Saccharose – der Stoff, der das Leben versüsst!

Was ist Saccharose oder Zucker?

Chemisch betrachtet, gehört Zucker zu den Kohlenhydraten, den sogenannten Sacchariden. Zu diesen bekannten Naturstoffen zählen auch Stärke und Cellulose. Die Summenformel dieser natürlich vorkommenden Stoffe lautet Cn(H2O)n. Die Kohlenhydrate werden eingeteilt in:

1. Monosaccharide (einfache Zucker wie Glukose, Fruktose und Galactose)
2. Oligosaccharide (etwa Saccharose und Maltose)
3. Polysaccharide (beispielsweise Cellulose, Agar, Chitin, Glykogen)

Monosaccharide können unter Alkoholeinfluss und unter Abspaltung von Wasser Glykoside bilden. Reagieren hingegen zwei Monosaccharide miteinander, so werden Disaccharide und im weiteren Verlauf Oligo- und Polysaccharide gebildet. Tritt immer das gleiche Monosaccharid als Baustein auf, wird die Reaktionsfolge Polykondensation genannt. Beim Rohrzucker Saccharose hingegen ist eine α-D-Glukose mit einer β-D-Fruktose glykosidisch verknüpft. Die Bildung von Saccharose erfolgt unter Wasseraustritt.

Wie entsteht Zucker etwa im Zuckerrohr?

Die Pflanzen sind die Primärproduzenten von Biomasse auf diesem Planeten. Die mithilfe von Licht, chemischer Energie und anorganischen Substanzen in einem Prozess namens Fotosynthese gebildeten Kohlenhydrate bilden die Grundlage für den sogenannten organischen Kohlenkreislauf. Jede organische Substanz enthält Kohlenstoffatome, dessen Bindung (Assimilation) sowie Abbau (Dissimilation) durch das Zusammenspiel aus Kohlenstoff-Produzenten und -Konsumenten stets auf natürliche Weise aufrechterhalten wird. Die Biosynthese von Saccharose findet im Zytoplasma der Pflanzenzellen statt. Während die beiden Monosaccharide Fruktose und Glukose bei der Kohlenstoffassimilation in den Chloroplasten entstehen (der sogenannte Calvin-Zyklus), ist die Saccharose Ergebnis von Zellprozessen im Cytosol. Für die Pflanze besteht somit die Möglichkeit, Fruktose und Glukose in den Chloroplasten zu Stärke zu verarbeiten oder diese in weiteren Reaktionsschritten ausserhalb dieser Zellstruktur umzuwandeln. Die so gebildete Saccharose ist der wichtigste Transportzucker innerhalb der Pflanzen und wird in den pflanzlichen Wachstumszonen und Speichergeweben benötigt.

Welche chemischen und physikalischen Eigenschaften besitzt Saccharose?

Saccharose ist ein Kohlenhydrat mit der chemischen Summenformel C12H22O11. Alternativ ist sie auch unter folgenden Namen in Gebrauch:

• Sucrose
• Kristallzucker
• Rohrzucker
• Rübenzucker
• Haushaltszucker
• α-D-Glucopyranosyl-β-D-fructofuranosid
• β-D-Fructofuranosyl-α-D-glucopyranosid

Als ein nicht-reduzierendes Disaccharid sind die anomeren C-Atome der Saccharose O-glycosidisch miteinander verknüpft. Zu den physikalischen Eigenschaften des Moleküls gehören:

1. Saccharose schmilzt bei 185 Grad und karamellisiert. Bei der weiteren Verbrennung entstehen Zuckerkohle sowie stark riechende Gase.
2. Saccharose besitzt unter Normalbedingungen eine sehr gute Löslichkeit in Wasser.
3. Die Sättigung der Zuckerlösung beträgt bei 20 Grad Celsius 66 Prozent (1,33 Kilogramm pro Liter) und bei 100 Grad Celsius 84 Prozent (1,44 Kilogramm pro Liter).

Im Wasser spaltet sich Saccharose in ihre Bestandteile auf und es entsteht ein Fruktose-Glukose-Gemisch. Dieses wird aufgrund seiner optischen Eigenschaften und der Drehung von polarisiertem Licht Invertzucker genannt.

Was ist der Unterschied zwischen Haushaltszucker und Kristallzucker?

Zucker wird im Handel und als Lebensmittel in verschiedenen Formen angeboten. Der durchschnittliche jährliche Pro-Kopf-Verbrauch beträgt in der Schweiz in etwa fünfunddreissig Kilogramm. Folgende Zuckersorten können voneinander unterschieden werden.

