Eine magische Reise ins süße Königreich

Abbildung 1 „Zu viel Zucker“ (Quelle: Offizieller WeChat-Account)

Am 14. Juli 2023 veröffentlichte die Internationale Agentur für Krebsforschung einen Bewertungsbericht über die gesundheitlichen Auswirkungen des zuckerfreien Süßstoffs Aspartam. Darin wurde Aspartam als mögliches Karzinogen für den Menschen eingestuft, was im Internet hitzige Diskussionen auslöste. [[i]]Zuvor waren auch künstliche Süßstoffe wie Saccharin und Cyclamat umstritten. [[ii]]

Warum lieben die Leute Süßigkeiten so sehr?

Aus evolutionspsychologischer Sicht lässt sich die menschliche Vorliebe für Süßigkeiten aus drei Perspektiven erklären: Energiequelle, biologische Evolution und emotionaler Trost . [[i]]Erstens sind süße Lebensmittel normalerweise kalorienreich. Die frühen Menschen lebten in einer Umgebung, in der Nahrungsmittel relativ knapp waren. Daher bevorzugten sie von Natur aus Nahrungsmittel, die ihnen schnell Energie liefern konnten. Mit dieser Nahrung kann die körperliche Energie schnell wieder aufgefüllt und die Überlebenschancen erhöht werden. Zweitens haben giftige Pflanzen in der Natur meist einen bitteren Geschmack, während süße Lebensmittel meist ungiftig sind.

Daher könnte die Vorliebe für süßen Geschmack ein Prozess der natürlichen Selektion sein, der dem Menschen hilft, giftige Nahrungsmittel zu vermeiden und so seine Überlebenschancen zu erhöhen. Darüber hinaus haben Studien ergeben, dass Süßigkeiten die Bereiche des Gehirns stimulieren können, die mit Vergnügen und Wohlbefinden in Verbindung stehen, und insbesondere das Dopaminsystem aktivieren, das für Motivation und Belohnung verantwortlich ist. Daher entwickelte sich im Laufe der Evolution bei uns allmählich eine Vorliebe für Süßigkeiten und im Gehirn entwickelte sich ein Belohnungsmechanismus für das Streben nach Süßem, der den Menschen hilft, in stressigen Umgebungen ihr emotionales Gleichgewicht zu bewahren.

Was genau ist Zucker?

Zunächst müssen wir die Beziehung zwischen den sogenannten Kohlenhydraten und Zuckern verstehen. Die meisten Kohlenhydrate bestehen aus drei Elementen: C, H und O. Die chemische Formel kann als (CH2O)n geschrieben werden, wobei das Atomverhältnis von H zu O 2:1 beträgt, was genau dem Verhältnis in Wassermolekülen entspricht. Früher dachte man, dass es sich bei dieser Art von Substanz um ein Kohlenstoffhydrat handele, und nannte sie deshalb Kohlenhydrate. Doch später fand man durch eingehende Forschung heraus, dass es viele andere Zuckersubstanzen gibt, deren Atomverhältnis H:O nicht 2:1 beträgt, wie beispielsweise Desoxyribose (C5H10O3), aus der das DNA-Molekül besteht; Es gibt auch viele Substanzen, deren Atomverhältnis H:O 2:1 beträgt, die aber keine Zucker sind, wie beispielsweise das von allen gehasste Gas Formaldehyd (CH2O). Da die Bezeichnung „Kohlenhydrat“ jedoch schon seit langer Zeit verwendet wird, ist sie auch heute noch weit verbreitet. Daher beziehen sich Kohlenhydrate und Zucker tatsächlich auf dieselbe Art von Substanz .

Zucker können in Monosaccharide, Disaccharide und Polysaccharide unterteilt werden . Zu den den Menschen bekannten Monosacchariden gehören Glucose und Fructose; zu den Disacchariden zählen Maltose und Saccharose; Zu den Polysacchariden zählen Stärke, Zellulose usw.

Chemisch betrachtet handelt es sich bei Zuckern um Polyhydroxy( -OH )-aldehyde bzw. Polyhydroxyketone . Glucosemoleküle enthalten sowohl Aldehyd- als auch Aldehydgruppen, die innerhalb des Moleküls einen Ring bilden können, sodass zyklische Glucose entsteht. [[ii]]

Abbildung 3 Glucose (links) Aldose; Fruktose (rechts) Ketose

Abbildung 4 Zirkuläres Glucosemolekül

Disaccharide und Polysaccharide entstehen durch Dehydratationskondensation von zwei oder mehr Monosacchariden.

