Zuckeralternativen

BIRKENZUCKER

Unter Birkenzucker wird ein Zuckeralkohol mit fünf Kohlenstoffatomen verstanden, der vor allem unter dem Trivialnamen Xylit bekannt ist. Obwohl er in den Supermärkten in kristalliner Form erst seit wenigen Jahren verkauft wird, wurde er bereits gegen Ende des 19 Jahrhunderts aus Buchenspänen oder Weizen- und Haferstroh hergestellt. Natürlich kommt Xylit außerdem in zahlreichen Früchten, Beeren und Gemüsearten vor, erreicht jedoch mit etwa 1% in Pflaumen sein mengenmäßig höchstes Vorkommen. Auch Birke und Buche enthalten Xylit, doch industriell wird er nicht ausschließlich – wie der Name Birkenzucker irrtümlicherweise vermuten lässt – aus diesem Holz gewonnen.

Zur Herstellung des Vorproduktes Xylose wird Birkenholz und andere Harthölzer sowie teilweise auch Stroh oder Getreidekleie verwendet. Nach dem Prozess der katalytischen Hydrierung entsteht Xylit, welches unter den Zuckeraustauschstoffen aufgrund der aufwendigen technologischen Herstellung verhältnismäßig teuer ist. Aus lebensmitteltechnologischer Sicht von Bedeutung ist die chemische Stabilität von Xylit. So ist Birkenzucker wie alle Zuckeralkohole eine nichtreduzierende Verbindung, wodurch Maillard-Reaktionen inhibiert werden. Des Weiteren ist er pH stabil und wird durch saure oder basische Bedingungen nicht beeinflusst. Auch mikrobiologische Stabilität, welche durch bestimmte Zuckermengen in Lebensmitteln gewährleistet wird, wird bei Verwendung von Xylit garantiert. Größere Bekanntheit erlangte Birkenzucker in den letzten Jahren besonders als Antwort auf den weltweit überdurchschnittlich hohen Zuckerkonsum und den dadurch in Verbindungen gebrachten Folgeerscheinungen wie Adipositas und Diabetes mellitus Typ 2. So wird vor allem betont, dass postprandial der Blutzuckerspiegel nur sehr langsam ansteigt, was ein glykämischer Index von 11 bestätigt. Des Weiteren hat Birkenzucker um 40% weniger Kalorien als normaler Haushaltszucker, also 2,4 kcal/g.

Im Insulin-unabhängig verstoffwechselt wird, gilt Xylit auch als gängiger Saccharose-Ersatz für Diabetiker. Dennoch soll erwähnt werden, dass diese Zuckeralternative wie alle anderen Zuckeralkohole auch eine abführende Wirkung aufweist. Da der menschliche Dünndarm nur sehr geringe Mengen des Stoffes aufnehmen kann, wird er hauptsächlich im Dickdarm metabolisiert, was Diarrhoe zur Folge haben kann. Wird Birkenzucker jedoch regelmäßig konsumiert, tritt ein Gewöhnungseffekt ein und auch größere Mengen werden vertragen. Lebensmitteltechnologisch sehr bedeutend ist die Süßkraft von Birkenzucker, welche zu 98% der von Saccharose entspricht. So können beim Backen und Kochen auch 1:1 dieselben Mengen wie Haushaltszucker verwendet werden.

 

Dennoch ist das Geschmacksprofil von Xylit nicht dasselbe wie jenes von Saccharose. Vielmehr entspricht es dem Süße-Charakter der Monosaccharide Fruktose und Dextrose. Sensorisch wahrnehmbar ist zusätzlich ein leichter Kühleffekt, welcher besonders bei Süßwaren genutzt wird. Dieser Effekt ist auf eine hohe negative Lösungswärme zurückzuführen und kommt als Vergleich dem Effekt von Menthol sehr nahe. Wird er jedoch ausschließlich zur Erzielung einer kühlenden Geschmackwirkung verwendet, so muss in der Zutatenliste Geschmacksverstärker deklariert werden. Industriell wird Birkenzucker vor allem zur Verwendung in zuckerfreien Kaugummis eingesetzt (Karies vorbeugende Wirkung), findet sich aber auch in Schokolade, Marzipan, Nougat, Gummizuckerwaren, Speiseeis und Joghurt. Dennoch ist zu betonen, dass vor allem der wirtschaftliche Faktor ein noch breiter gefächertes Anwendungsgebiet verhindert.

