Einfachzucker und komplexe Zucker gehören zur Gruppe der Kohlenhydrate - einer Gruppe von Verbindungen, die vor allem in Pflanzen vorkommt und eine Energiequelle für die menschliche Ernährung darstellt. Wie kann man Einfachzucker von komplexen Zuckern unterscheiden? Wo kommen sie vor? Welche Rolle spielen sie im Körper?
Was sind Einfachzucker?
Zucker sind eine Gruppe chemischer Verbindungen, die aufgrund ihrer elementaren Zusammensetzung auch als Kohlenhydrate bezeichnet werden. Zucker bestehen aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen, und Wasserstoff und Sauerstoff bilden zusammen Wasser. Obwohl in Kohlenhydraten selbst kein Wasser vorhanden ist, sind die meisten Kohlenstoffe in einem Molekül mit einem Wasserstoffatom und einer -OH-Gruppe verbunden, und wenn Zucker verbrannt werden, entstehen Kohlenstoff und Wasser in Form von Wasserdampf. Zucker haben die Form einer Kette oder eines Rings, und die Ringe können sich miteinander verbinden. Einfachzucker und komplexe Zucker sind für den Menschen hauptsächlich ernährungsphysiologisch wichtig - sind eine Energiequelle, die durch Lebensmittel pflanzlichen Ursprungs bereitgestellt wird, da Zucker fast ausschließlich in Pflanzen vorkommt.
Einfachzucker in der Chemie und Einfachzucker in Lebensmitteln werden etwas anders behandelt. Nach der chemischen Nomenklatur gehören zu den Einfachzuckern nur die Kohlenhydratmoleküle, die aus einer einzigen Kette oder einem einzigen Ring bestehen (Monosaccharide). Im Gegensatz dazu betrachtet die Lebensmittelwissenschaft auch Zucker, die aus zwei miteinander verbundenen Ringen bestehen (Monosaccharide und Disaccharide), als Einfachzucker. Da es im alltäglichen Gebrauch bequemer ist, die Einteilung der Zucker nach ernährungswissenschaftlichen Gesichtspunkten vorzunehmen, werden wir ihre Eigenschaften und ihr Vorkommen in Lebensmitteln auf diese Weise betrachten.
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Eigenschaften von Einfachzuckern
Nach ernährungswissenschaftlichen Erkenntnissen gehören zu den Einfachzuckern Monosaccharide (ein Molekül, das aus einer einzigen Kette/einem einzigen Ring besteht) und Disaccharide (ein Molekül, das aus zwei Ringen besteht). Jedes einzelne Molekül eines Einfachzuckers kann zwischen 3 und 10 Kohlenstoffatome in einer Kette enthalten. Die Anzahl der Kohlenstoffe gibt die Namen der einzelnen Einfachzucker an:
- Triosen (3 Kohlenstoffatome),
- Tetrosen (4 Kohlenstoffatome),
- Pentosen (5 Kohlenstoffatome),
- Hexosen (6 Kohlenstoffatome),
- Heptosen (7 Kohlenstoffatome).
Die wichtigsten aus ernährungswissenschaftlicher Sicht sind Hexosen, und die beiden Pentosen sind ein Bestandteil des menschlichen Erbguts. Darüber hinaus wird bei den Monosacchariden zwischen Aldosen und Ketosen unterschieden. Aldosen sind Einfachzucker, die die Aldehydgruppe -CHO im Molekül enthalten und Ketosen die Ketongruppe =CO.
Einfachzucker (Monosaccharide und Disaccharide) sind farblose Feststoffe mit einer kristallinen Struktur. Sie haben einen süßen Geschmack, lösen sich gut in Wasser auf und kristallisieren schlecht aus Lösungen. Obwohl die Kristalle verschiedener Monosaccharide weiß erscheinen, ist dies nur ein optischer Effekt, der auf die Lichtbrechung an ihren Wänden zurückzuführen ist. Je größer die Zuckerkristalle sind, desto farbloser erscheinen sie.
Einfachzucker - Beispiele
Der bekannteste Einfachzucker ist Glukose. Gleichzeitig ist er ein Beispiel für den wichtigsten Einfachzucker, der für das Funktionieren des Körpers notwendig ist. Einfachzucker wie Glucose und Fructose kommen in Lebensmitteln in freiem Zustand vor, aber wie andere Monosaccharide sind sie viel häufiger Bestandteil größerer Moleküle in Kombination mit anderen Zuckern und Proteinen - Oligosaccharide, Polysaccharide oder Glykoproteine. Ein Beispiel für einen Einfachzucker aus der Gruppe der Disaccharide mit der größten Bedeutung für die Ernährung ist Saccharose.
Beispiele für die wichtigsten Monosaccharide für den Menschen
Glukose - auch Traubenzucker genannt, Bestandteil von Obst und Fruchtsäften, Honig, Saccharose (Haushaltszucker); sie ist der wichtigste Zucker für den Menschen, da alle komplexen Kohlenhydrate, die dem Körper mit der Nahrung zugeführt werden, bei der Verdauung zu Glukose aufgespalten werden und die Glukose aus dem Verdauungstrakt ins Blut aufgenommene Glukose die Hauptenergiequelle für alle Zellen des Körpers, insbesondere für das Gehirn, darstellt.
Fruktose - in freier Form ein Bestandteil von Honig und einigen Früchten; reine Fruktose ist doppelt so süß wie Glukose, in Verbindung mit einem Glukosemolekül bildet sie Saccharose (Haushaltszucker); sie wird in der Leber und im Darm in Glukose umgewandelt und dann als Energiequelle genutzt; übermäßiger Konsum trägt zur Fettleber bei.
