieder geschmeckt, dann wieder Verdünnt und so weiter, bis die Probanden nichts mehr schmecken können. Auf diesen Weg wird dann die Süßkraft abgeschätzt und kann mit anderen Süßstoffen verglichen werden, wobei ein 10 %ige Lösung von Saccharose als Ausgangswert genommen wird und auf eins gesetzt wird (84). Da die Geschmacksempfindung bei keinem Menschen gleich ist und die Methoden der Messung auch nicht einheitlich sind, bekommt man rein Subjektive Ergebnisse und derselbe Süßstoff bekommt bei anderen Probanden oder einer anderen Messmethode eine komplett andere Bewertung (84).

Süßstoffe als Ersatz für Zucker

Der Ersatz von Zucker durch Süßungsmittel hat primär den Zweck, Diabetikern und Übergewichtigen Menschen das Leben zu erleichtern. Diabetiker sollten soweit als möglich Zucker meiden, und nicht mehr als 50g/Tag davon konsumieren. Man muss bedenken, dass die erlaubt Menge an Zucker sehr rasch erreicht wird, da auch Obst, Fruchtsäfte oder einige Fertigprodukte Zucker in jeglicher Form enthalten. Als Getränke bleibt daher eigentlich nur noch ungesüßter Tee, Wasser oder Mineralwasser über. Nicht gerade einfach, wenn man immer gerne Süßes gegessen und getrunken hat (ich habe bereits in der Einleitung erwähnt, dass der Mensch von Geburt an auf Süßes geprägt ist) und erfährt, man muss sich nun sehr stark einschränken. Diabetiker können somit gesüßten Tee, Kaffee, Limonaden trinken oder auch mal Süßspeisen essen, ohne ihren Zuckerhaushalt zu sehr durcheinander zu bringen. Menschen mit Übergewicht sollten generell ihren Kalorienkonsum etwas einschränken. Dazu ist es notwendig, die Menge an Fett und an leicht verfügbaren Kohlenhydraten (Zucker) einzuschränken. Mit Süßstoffen kann der Zuckerkonsum extrem reduziert werden - vor allem gezuckert Limonaden bedeuten eine enorme Menge an aufgenommenen Kalorien. Oft bewirken hier schon mit Süßstoff gesüßte Limos erste Gewichtsverluste und motivieren zum weitermachen - da die Umstellung auch nicht so schwer fällt.

Weitere Fähigkeiten von Süßstoffen

Einige Süßstoffe haben außer der Fähigkeit Lebensmittel süß schmecken zu lassen, auch noch andere Eigenschaften. Sie wirken als Geschmacksverstärker, wie zum Beispiel Acesulfam-K.

So muss man, wenn man es genau nimmt, die süße einer Substanz von seinem Potential die Süßkraft zu verstärken, unterscheiden (7).

Eine Besonderheit ist Miraculin, das aus bestimmten Früchten gewonnen wird. Miraculin selbst ist Geschmacklos. Kombiniert man aber diese Substanz mit einem sauer schmeckenden Lebensmittel, so wandelt sie denn sauren in einen süßen Geschmack um. Wie dieser Vorgang genau (also chemisch gesehen) funktioniert ist noch nicht geklärt (8).

[...]


Ende der Leseprobe aus 32 Seiten

Details

Titel
Alles über Süßstoffe: von Aspartam über Cyclamat bis Stevia, Fruchtzucker und Zucker
Autoren
Jahr
2010
Seiten
32
Katalognummer
V180934
ISBN (eBook)
9783656045700
ISBN (Buch)
9783656045052
Dateigröße
540 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Süßstoff, Süßstoffe, Aspartam, Aspartame, Cyclamat, Zyklamat, Stevia, Steviosid, Stevioside, Fruchtzucker, Fruktose, Zucker, Sven-David Müller, Diätassistent, Diätetik, Steviolglycoside, Saccharin, ist Süßstoff gesund, Süßstoff und Krebs, macht Süßstoff Hunger, hungrig durch Süßstoff, Nachteile Süßstoff, Saccharose
Arbeit zitieren
M.Sc. Sven-David Müller (Autor)Jasmin Schwarz (Autor), 2010, Alles über Süßstoffe: von Aspartam über Cyclamat bis Stevia, Fruchtzucker und Zucker, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/180934

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