Bei dem Wort Zucker denken die meisten als erstes an das kristalline Pulver bzw. die weißen Würfel in der heimischen Zuckerdose. Doch dieser Haushaltszucker ist nur eine von zahlreichen anderen Formen in der „Zucker“ in der Natur bzw. in unseren Lebensmitteln vorkommen. Je nachdem, in welchem Zusammenhang das Wort verwendet wird, können sich dahinter verschiedene Zuckerarten mit unterschiedlichsten Eigenschaften verbergen. „Zucker“ in Rezepten oder in der Zutatenliste auf Lebensmittelverpackungen meint zumeist den normalen Kristall- oder Haushaltszucker (Saccharose). Ist von „Blutzucker“ die Rede, ist in erster Linie Glucose (Traubenzucker) gemeint. Auch Aussagen wie „Zucker ist schlecht für die Gesundheit“, beziehen sich im Wesentlichen nur auf einige bestimmte Zuckerarten. Alle Zuckerformen in diesen Topf zu werfen wäre falsch, denn es gibt durchaus auch eine Reihe „intelligenter Zucker“.
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Eine kurze Chemiestunde
Zucker gehören zur Gruppe der Kohlenhydrate, die umgangssprachlich oft auch als „Zuckerverbindungen“ bezeichnet werden. Tatsächlich gehören hierzu sowohl einfachste kleine Zuckermoleküle (Einfachzucker oder Monosaccharide) sowie daraus zusammengesetzte größere Zuckerverbindungen wie Zweifachzucker (Disaccharide), Mehrfachzucker (Oligosaccharide) oder auch hochkomplexe Vielfachzucker (Polysaccharide). In der Regel wird der Begriff „Zucker“ jedoch nur für Einfach- und Zweifachzucker verwendet.
Überblick: Die wichtigsten Kohlenhydrate
| Aufbau | Vertreter | |
|---|---|---|
| Einfachzucker (Monosaccharide) | einfache Grundbausteine der Kohlenhydrate |
Glucose (Traubenzucker) Fructose (Fruchtzucker) Galactose (Schleimzucker) Tagatose Ribose |
| Zweifachzucker (Disaccharide) | zusammengesetzt aus 2 Zuckerbausteinen |
Saccharose (Rohr- bzw. Haushaltszucker) (Glucose + Fructose) Lactose (Milchzucker) (Glucose + Galactose) Maltose (Malzzucker) (Glucose + Glucose) Isomaltulose (Glucose + Fructose) Trehalose (Glucose + Glucose) |
| Mehrfachzucker (Oligosaccharide) | zusammengesetzt aus 3-9 Zuckerbausteinen |
Raffinose (Dreifachzucker in Melasse) (Galactose + Glucose + Fructose) |
| Vielfachzucker (Polysaccharide) | zusammengesetzt aus 10 bis mehreren Tausend Zuckerbausteinen |
Stärke (Glucosespeicher der Pflanzen) Glycogen (Glucosespeicher des Menschen) Ballaststoffe wie Cellulose, Pektin, Chinin |
Wie werden Zucker im Darm verwertet?
Der Körper kann im Darm nur Einfachzucker aufnehmen. Alle anderen Zuckerverbindungen, egal ob einfache Zucker oder komplexe Kohlenhydrate, müssen erst mit Hilfe von Enzymen in ihre Bestandteile zerlegt werden. Das beginnt teilweise schon im Mund. Speichel enthält das Stärke-spaltende Enzym Amylase, das bereits beim Kauen, die langen Glucoseketten der Stärke in kürzere Fragmente spaltet. Das merken Sie zum Beispiel, wenn Sie Brot mal für ein paar Minuten gut kauen. Sie werden schnell merken, wie süß es plötzlich schmeckt.
Der Hauptteil der Kohlenhydratverdauung findet jedoch im Dünndarm statt. Hier gibt es eine Reihe von speziellen Enzymen, mit unterschiedlichen Aufgaben. Einige wie die Pankreas-Amylase zersetzen komplexe Zuckerketten wie Stärke in kleinere Fragmente. Andere wie Alpha-Glucosidase zerlegen diese Fragmente weiter in ihrer Einfachzucker-Bausteine. Auch von der Stärke aus Brot, Nudeln, Reis und Kartoffeln bleibt nach der Verdauung folglich nichts weiter übrig, als einzelne Glucosebausteine, die in das Blut übergehen. Für einige Zweifachzucker existieren sogar eigene Verdauungsenzyme wie Maltase für Malzzucker, Lactase für Milchzucker oder Trehalase für Trehalose.
Der kleine feine Unterschied
Ob Kohlenhydrate bzw. Zucker überhaupt verdaut werden können und wie schnell dies von statten geht, hängt teilweise von einem winzigen Detail ab: der Art der Verknüpfung der einzelnen Zuckerbausteine. Viele Verdauungsenzyme können nur eine bestimmte Art von Bindung spalten oder haben zu einer Bindungsart eine höhere Affinität als zu einer anderen. Ballaststoffe wie Cellulose oder Pektin beispielsweise sind im Grunde genommen nichts anderes, als Kohlenhydrate für deren Verdauung unserm Darm die passenden Enzyme fehlen.