 

KOKOSBLÜTENZUCKER

Kokosblütenzucker ist ein noch relativ neues Produkt im Bereich Zuckeralternativen, erfreut sich jedoch immer größerer Bekanntheit und Beliebtheit. Gewonnen wird er aus dem Nektar der Kokospalme, deren Blütenknospen abgeschnitten werden und eben an dieser Schnittstelle schließlich Saft austritt. Nach Aufkochen des Saftes oder Verarbeitung im Vakuum-Dampfkocher entsteht Zuckergranulat, welches für den Handel zu sehr feinen Kokosblütenzuckerkristallen vermahlen wird. Pro Palme rechnet man mit rund vier Liter Nektar, aus welchem ca. ein Kilogramm Zucker gewonnen werden kann. Aus chemischer Sicht handelt es sich bei dieser Zuckeralternative um ein Produkt, das zu 95% aus Saccharose besteht und geringe Anteile an Fructose und Glucose enthält.

Mit einem glykämischen Index von 35 führt er jedoch vergleichend zu Haushaltszucker nicht zu einem derart schnellen Blutzuckeranstieg, sondern hält den Insulinspielgel konstanter. Im Vergleich zu anderen Süßungsmitteln ist er jedoch reich an Mineralstoffen wie Zink, Kalium und Phosphor und enthält sechzehn wertvolle Aminosäuren, welche zu den essentiellen Aminosäuren zählen. Ein weiterer Inhaltsstoff von Kokosblütenzucker ist Inulin. Inulin gehört zu den Ballaststoffen, ist demnach ein. für den Menschen nicht verwertbares Polysaccharid, fördert jedoch die Mineralstoffaufnahme wie beispielsweise von Kalzium und Magnesium.

Das sensorische Geschmacksprofil entspricht nicht, wie es der Name jedoch vermuten lässt, dem von Kokos. Vielmehr dominiert eine karamellige Note, Kokosaroma ist nicht wahrnehmbar. Auch die Intensität der Süße ist nicht so hoch wie jene von Saccharose, obwohl meist eine 1:1 Anwendung wie Haushaltszucker empfohlen wird.

 

 

 

STEVIA

Stevia hat sich in den letzten Jahren zu einem der bekanntesten Süßstoffe entwickelt und wird aus einer pflanzlichen Quelle, dem Steviastrauch, gewonnen. Es handelt sich dabei um eine subtropische sehr blattreiche Pflanze, welche vorwiegend in Brasilien, Mittelamerika, Israel, Thailand und China angebaut wird. Stevia fällt somit in die Kategorie „natürlichen Süßstoff“ und entspricht daher dem zunehmenden Streben nach Natürlichkeit in Bezug auf das Kaufverhalten vieler Leute. In der Botanik werden ca. 150 Steviaarten unterschieden, von welchen jedoch lebensmitteltechnologisch der Gattung Stevia rebaudiana die größte Bedeutung zugeschrieben wird. Diese weist die intensivste Süßkraft auf, welche durch das in den Blättern befindliche kristalline Glykosid namens Rebaudiosid A verursacht wird. Gemeinsam mit Steviosid bildet es den Hauptbestandteil des Süßstoff-Gemisches Stevia. Chemisch gesehen ist Steviosid ein Diterpenglykosid und ist unter KonsumentInnen als weißes, kristallines und hygroskopisches Pulver bekannt. Steviolglycoside, also die Mischung aus Steviosid und Rebaudiosid A, sind etwa 300 Mal so süß wie Haushaltszucker. Ein ernährungsphysiologisch relevantes Charakteristikum getrockneter Steviablätter ist der geringe physiologische Brennwert (0,21kcal/g), welcher deutlich unter den 4 kcal/g von Saccharose liegt. Darüber hinaus wird es wie Birkenzucker Insulin-unabhängig verstoffwechselt und ist somit auch für Diabetiker geeignet.

