Frei von Fruktose
Fruktoseintoleranz - Symptome
Meist löst der Verzehr von Fruchtzucker Blähungen und Durchfall aus. Diese Symptome sind an sich harmlos, jedoch für die Betroffenen sehr unangenehm und belastend. Die sogenannte hereditäre Fruktoseintoleranz hat jedoch schwerere Folgen: Neben Übelkeit und Erbrechen kommt es auch zu Verwirrtheit, Schwindel, Schweißausbrüchen und sogar zu Krampfanfällen.
Menschen mit dieser Intoleranz vertragen an sich meist eine gewisse Menge an Fruchtzucker. Wenn die natürliche Aufnahmekapazität für Fruktose überschritten wird, gelangt der überschüssige Fruchtzucker in den Dickdarm und dort kommt es dann zu den unerwünschten Beschwerden. Durch die Aufspaltung des Fruchtzuckers entstehen Gase (u.a. Wasserstoff, Kohlendioxid und Methan) und kurzkettige Fettsäuren.
Gänzlich auf Fruktose verzichten müssen Menschen mit einer hereditären (angeborenen) Fruktoseintoleranz. Bei ihnen können schon kleine Mengen an Fruchtzucker schwerwiegende Probleme wie Leber- und Nierenschäden auslösen.
Anders sieht es bei der häufigeren erworbenen Fruktoseintoleranz (Fruktosemalabsorption) aus. Hier ist ein kompletter Verzicht auf Fruktose weder notwendig noch sinnvoll. Betroffene vertragen meist kleine Mengen an Fruchtzucker von unter 25 Gramm. Wenn man trotzdem strikt Fruktose meidet, kann es sein, dass man langfristig noch empfindlicher wird und immer weniger davon verträgt.
Stattdessen ist bei erworbener Fruktoseintoleranz eine spezielle Ernährungstherapie bestehend aus drei Phasen angeraten: Karenzphase, Testphase und Dauerernährung. Im Verlauf dieser Ernährungstherapie verändern sich der Fruktoseanteil der Nahrung sowie die Zusammensetzung an Fetten und Proteinen - am besten mithilfe eines Ernährungsberaters, etwa um ernährungsbedingte Mängel zu vermeiden. Ein wertvoller Begleiter für Betroffene ist auch eine Fruktoseintoleranz-Tabelle. Sie gibt den Fruchtzuckeranteil in bestimmten Lebensmitteln an.
Was ist Fructose?
Fructose (oft auch Fruktose, von lateinisch fructus „Frucht“, veraltet Lävulose, umgangssprachlich Fruchtzucker) ist eine natürlich vorkommende chemische Verbindung. Fructose gehört als Monosaccharid(Einfachzucker) zu den Kohlenhydraten. Sie kommt in mehreren isomeren (anomeren) Formen vor. In diesem Artikel betreffen die Angaben zur Physiologie allein die D-Fructose. L-Fructose ist praktisch bedeutungslos.
Vorkommen
Fructose als Einfachzucker kommt in der Natur vor allem in Kernobst (in Äpfeln und Birnen zu je etwa 6 g/100 g)[2], Beeren (beispielsweise Weintrauben zu 7,5 g/100 g)[11] sowie in exotischen Früchten (Granatapfel und Kaki) und im Honig (35,9–42,1 g/100 g)[12] und in Kunsthonig vor. Haushaltszucker (Saccharose, auch Rohrzucker, wenn aus Zuckerrohr, oder Rübenzucker, wenn aus Zuckerrüben hergestellt) ist ein Zweifachzucker, der sich aus je einem Molekül Glucose (Traubenzucker) und Fructose zusammensetzt. Ein bedeutsamer Anteil bei der Zuckeraufnahme kommt aus industriell gefertigten Nahrungsmitteln, die Fructose-Glucose-Sirup (high-fructose corn syrup, HFCS) enthalten.