Abbildung 5: Polysaccharid-Strukturdiagramm (Bildquelle: Baidu)

Die Entdeckung von Saccharin

Süßigkeiten sind lecker, aber zu viel davon kann zu Karies führen. Moderne Menschen legen immer mehr Wert auf die Erhaltung ihrer Figur und der übermäßige Verzehr von Süßigkeiten kann ebenfalls zu Fettansammlungen und Fettleibigkeit führen. Daher begann man, nach Zuckerersatzstoffen zu suchen, die in der Wissenschaft als „ nicht-nutritive Süßstoffe “ bezeichnet werden. Sie können den Geschmacksknospen süße Freude bereiten, haben aber weniger Kalorien als gewöhnlicher weißer Zucker. Der bekannteste Süßstoff ist wahrscheinlich Saccharin.

Im Jahr 1879 veröffentlichten zwei Forscher der Johns Hopkins University in den USA, Lemson und Fahlberg, gemeinsam einen Artikel über eine Substanz namens „o-Benzoylsulfonylimid“ und ihre Synthesemethode. Ein anderer Name für diese Substanz ist „Saccharin“.

Abbildung 6 Saccharinstruktur

Tatsächlich war die Entdeckung von Saccharin reiner Zufall. Einen Tag nach Abschluss eines Experiments ging Fahlberg essen, ohne sich die Hände zu waschen. Plötzlich spürte er eine deutliche Süße in seinem Mund, also ging er zurück ins Labor, um dort nach der restlichen süßen Substanz zu suchen, und fand sie auch. So entstand „durch Zufall“ der erste künstliche Süßstoff der Welt. (PS: Jeder sollte beim Durchführen von Experimenten gute experimentelle und hygienische Gewohnheiten pflegen, sonst opfern Sie sich möglicherweise wirklich für die Sache der Wissenschaft …)

Die Süßkraft von Saccharin ist 300-500-mal so hoch wie die von Saccharose, aber sein Preis beträgt nur 1/10. Es nimmt kaum am menschlichen Stoffwechsel teil und hat wenige Kalorien, weshalb es schnell populär wurde. Die Entdeckung von Saccharin hatte enorme Auswirkungen auf die Lebensmittelindustrie und es entstanden immer mehr Süßstoffe. 1937 wurde Cyclamat erfunden, das 30- bis 50-mal süßer ist als Saccharose; 1965 wurde Aspartam erfunden, das etwa 200-mal süßer ist als Saccharose; 1967 wurde Acesulfam-Kalium erfunden, das etwa 200-mal süßer als Saccharose ist; 1976 wurde Sucralose erfunden, das etwa 600-mal süßer ist als Saccharose ...

Zuckeralkohol, synthetische Süßstoffe

Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei Zuckern um Polyhydroxyaldehyde oder Polyhydroxyketone. Unter geeigneten reduzierenden Bedingungen werden Zucker zu Polyolen, sogenannten Zuckeralkoholen, reduziert . Nehmen wir als Beispiel das bekannte Xylitol. Xylitol ist ein natürlich vorkommender Zuckeralkohol mit fünf Kohlenstoffatomen, der in vielen Obst- und Gemüsesorten vorkommt. Viele der medizinischen und gesundheitlichen Funktionen von Xylitol wurden durch wissenschaftliche Untersuchungen bestätigt, beispielsweise die Senkung des Blutzuckerspiegels und die Vorbeugung von Karies. Derzeit wird Xylitol in der Lebensmittelindustrie häufig als Ersatz für Saccharose verwendet, beispielsweise in Kaugummi, Schokolade, verschiedenen Süßigkeiten, Getränken, Milch, Joghurt usw. [[i]]

Abbildung 7 Xylitol-Kaugummi (Quelle: Offizieller WeChat-Account)

Können Zuckerersatzstoffe wirklich eine Gewichtszunahme verhindern?

Wir müssen zunächst den Mechanismus der Gewichtszunahme verstehen. Gemäß dem Energieerhaltungssatz bleibt unser Gewicht konstant, wenn die Energie, die wir durch Nahrung aufnehmen, der Energie entspricht, die wir bei unseren täglichen Aktivitäten verbrauchen. wenn die Aufnahme geringer ist als der Verbrauch, nehmen wir ab; ist die Aufnahme größer als der Verbrauch, nehmen wir zu. Daher werden Sie nicht zunehmen, wenn Sie nur eine kleine Menge der Nahrung zu sich nehmen und die Kalorien durch körperliche Betätigung verbrennen, ganz gleich, wie kalorienreich diese ist. und die sogenannte kalorienarme oder „kalorienfreie“ Nahrung, wenn Sie eine große Menge davon zu sich nehmen und dabei weder Sport treiben noch die Kalorien verbrennen. Dadurch nehmen Sie auch zu.

