Zucker aus der Sicht der Lebensmitteltechnologie

Sugars | 06 March 2013

Das Wort “Zucker” ruft das Bild weißer Kristalle hervor, die unser Leben versüßen. Zucker wird jedoch nicht nur zum Süßen verwendet, er hat auch eine große technologische Bedeutung bei Nahrungsmitteln, indem er für Textur, Masse und Farbe sorgt und als Konservierungsmittel dient.

Herkunft des Zuckers

Zucker kommt natürlich in Obst und Gemüse (Saccharose, Glukose und Fruktose), in Honig (Fruktose und Glukose), sowie in Milch und Milchprodukten (Laktose und Galaktose) und in geringerem Umfang in Getreide (Maltose) vor (siehe Antworten auf häufige Fragen zum Thema “Zucker”). Der Zucker, der in unseren Küchen am meisten verwendet wird, ist Saccharose (Haushaltszucker), der sich aus den beiden Formen des Zuckers, Glukose und Fruktose, zusammensetzt. Saccharose wird mit Wasser aus Zuckerrohr und Zuckerrüben extrahiert, wo er in großen Mengen vorkommt. Der sich ergebende Zuckersaft wird gereinigt, gefiltert und zu Sirup konzentriert, woraus Saccharose kristallisiert, getrocknet und gekühlt wird. Der verbleibende dunkle, sirupartige Rückstand ist Melasse. Der auf diese Weise isolierte “weiße Zucker” ist weder chemisch verändert noch gebleicht. Weißen Zucker gibt es in verschiedenen Graden der Granulierung. Brauner Zucker enthält noch Anteile von Melasse, was ihm charakteristischen Geschmack und Farbe verleiht.

Technische Anwendungen

Süßen

Weißer und brauner Kristallzucker wird sowohl in der häuslichen Küche als auch in der Lebensmittelindustrie zum Süßen verwendet. Zucker in Puderform wird als Staubzucker beim Backen und für Süßwaren verwendet. Zuckersirup wird für Getränke oder als Grundlage für Fruchtsoßen, zum Garnieren und für aromatisierten Sirup verwendet. Zucker wird auch verwendet, um saurem oder bitterem Geschmack entgegenzuwirken, beispielsweise bei Tomatensoßen, Mayonnaise oder bei medizinischem Sirup.

Textur, Volumen und Feuchtigkeit

Zucker spielt auch eine große Rolle, um Lebensmitteln Masse (Volumen) und Textur (Mundgefühl) zu geben. Beispielsweise verleiht Zucker Kuchen und Keksen Volumen. Die Kombination von Zucker mit einem Geliermittel (z. B. Pektin) ist für die geleeartige Textur von Marmelade verantwortlich. Bei Backprodukten erhöht Zucker die Verkleisterungstemperatur von Stärke, schließt Luftbläschen ein und gibt dem Kuchen eine leichte Textur. Zucker bildet auch die Grundlage für die Fermentation von Hefe (z. B. beim Aufgehen von Brotteig). Zucker ist ein Feuchthaltemittel (bindet Wasser), was wichtig für die Konservierung von Lebensmitteln ist, und beeinflusst zudem die Textur. Zucker senkt auch den Gefrierpunkt herab, was wichtig für die Herstellung von weicherem Speiseeis ist, und er erhöht den Siedepunkt, was bei der Herstellung von Süßigkeiten von Bedeutung ist.

Farbe

Zucker ist für die Entwicklung der braunen Farbe bei vielen Speisezubereitungen verantwortlich und zwar durch zwei Prozesse: Maillard-Reaktion und Karamellisierung.1 Die goldbraune Kruste von Backprodukten, wie Keksen oder Toastbrot, beruht auf der Maillard-Reaktion, die bei Wärmezufuhr zwischen Zucker (hauptsächlich Glukose und Fruktose) und Aminosäuren (Proteinen) abläuft. Bei der Karamellisierung wird der Zucker (hauptsächlich Saccharose, Glukose und Fruktose) unter Hitzeeinwirkung zerlegt. Dabei entstehen neue Moleküle, die Farbe und Geschmack erzeugen, beispielsweise in Produkten wie Karamellsoße und karamellisierte Früchte oder Süßigkeiten.