Sensorisch ist bei Stevia als Rohstoff und Stevia enthaltende Produkte vor allem darauf zu achten, ob mit dem Süßgeschmack eine mehr oder weniger wahrnehmbare Bitternote einhergeht. Eine leichter Bittere dieses Süßstoffes ist möglich, wenn die Qualität der Blätter aufgrund klimatischer Bedingungen oder verschiedener Extraktions- und Prozesstechniken nicht immer dem höchsten Standard entspricht. Deshalb wird zur Beschreibung der Qualität ein Abstufungsschema von A-C verwendet, wobei A höchste Qualität einhergehend mit extremer Süße und kaum wahrnehmbarer Bitternote beschreibt. Diese langanhaltende Süße ist es auch, die in der Lebensmittelindustrie oft als großes Problem und dadurch als Nachteil von Stevia eingestuft wird.

Grundsätzlich wird für den Vorgang der Extraktion und Reinigung Methanol verwendet, wobei sich in den letzten Jahren auch die Wasser-Extraktion mit einer erzielten Reinheit des Produktes (z.B. Stevia Kristalle) von 96% zu einer Alternative entwickelt hat. Rebaudiosid A ist zudem das am wenigsten bittere Glycosid, wodurch ein hoher Anteil dieses Stoffes in Stevia-Produkten erstrebt wird. Im Handel wird dieser Süßstoff als Pulver, Tabletten und in flüssiger Form angeboten. Diese bestehen zu 100% aus Steviolglykosiden und enthalten keine Mischung mit Zucker oder anderen Süßstoffen. Hierbei sei jedoch zu erwähnen, dass Stevia erst im Jahr 2011 für die europäische Union zugelassen wurde und mindestens 95% Reinheit aufweisen muss. Durch die EU-Verordnung 1131/2011 wurde Stevia dann schlussendlich für die EU als Lebensmittelzusatzstoff E 960 zugelassen. Anwendung findet der Süßstoff jedoch nicht nur in sensorisch süß einzustufenden Produkten wie Schokolade und Fruchtgummis, sondern auch in Artikeln wie Ketchup. Dessen ungeachtet sind es aber nach wie vor Produkte aus der Getränkeindustrie, welche durch Süßen mit Stevia mit kalorienreduzierten Erfrischungsgetränken werben. Dennoch sind auch hierbei Grenzen gesetzt, da ein ADI Wert von 4mg Steviol-Äquivalente pro Kilogramm Körpergewicht zu berücksichtigen ist und somit oft zusätzlich auch synthetisch hergestellte Süßungsmittel verwendet werden.

 

 

 

 

ERYTHRIT

Wie der eben beschriebene Süßstoff Stevia gehört auch Erythrit zu der zulassungspflichtigen Gruppe der Süßungsmittel. Als Zuckeralkohol wird er auch mit E968 bezeichnet und versteckt sich hinter unzähligen Produktnamen wie „Sukrin“ oder „Xucker light“. Den Basisrohstoff für die Erythrit-Herstellung bildet Stärke, welche nach Abbau zu Dextrose und einem Fermentationsprozess zu einem Gemisch aus Polyolen umgewandelt wird, dessen Hauptbestanteil Erythrit ist. Um eine finale kristalline Struktur zu erhalten, wird die chemische Verbindung aufkonzentriert, gefiltert und ionengetauscht, bis eine Reinheit von 99% und nach dem Trocknungsprozess eine Endfeuchte von 0,5% erreicht ist.

Erythrit kann jedoch nicht nur über biochemische Verfahren hergestellt werden, es kommt auch in der Natur in Früchten, Gemüsen und fermentierten Nahrungsmitteln wie Wein und Sojasauce vor. Ernährungsphysiologisch bedeutend ist die „Metabolisierung“ von Erythrit, welche sich von anderen Polyolen wie Isomalt und Sorbit unterscheidet. Erythrit wird also nur im Dünndarm schnell absorbiert, unterliegt keiner weiteren Verstoffwechselung und wird zum Großteil (<90%) unverändert über die Nieren ausgeschieden. Somit weist dieser Stoff ein sehr hohes Verträglichkeitslevel auf, welches 3- bis 4-mal so hoch wie Sorbit ist und nicht mit einer laxierenden Wirkung in Verbindung gebracht wird.

