Was ist der Unterschied zwischen Zucker, anderen natürlichen Süßstoffen und künstlichen Süßstoffen?

Was ist der Unterschied zwischen Zucker, anderen natürlichen Süßstoffen und künstlichen Süßstoffen?
Zucker ist nur einer von vielen Geschmacksverstärkern, die Menschen und Unternehmen zum Süßen von Lebensmitteln und Getränken verwenden. Marie LaFauci/Moment über Getty Images

Ein kurzer Spaziergang durch den Getränkegang eines jeden Eckladens zeigt den unglaublichen Einfallsreichtum der Lebensmittelwissenschaftler auf der Suche nach süßen Aromen. In einigen Getränken finden Sie Zucker. Eine Diätlimonade kann einen künstlichen oder natürlichen kalorienarmen Süßstoff enthalten. Und in fast allem anderen findet sich Maissirup mit hohem Fructosegehalt, der König der US-Süße.

Ich bin ein Chemiker, der Verbindungen untersucht, die in der Natur vorkommen, und ich bin auch ein Liebhaber von Essen. Bei verwirrenden Lebensmitteletiketten, die behaupten, dass Lebensmittel und Getränke Diät, zuckerfrei oder „ohne künstliche Süßstoffe“ sind, kann es verwirrend sein, genau zu wissen, was Sie konsumieren.

Was sind also diese süßen Moleküle? Wie können Rohrzucker und künstliche Süßstoffe so ähnliche Aromen erzeugen? Zunächst ist es hilfreich zu verstehen, wie Geschmacksknospen funktionieren.

Geschmacksknospen und Chemie

Das "Geschmackskarte“ – die Vorstellung, dass Sie auf verschiedenen Teilen Ihrer Zunge unterschiedliche Aromen schmecken – ist weit von der Wahrheit entfernt. Überall, wo Geschmacksknospen vorhanden sind, können die Menschen alle Geschmacksrichtungen schmecken. Was ist also eine Geschmacksknospe?

Geschmacksknospen sind Bereiche auf Ihrer Zunge, die Dutzende von Geschmacksrichtungen enthalten Rezeptorzellen. Diese Zellen können die fünf Geschmacksrichtungen erkennen – süß, sauer, salzig, bitter und umami. Beim Essen werden Nahrungsmoleküle im Speichel gelöst und dann über die Geschmacksknospen gespült, wo sie an die verschiedenen Geschmacksrezeptorzellen binden. Nur Moleküle mit bestimmten Formen können an bestimmte Rezeptoren binden, wodurch unterschiedliche Geschmacksrichtungen wahrgenommen werden.

Moleküle, die süß schmecken, binden an bestimmte Proteine ​​​​auf den Geschmacksrezeptorzellen, die als bezeichnet werden G-Proteine. Wenn ein Molekül diese G-Proteine ​​bindet, löst es eine Reihe von Signalen aus, die an das Gehirn gesendet werden, wo es als süß interpretiert wird.

Natürlicher Zucker

Natürliche Zucker sind Arten von Kohlenhydraten, die als . bekannt sind Saccharide die aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff bestehen. Sie können sich Zucker als Ringe aus Kohlenstoffatomen vorstellen, an denen Paare von Sauerstoff und Wasserstoff an der Außenseite der Ringe befestigt sind. Die Sauerstoff- und Wasserstoffgruppen machen Zucker bei Berührung klebrig. Sie verhalten sich wie Klettverschlüsse und haften an den Sauerstoff- und Wasserstoffpaaren anderer Zuckermoleküle.

Die einfachsten Zucker sind Einzelmolekülzucker, die Monosaccharide genannt werden. Sie haben wahrscheinlich schon von einigen davon gehört. Glukose ist der einfachste Zucker und wird hauptsächlich von Pflanzen hergestellt. Fructose ist ein Zucker aus Früchten. Galaktose ist ein Zucker in Milch.

Haushaltszucker – oder Saccharose, das aus Zuckerrohr stammt – ist ein Beispiel für ein Disaccharid, eine Verbindung aus zwei Monosaccharide. Saccharose wird gebildet, wenn a Glukosemolekül sowie ein Fructosemolekül sich zusammenschließen. Andere übliche Dissacharide sind Laktose aus Milch und Maltose, die aus Getreide kommt.


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Wenn diese Zucker gegessen werden, verarbeitet der Körper jeden von ihnen etwas anders. Aber schließlich werden sie in Moleküle zerlegt, die Ihr Körper in Energie umwandelt. Die Energiemenge aus Zucker – und allen Nahrungsmitteln – wird in Kalorien gemessen.