Studien haben gezeigt, dass beim Verzehr von Lebensmitteln oder Getränken mit funktionellen Süßstoffen die Süßgeschmacksrezeptoren in Ihrem Mund aktiviert werden und so ein süßes Geschmackserlebnis entstehen. Diese funktionellen Süßstoffe enthalten keine oder weniger Energie und können vom Körper nicht verstoffwechselt werden. Wenn sie den Darm erreichen, verändern sie daher den Zuckerstoffwechsel im Darm, was zu einer kompensatorischen Appetitsteigerung führt. Im Vergleich zu Saccharose reagieren Frauen und übergewichtige Menschen nach dem Verzehr von Sucralose empfindlicher auf Nahrungsmittelreize und neigen eher dazu, an Buffets zu viel zu essen. Daher kann der Verzehr von Süßstoffen die Nahrungsaufnahme einer Person bis zu einem gewissen Grad erhöhen .

Es gibt jedoch auch Studien, die zeigen, dass natürliche funktionelle Süßstoffe wie Steviolglykoside nicht nur die Energieaufnahme von Ratten reduzieren können, sondern auch ihr Körpergewicht bei längerer Einnahme (18 Wochen Behandlung) nicht erhöhen; Im Vergleich zu Sucralose kann die Behandlung mit Steviolglykosid auch das Körpergewicht männlicher Mäuse reduzieren.

Abbildung 8 Physiologische Parameterdaten verschiedener Versuchsgruppen

(ASP, Aspartam; CON, Kontrollgruppe; SCA, Sucralose; STV, Stevia; SUC, Saccharose; XYL, Xylitol)

Die Forschungsergebnisse zu den Auswirkungen funktioneller Süßstoffe auf Fettleibigkeit sind widersprüchlich. Daher ist es noch immer nicht möglich, eine klare Schlussfolgerung hinsichtlich der Auswirkungen funktioneller Süßstoffe auf Fettleibigkeit zu ziehen. Darüber hinaus haben bestehende Studien gezeigt, dass die Beziehung zwischen funktionellen Süßstoffen und Fettleibigkeit komplex ist und von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird, darunter Art und Menge der konsumierten Süßstoffe, individuelle Unterschiede, Geschlechtsunterschiede und Unterschiede bei den Darmmikroorganismen.

Wie man Süßstoffe wissenschaftlich betrachtet

Ob Süßstoffe gut oder schlecht sind, lässt sich nicht eindeutig beurteilen. Es ist jedoch sinnlos, über gut oder schlecht zu sprechen, ohne die Dosierung zu berücksichtigen . Wir sollten die Auswirkungen funktioneller Süßstoffe auf Fettleibigkeit dosisabhängig untersuchen. Egal wie gut etwas ist, ein übermäßiger Verzehr ist ungesund. Gleichzeitig müssen individuelle Unterschiede wie Genetik, Darmmikrobiota und Stoffwechselgesundheit umfassend berücksichtigt werden, da diese die Reaktion des Körpers auf Süßstoffe und das persönliche Adipositasrisiko beeinflussen können. Darüber hinaus sollte auch den langfristigen Auswirkungen funktioneller Süßstoffe auf die menschliche Fettleibigkeit oder Gesundheit Beachtung geschenkt werden, damit Süßstoffe rationaler eingesetzt werden können.

[[i]] Gan Liping, Zhao Yifeng, Hong Tu, et al. Auswirkungen funktioneller Süßstoffe auf Fettleibigkeit und damit verbundene Mechanismen [J/OL]. Lebensmittelwissenschaft: 1-15 [2024-01-13]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20230620.1755.024.html.

[[i]] Feng Yongqiang, Wang Jiangxing. Eigenschaften von Xylitol und seine Anwendung in Lebensmitteln[J]. Lebensmittelwissenschaft, 2004(11):379-381.

[[i]] Lin Wen. Hat die Naschsucht etwas mit dem Gehirn zu tun?[J]. Enzyklopädie Wissen, 2023, (16): 34.

[[ii]] Wang Jingyan. Biochemie, 3. Auflage. Higher Education Press, 2007:1-31.

[[i]] Guancha.com. 14. Juli 2023. WHO-Bericht besagt, dass Aspartam „Krebs verursachen kann“, US-amerikanische FDA protestiert.

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1771364398173532662&wfr=spider&for=pc

[[ii]] Jia Yueyang. Eine wissenschaftliche Sicht auf Süßstoffe[N]. Guangming Daily, 05.11.2023 (007). DOI:10.28273/n.cnki.ngmrb.2023.005286.