Ribose und Desoxyribose - Strukturbestandteile von Nukleinsäuren, die DNA und RNA bilden.
Saccharose - ein Disaccharid, das aus Glucose und Fructose besteht und aus Zuckerrüben und Zuckerrohr gewonnen wird; Saccharose wird auch als Haushaltszucker oder einfach als Zucker bekannt; sie ist Bestandteil aller Arten von Süßwaren, kohlensäurehaltigen und nicht kohlensäurehaltigen Getränken und sogar von Soßen und Ketchups; ihr übermäßiger Verzehr ist eine der Hauptursachen für Fettleibigkeit, Diabetes und mit Fettleibigkeit zusammenhängende Krankheiten.
Laktose - ein Disaccharid, das aus Glukose und Galaktose besteht; ein Milchzucker, der in der Milch aller Säugetiere und in Milchprodukten enthalten ist; bei Erwachsenen verursacht er häufig Darmbeschwerden aufgrund eines Mangels des Enzyms Laktase, das Laktose abbaut.
Weitere Beispiele für einfache Kohlenhydrate sind Galaktose (ein Bestandteil des Milchzuckers), Mannose, Arabinose oder Xylose.
Produkte, die reich an einfachen Kohlenhydraten sind, sind alle industriellen Produkte mit einem süßen Geschmack (Kuchen, Schokolade, Gelee, Gebäck, Eis, Sahne, mit Glukose-Fruktose-Sirup angereicherte Produkte usw.), gesüßte Getränke - mit und ohne Kohlensäure, Fruchtsäfte, Obst, gesüßte Milchprodukte mit Saccharosezusatz, natürliche Milchprodukte aufgrund des Vorhandenseins von Laktose.
Was sind komplexe Zucker?
Komplexe Zucker (komplexe Kohlenhydrate) sind Moleküle, die aus Hunderten oder sogar Tausenden von miteinander verbundenen Monosaccharideinheiten bestehen. Aufgrund ihrer Größe haben sie andere Eigenschaften als Einfachzucker. Die meisten komplexen Zucker sind in Wasser nicht löslich, haben keine Kristallstruktur und sind nicht süß. Komplexe Zucker dienen in Pflanzen als Energiespeicher und als Strukturskelett. Sie sind immer noch eine Energiequelle für den Menschen, werden aber viel langsamer verdaut als Einfachzucker. Nicht jeder komplexe Zucker wird im menschlichen Verdauungstrakt verdaut, deshalb sie in verdauliche Stärke und nicht resorbierbare Ballaststoffe von großer gesundheitlicher Bedeutung unterteilt werden. Komplexe Zucker kommen auch in der Tierwelt vor, sind aber viel weniger verbreitet als in der Pflanzenwelt.
Komplexe Zucker - Beispiele
Stärke - pflanzenunabhängiger komplexer Zucker
Der aus ernährungsphysiologischer Sicht wichtigste komplexe Zucker ist die Stärke. Stärke ist das Reservematerial der Pflanzen, das dem Menschen gleichzeitig eine Energiequelle für die Nahrung bietet. Es kommt in Form von Körnern unterschiedlicher Form und Größe vor. Es ist ein geschmackloses weißes Pulver, das sich in kaltem Wasser nicht auflöst und in warmem Wasser zu Gelee wird. Stärke ist ein Gemisch aus zwei Arten von komplexen Zuckern, Amylose und Amylopektin, die beide aus miteinander verbundenen Glukoseringen bestehen. Stärke ist schwer verdaulich und muss daher vor dem Verzehr gekocht werden. Durch die erhöhte Temperatur werden Amylose und Amylopektin zu Dextrinen aufgespalten, die im Verdauungstrakt leicht verdaut werden können.
Stärke ist vor allem in Getreidekörnern, Kartoffeln und in kleineren Mengen in Karotten, Petersilie, Pastinaken, Kürbis und Hülsenfrüchten (Bohnen, Erbsen, Linsen, Kichererbsen) enthalten.
Glykogen - ein komplexer Zucker in tierischen Organismen
Komplexe Zucker kommen in pflanzlichen Organismen um ein Vielfaches häufiger vor als in Tieren, kommen aber in Tieren in geringen Mengen vor. Der tierische Reservezucker ist Glykogen, das als Energiequelle dient, wenn die Glukose aufgebraucht ist. Der Mensch speichert 350-400 g Glykogen hauptsächlich in den Muskeln und der Leber. Glykogen besteht aus etwa 30.000 Glukoseeinheiten und ist verzweigt.
Ballaststoffe - unverdaulicher komplexer Zucker
Komplexe Zucker, die gegen die Wirkung von Verdauungsenzymen resistent sind, sind Bestandteile von Ballaststoffen. Dazu gehören Cellulosen, Hemicellulosen und Pektine sowie resistente Stärke. Die unverdauten komplexen Zucker in Kombination mit den anderen verschiedenen Faserstoffen enthaltenen Substanzen unterstützen den Verdauungsprozess, regulieren den Rhythmus des Stuhlgangs, beschleunigen die Ausscheidung von Giftstoffen aus dem Körper, verlangsamen die Aufnahme von Glukose in das Blut, unterstützen das Wachstum des Darmmikrobioms, schützen vor Darmkrebs und erfüllen viele weitere gesundheitsfördernde Funktionen.