Maissirup mit hohem Fructosegehalt

Maissirup mit hohem Fructosegehalt ist ein Grundnahrungsmittel in den USA, und dieser hybride Zuckersüßstoff braucht eine eigene Kategorie. Maissirup mit hohem Fructosegehalt wird aus Maisstärke hergestellt – dem wichtigsten Kohlenhydrat in Mais. Maisstärke besteht aus Tausende von Glukosemolekülen zusammengebunden. Im industriellen Maßstab wird die Stärke mit Hilfe von Enzyme. Diese Glucose wird dann mit einem zweiten Enzym behandelt, um einen Teil davon in Fructose umzuwandeln. Im Allgemeinen ist Maissirup mit hohem Fructosegehalt ungefähr 42%-55% Fruktose.

Diese Mischung ist süß und billig in der Herstellung, hat aber einen hohen Kaloriengehalt. Wie bei anderen natürlichen Zuckern, zu viel Maissirup mit hohem Fructosegehalt ist schlecht für Ihre Gesundheit. Und da die meisten verarbeiteten Lebensmittel und Getränke vollgepackt sind, ist es leicht, zu viel zu konsumieren.

Natürliche zuckerfreie Süßstoffe

Die zweite Kategorie von Süßstoffen könnte als natürliche zuckerfreie Süßstoffe definiert werden. Dies sind Lebensmittelzusatzstoffe wie Stevia und Mönchsfrüchte sowie natürliche Zuckeralkohole. Diese Moleküle sind zwar keine Zucker, können sich aber dennoch an die süßen Rezeptoren binden und schmecken daher süß.

Stevia ist ein Molekül, das aus den Blättern der Stevia redaudiana Pflanze. Es enthält „süße“ Moleküle, die viel größer als die meisten Zucker sind und an denen drei Glukosemoleküle befestigt sind. Diese Moleküle sind 30- bis 150-mal süßer als Glukose selbst. Die süßen Moleküle der Mönchsfrucht ähneln Stevia und sind 250-mal süßer als Glukose.

Der menschliche Körper hat es wirklich schwer, sowohl Stevia als auch Mönchsfrüchte abzubauen. Obwohl sie beide wirklich süß sind, bekommst du keine Kalorien, wenn du sie isst.

Zuckeralkohole, wie beispielsweise Sorbital, sind nicht so süß wie Saccharose. Sie sind in einer Vielzahl von Lebensmitteln enthalten, darunter Ananas, Pilze, Karotten und Seetang, und werden häufig Diätgetränken, zuckerfreiem Kaugummi und vielen anderen Lebensmitteln und Getränken zugesetzt. Zuckeralkohole bestehen aus Ketten von Kohlenstoffatomen anstelle von Kreisen wie normaler Zucker. Obwohl sie aus den gleichen Atomen wie Zucker bestehen, werden Zuckeralkohole vom Körper nicht gut aufgenommen und gelten daher als kalorienarme Süßstoffe

Künstliche Süßstoffe

Die dritte Möglichkeit, etwas Süßes zuzubereiten, besteht darin, hinzuzufügen künstliche Süßstoffe. Diese Chemikalien werden in Labors und Fabriken hergestellt und kommen in der Natur nicht vor. Wie alles, was süß schmeckt, tun sie dies, weil sie an bestimmte Rezeptoren in den Geschmacksknospen binden können.

Bisher hat die US-amerikanische Food and Drug Administration zugelassene sechs künstliche Süßstoffe. Die bekanntesten sind wohl Saccharin, Aspartam und Sucralose – besser bekannt als Splenda. Künstliche Süßstoffe haben alle unterschiedliche chemische Formeln. Einige ähneln natürlichen Zuckern, während andere radikal anders sind. Sie sind normalerweise um ein Vielfaches süßer als Zucker – Saccharin ist unglaubliche 200 bis 700 Mal süßer als Haushaltszucker – und einige von ihnen sind für den Körper schwer abbaubar.

Während ein süßes Dessert für viele ein einfacher Genuss sein mag, ist die Chemie, wie Ihre Geschmacksknospen Süße wahrnehmen, nicht so einfach. Nur Moleküle mit der perfekten Kombination von Atomen schmecken süß, aber Körper gehen mit jedem dieser Moleküle anders um, wenn es um Kalorien geht.Das Gespräch

Über den Autor

Kristine Nolin, außerordentliche Professorin für Chemie, Universität von Richmond

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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