Industrielle Erzeugung
Fructose wird industriell aus pflanzlichen Stärken wie beispielsweise Maisstärke gewonnen. Durch Zugabe des Enzyms Amylase wird aus gelöster Maisstärke zuerst Maissirup und in einer weiteren Reaktion durch Zugabe von Glucoseisomerase wird High-fructose corn syrup (HFCS) erzeugt, z. B. HFCS-42 (mit 42 % Fructose und 53 % Glucose in der Trockenmasse) und HFCS-55 (mit 55 % Fructose und 41 % Glucose in der Trockenmasse, zweite Generation HFCS ab 1976).[14][15] Seit etwa 1972 werden die Enzyme immobilisiert, wodurch die Produktionskosten von HFCS in den USA unter die Importkosten von Saccharose fielen.[14] Gleichzeitig war dies auch die erste großtechnische Anwendung der Immobilisierung von Enzymen[14] und sie stellt die mengenmäßig weltweit größte technische Nutzung immobilisierter Enzyme dar.[15] Daneben wird per Chromatographie noch HFCS-90 mit 90 % Fructoseanteil erzeugt, das zur Herstellung von HFCS-55 durch Verdünnung mit HFCS-42 verwendet wird.[14] Die meisten Softdrinks in den USA verwenden HFCS-55, während die meisten anderen HFCS-gesüßten Lebensmittel HFCS-42 verwenden.[16]
In den USA wird fast ausschließlich Mais (genauer: Maissirup) als Glucosequelle zur Produktion von Isoglucose eingesetzt, die eine Mischung von Glucose und Fructose ist, da Fructose eine höhere Süßkraft bei gleichem physiologischen Brennwert von 374 Kilokalorien pro 100 g aufweist. Die jährliche weltweite Produktionsmenge von Isoglucose beträgt acht Millionen Tonnen (Stand 2011).[17] Glucosesirup wird mithilfe immobilisierter Glucose-Isomerase zur Herstellung von HFCS verwendet.[18] Die dabei verwendete Glucose-Isomerase (genauer Xylose-Isomerase) stammt aus Bacillus coagulans,[15] Streptomyces rubiginosus[15] oder Streptomyces phaeochromogenes.[15] Die Reaktion wird bei einem pH-Wert von 7,5–8,2 und einer Temperatur von 55–60 °C durchgeführt.[19] Der aus Stärke erzeugte Glucosesirup wird nach einer Entfernung von Calciumionen zur Erzeugung von Fructose verwendet, da Calciumionen zwar Cofaktoren der Amylase bei der enzymatischen Herstellung des Glucosesirups sind, aber Hemmstoffe der Xylose-Isomerase bei der nachfolgenden Umwandlung zu Fructose – dabei sind Magnesiumionen die Cofaktoren.[20] In geringerem Umfang wird Invertzucker hergestellt, als Mischung von Glucose und Fructose durch Hydrolyse von Saccharose.
Weiterführende Informationen: Wikipedia "Fructose"
Einzelnachweise
[2] Eintrag zu D-Fructose. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 18. März 2018.
[11] Eintrag zu Weintraube. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 3. Mai 2012.
[12] Eintrag zu Honig. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 3. Mai 2012.
[13] Search the USDA National Nutrient Database for Standard Reference. Nal,usda,gov, archiviert vom Original am 3. März 2015; abgerufen am 10. Dezember 2014.
[14] Byong H. Lee: Fundamentals of Food Biotechnology. John Wiley & Sons, 2014, ISBN 978-1-118-38491-6, S. 332.
[15] Andreas Liese: Industrial Biotransformations. John Wiley & Sons, 2008, ISBN 978-3-527-61417-2, S. 388.
[16] High Fructose Corn Syrup: Questions and Answers. US Food and Drug Administration, 5. November 2014, archiviert vom Original am 25. Januar 2018; abgerufen am 18. Dezember 2017.
[17] Thomas Becker, Dietmar Breithaupt, Horst Werner Doelle, Armin Fiechter, Günther Schlegel, Sakayu Shimizu, Hideaki Yamada: Biotechnology, in: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 7. Auflage, Wiley-VCH, 2011. ISBN 978-3-527-32943-4. Band 6, S. 48.
[18] Atsuo Tanaka: Industrial Application of Immobilized Biocatalysts. CRC Press, 1992, ISBN 978-0-8247-8744-8, S. 185.
[19] Benjamin Caballero, Paul Finglas, Fidel Toldrá: Encyclopedia of Food and Health. Academic Press (2016). ISBN 978-0-12-384953-3, Band 3, S. 608.
[20] Ashok Pandey: Industrial Biorefineries and White Biotechnology. Elsevier, 2015, ISBN 978-0-444-63464-1, S. 488.