Lebensmittelkonservierung

Zucker ist auch für die Konservierung von Lebensmitteln wichtig. Marmeladen, sirupartige Obstdesserts, kandierte Früchte und andere Delikatessen entstanden aus dem historischen Bedürfnis frische Produkte zu konservieren. Der hohe Zuckergehalt verhindert das Wachstum von Bakterien und das Verderben durch Erhöhung des osmotischen Drucks, was das Wachstum von Mikroorganismen begrenzt und diese Lebensmittel länger haltbar macht.

Alkoholische Getränke

Zucker ist auch das Kernstück der alkoholischen Gärung, d. h. die Umwandlung von Zucker in Ethanol (Alkohol) durch Hefe, die zur Herstellung alkoholischer Getränke verwendet wird. Der in Weintrauben, Getreide, Honig und Früchten enthaltene Zucker wird zur Erzeugung von Wein, Bier und Whisky sowie Met bzw. Apfelwein verwendet.

Verringerung des Zuckergehalts von Lebensmitteln

Angesichts der hohen Prävalenz von Adipositas und Übergewichtig zielen die Anstrengungen des öffentlichen Gesundheitswesens darauf ab, die Kalorienzufuhr zu senken. Dies schließtdie Reduzierung der Energiedichte (Kalorien pro Gramm) verarbeiteter Lebensmittel ein, indemder Gehalt von Fett und Kohlenhydraten, einschließlich Zucker gesenkt wird. Lebensmittel- und Getränkeunternehmen reagieren auf die Maßnahmen des öffentlichen Gesundheitswesens, beispielsweise denen der Europäischen Kommission, durch Änderung der Zusammensetzung von Lebensmitteln und Getränken sowie Reduzierung des Energiegehalts, wo immer technisch möglich.

Die Änderung der Zusammensetzung von Produkten ist jedoch nicht immer einfach. Zucker ist für viele Eigenschaften der Lebensmittel verantwortlich und kann deshalb üblicherweise nicht durch einen einzelnen Bestandteil ersetzt werden.2 Das Weglassen oder Ersetzen von Zucker ändert die Eigenschaften (Geschmack, Textur, Aussehen) eines Lebensmittels. Zum Ausgleich kann es erforderlich sein, die gesamte Rezeptur zu ändern, was ein anderes Produkt ergibt. Gleichzeitig muss die neue Zusammensetzung die Verbrauchervorlieben und die Erwartungen, die sie an ihre Lieblingsprodukte stellen, berücksichtigen. Manchmal hat der Ersatzbestandteil genauso viele Kalorien wie Zucker. Beispielsweise kann Zucker in Frühstücksflocken durch Stärke, einem anderen Kohlenhydrat mit dem gleichen Kaloriengehalt, ersetzt werden. Die Verringerung des Zuckergehalts führt deshalb nicht zwangsläufig zu weniger Kalorien.Es kann sein, dass Verbraucher von Lebensmitteln “mit reduziertem oder geringem Zuckergehalt” oder „ohne Zuckerzusatz“ erwarten, dass sie weniger Kalorien enthalten.3 Zucker spielt bei der Konservierung von Lebensmitteln und der Verlängerung des Haltbarkeitsdatums eine große Rolle. Die Reduzierung des Zuckergehalts oder dem Zuckerersatz sollte mit Vorsicht geschehen, um sicherzustellen, dass die Neuzusammensetzung des Produkts den Erwartungen der Verbraucher gerecht wird und die Lebensmittelsicherheit nicht beeinträchtigt wird.

Literatur

  1. Cooper JM. (2012). Product Reformulation – can sugar be replaced in foods? Int Sugar J 114(1365):642–5.
  2. Nursten H. (2005). The Maillard Reaction: Chemistry, Biochemistry and implications (1st ed). Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry.
  3. Patterson NJ et al. (2012). Consumer Understanding of sugar claims on food and drink products. Nutr Bull 37:121–30.