Bei einigen Zuckern entscheidet die Art der Bindung, wie schnell diese verdaut werden und wie sie sich folglich auf den Körper auswirken. Die beiden Zweifachzucker Saccharose und Isomaltulose beispielsweise bestehen beide aus Glucose und Fructose und werden vom gleichen Enzym verdaut. Allein die unterschiedliche Verknüpfung zwischen den beiden Zuckerbausteinen sorgt dafür, dass Isomaltulose deutlich langsamer verdaut wird, die freigesetzte Glucose nur stückchenweise in den Blutkreislauf gelangt und der Blutzuckerspiegel dadurch stabiler bleibt.
Wofür braucht unser Körper Zucker?
Zucker haben im Körper wichtige Funktionen. Sie sind eine wichtige Energiequelle und essenzielle Bausteine für verschiedene Zellbestandteile. Wie wichtig Zucker für den Körper sind, beweist auch die Tatsache, dass der Körper den wichtigen Treib- und Baustoff selbst herstellen kann und sich nicht allein auf die Zufuhr über die Nahrung verlässt.
Treibstoff für Gehirn und Muskeln
Zucker ist ein schneller Energielieferant für die Zellen, insbesondere für die Gehirn- und Muskelzellen. Der Körper nutzt hierfür überwiegend Glucose, kann aber auch andere Zucker wie Fructose oder Galactose zur Energiegewinnung verwerten.
Glucose wird über einen speziellen Stoffwechselprozess namens Glycolyse zu Pyruvat abgebaut. Dieses wird anschließend in den Kraftwerken der Zellen, den Mitochondrien, zur Gewinnung von ATP weiter verstoffwechselt. ATP (Adenosintriphosphat) stellt letztlich den eigentlichen Treibstoff für zahlreiche Stoffwechselreaktionen dar, wie Stofftransporte, Synthesereaktionen, Entgiftungsprozesse, Regenerationsprogramme und, und, und.
ATP liefert z. B. die Energie für Muskelkontraktionen. Diese ermöglicht uns nicht nur sportliche Höchstleistungen, sondern auch jeden Herzschlag oder das komplizierte Gesichtsmuskelspiel beim Sprechen und Lächeln. Um den enormen Zuckerbedarf zu decken und uns im Notfall direkt los sprinten zu lassen zu, verfügt die Skelettmuskulatur über eigene Zuckerspeicher in Form von Glycogen.
Daneben betreibt ATP auch spezielle Pumpen in den Zellmembranen, die permanent für ein Gleichgewicht an positiv und negativ geladenen Ionen innerhalb und außerhalb der Zelle sorgt. Das ist z. B. entscheidend für den „Stromfluss“ in den Nervenzellen, ohne den das Gehirn so nützlich wie ein Computer ohne Strom wäre. Da die Schaltzentrale im Kopf einem Hochleistungsrechner gleicht, ist es wenig verwunderlich, dass das Gehirn zur Energiegewinnung pausenlos Zucker aus dem Blut zieht. Auf diesem Weg verbraucht es etwa 150 g Glucose (etwa 50 Würfelzucker) am Tag, was rund 75% des kompletten Zuckerverbrauchs im Ruhezustand entspricht. Um nur allein den hohen Bedarf des Gehirns zu decken, wird der Blutzuckerspiegel im gesunden Körper permanent konstant gehalten und kontinuierlich aus den Zuckerspeichern (Glycogen) in der Leber, durch neugebildete Glucose aus Aminosäuren (Eiweißbausteinen) oder mit Zucker aus der Nahrung nachgefüllt.
Doch warum nutzen Zellen bevorzugt Zucker als Energiequelle, wo Fette mit ihrem höheren Kaloriengehalt der effektivere Brennstoff wären? Die Antwort ist ziemlich einfach: Die Energiegewinnung aus Zuckern bedeutet für Zellen deutlich weniger Aufwand. Gerade die großen Energieverbraucher Gehirn und Muskeln bevorzugen den schnellen Energielieferanten und greifen erst bei Zuckerknappheit auf die Fettverbrennung zurück.
Baustein für die Zellen
Einige Zucker sind essenzielle Bestandteile von Zellstrukturen. Den wohl wichtigsten Platz hat in diesem Zusammenhang Ribose inne. Diese bildet das Rückgrat für den DNS-Strang, auf dem unser Erbgut gespeichert ist. Gleichzeitig ist sie fester Bestandteil von Energieüberträgern (ATP, GTP) und Co-Faktoren ( NADH, NADPH), die für nahezu jeden Stoffwechselweg benötigt werden.
Doch auch andere Zucker sind für die Zellstruktur von Bedeutung. Galactose bildet zusammen mit Eiweißen sogenannte Glycoproteine, die zum Beispiel den Informationsaustausch zwischen Zellen oder den Empfang von Hormonsignalen ermöglichen.
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