1. Kristallzucker wird aus Zuckerrüben oder Zuckerrohr gewonnen und durch Raffination gereinigt. Es handelt sich um den meistgebrauchten Haushaltszucker und wird zum Backen und Süssen verwendet.
2. Puderzucker ist ein gemahlener Kristallzucker, der vor allem für Zuckerglasuren, zum Dekorieren und Bestäuben verwendet wird.
3. Würfelzucker ist ein in Form gepresster Zucker zum Süssen von Heiss- und Kaltgetränken.
4. Hagelzucker wird aus Zuckerblöcken gelöst und hauptsächlich zum Dekorieren verwendet, etwa bei Gebäck.
5. Kandiszucker entsteht beim langsamen Auskristallisieren von Zuckerlösungen und wird zum Süssen von Rumtöpfen, Punsch oder Likören verwendet. Mit Zuckercouleur und Karamellzucker versetzt entsteht brauner Kandiszucker.
6. Brauner Zucker enthält Karamell und andere Bräunungsprodukte, wie Aminosäuren. Er wird etwa für Honig- oder Lebkuchen verwendet und hat ein spezielles Aroma.

Warum ist Zucker süss?

Der menschliche Geschmackssinn ist ein Sinneseindruck, der aus einem Zusammenspiel aus Geruch, Geschmack sowie dem Temperatur- und Tastgefühl entsteht. Dieser sogenannten gustatorischen Wahrnehmung werden fünf Geschmacksqualitäten zugeordnet:

• Süss
• Sauer
• Bitter
• Salzig
• Umami

Die Geschmacksrezeptoren befinden sich auf der Zunge an jeweils anderen Positionen, wobei sich die Süssrezeptoren vor allem am Zungenrand und der Zungenspitze befinden. Die sogenannte Süsskraft steht als dimensionslose Zahl in Relation zum Haushaltszucker, dem der Wert Eins zugeordnet wird. Die Süssheit eines Stoffes entspricht somit einem Vielfachen von Saccharose oder umgekehrt.

Welche Lebensmittel enthalten die meiste Saccharose?

Kohlenhydrate beziehungsweise Saccharide nehmen den weitaus grössten Anteil, nämlich zwei Drittel, der weltweiten Biomasse in Anspruch. Damit sind Kohlenhydrate Vitalstoffe und ein zentraler Bestandteil des menschlichen und tierischen Energiestoffwechsels. Während die Monosaccharide Fruktose und Glukose überwiegend in Früchten und Honig vorzufinden sind, wird Cellulose von allen Pflanzen gebildet. Bei der Zusammensetzung von Lebensmitteln wird somit zumeist der gesamte Kohlenhydratanteil angegeben. Auf diesen wiederum entfallen der Gesamtzuckeranteil und dessen einzelne Zuckerbestandteile. Die Menge der Zuckermoleküle schwankt somit und kann aus folgenden Nahrungsmitteln gewonnen werden:

• Saccharose: Zuckerrüben, Zuckerrohr
• Lactose: Milch, Milchprodukte
• Maltose: natürlich im Honig, künstlich in Malz und Stärke
• Stärke: Getreide, Wurzeln, Gemüse
• Raffinose: Getreide, Knollen, Zwiebeln
• Cellulose: Bestandteil aller Pflanzen

Warum führt starker Zuckerkonsum zu Übergewicht?

Sowohl die Wirkung von Übergewicht als auch von Untergewicht auf den menschlichen Körper kann die Entwicklung chronischer Krankheiten auslösen. Die Körperproportionen und Gewichtseinteilungen richten sich nach dem Body-Mass-Index (BMI). Hier wird zwischen Untergewicht, Normalgewicht, Übergewicht und Fettleibigkeit unterschieden. Für die Speicherung und Verwertung von Zucker und Kohlehydraten ist der Glukosestoffwechsel verantwortlich. Der Vitalstoff Glukose wird entweder zur sofortigen Energiegewinnung oder zur Energiespeicherung in Form von Glykogen genutzt. Glykogen wird hauptsächlich in der Leber sowie den Muskeln gespeichert. Wird Zucker mit der Nahrung aufgenommen, steuern Hormone wie Insulin, Adrenalin, Cortisol sowie Glukagon den Blutzuckerspiegel. Nach Empfehlungen der WHO sollte Zucker nur zehn Prozent der täglichen Nahrungsaufnahme ausmachen. Ist dies nicht der Fall, steigt das Krankheitsrisiko von Diabetes mellitus, Herzinfarkten sowie von Karies erheblich.