Aus lebensmitteltechnologischer Sicht von Bedeutung ist die hohe Kristallisationsneigung von Erythrit, welcher sich als limitierender Faktor in Produkten wie Sirupen, Gummisüßwaren und Hartkaramellen herausstellen kann. Weiters kann Erythrit besonders in der Produktgruppe der Feinbackwaren zu einem trockeneren und weniger saftigen Mundgefühl beitragen, wenn er als Ersatz für Saccharose eingesetzt wird. Rein das sensorische Profil betrachtend, liegt eine hohe Intensität von Süße vor, welche der von Saccharose zu 60-70% entspricht. Des Weiteren weist der Zuckeralkohol ähnlich wie Xylit im Mundraum einen deutlichen Kühleffekt auf, welcher auf die relativ hohe Lösungsenergie zurückzuführen ist. Im Vergleich zu Stevia wiederum wird beim Verzehr von Erythrit kein bitterer Nachgeschmack empfunden.

 

Anwendungsgebiete von Erythrit sind breit gefächert, beginnend bei Backwaren, wo es zu einer Verbesserung der Backstabilität und Haltbarkeit beitragen kann, bis hin zu Schokolade, wo es Saccharose bis zu 50% ersetzen kann. Dadurch ist es möglich, die Kalorienmenge in solchen Produkten um bis zu 30% zu reduzieren. Dennoch soll erwähnt werden, dass bei Rezepturänderungen durch Umstellung auf Erythrit immer eine individuelle Abstimmung erforderlich ist. So weist der Zuckeraustauschstoff beispielsweise ein anderes Schmelzverhalten als Saccharose auf und führt zu geringerer Bräunung und etwas weicherer Textur bei Backwaren, was ein vollständiges Ersetzen von Zucker schwieriger macht.

 SUCRALOSE

Sucralose ist eine Trichlorsaccharose und wird durch Chlorierung von Sacchaorse. Sucralose zählt gemeinsam mit Aspartam zu den wichtigsten Zuckersubstitutionen vor allem in der Getränketechnologie zählt. Seit 2006 ist Sucralose, welche synthetisch aus Saccharose hergestellt wird, in mehr als 50 Ländern, unter anderem in der EU als Süßstoff E 955, zugelassen und besonders in „zero“ und „light“ Produkten für ein süßes Geschmacksprofil verantwortlich.

Es weist eine bis zu 400- bis 800-fach höhere Süßkraft als typischer Haushaltszucker auf und kann in folgenden Lebensmittelgruppen mit definierten Verwendungshöchstmengen eingesetzt werden, wobei ein ADI-Wert von 0-15mg/kg Körpergewicht und Tag festgelegt wurde.In der Produktgruppe Schokolade und Gummisüßwaren wird meist eine Mischung aus Acesulfam K und Sucralose empfohlen, da ersteres den Süßeeindruck verkürzt und zweitere die Bitternote von Acesulfam K geschmacklich maskiert. Auch in Getränken wird auf die Verwendung beider Zuckeraustauschstoffe zurückgegriffen, da die Süßkraft über den Prozess der Pasteurisierung hinweg oder auch bei niedrigeren pH-Werten aufrechterhalten bleibt.

Aus ernährungsphysiologischer Sicht noch erwähnenswert ist das toxikologische Profil von Sucralose. Ähnlich wie Erythrit wird der Stoff nach oraler Aufnahme in sehr geringen Mengen resorbiert, wodurch der Großteil nahezu unverändert über die Nieren und Faeces ausgeschieden wird. Zahlreiche Studien (beispielsweise das „Sucralose Safety Assessment“) belegen außerdem die gesundheitliche Unbedenklichkeit dieser Zuckeralternative für Konsumenten und besonders auch für Diabetiker.