Zucker

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Als Zucker wird neben verschiedenen anderen Zuckerarten ein süß schmeckendes, kristallines Lebensmittel bezeichnet, das aus Pflanzen gewonnen wird und hauptsächlich aus Saccharose besteht.
Hauptquellen sind Zuckerrohr (Anbau in den Tropen), Zuckerrübe (Anbau in gemäßigten Breiten, z. B. Mitteleuropa) und die transgene Zuckerrübe H7-1 (USA).
2018 wurden weltweit etwa 275 Mio. Tonnen Zuckerrüben und 1,907 Mrd. Tonnen Zuckerrohr produziert.
Hauptanbauländer für Zuckerrüben sind Russland, Frankreich und die USA, für Zuckerrohr sind es Brasilien, Indien und China.
Die durchschnittliche Jahresversorgung mit Zucker lag 2013 in Deutschland bei 35,61 kg pro Kopf.
Jahresversorgung ist nicht gleichbedeutend mit Jahresverbrauch.
Es ist lediglich ein statistischer Jahresdurchschnittswert aus Produktion + Importe - Exporte, umgerechnet pro Kopf der Bevölkerung.
Sein physiologischer Brennwert beträgt 16,8 kJ oder 4,0 kcal pro Gramm (zum Vergleich:
Alkohol liefert 29,8 kJ pro Gramm, Fette etwa 39 kJ pro Gramm), mit einer Dichte von 1,6 g/ cm^3 ist er schwerer als Wasser (1 g/cm^3).
(Für die Messung von Zuckermengen im Haushalt muss nicht von der Dichteangabe ausgegangen werden, sondern von der Schüttgutdichte, die geringer ausfällt.
Sie liegt für Kristallzucker bzw. gekörnten Zucker zwischen 0,67 und 1,02 g/cm^3.) Bei 20 °C sind 203,9 g Zucker in 100 ml Wasser löslich, bei 100 °C 487,2 g in 100 ml.
== Geschichte
=== Etymologie
Das Wort "Zucker" (von althochdeutsch zuccer, seit dem 12. Jahrhundert von mittellateinisch zuccarum) geht auf das Altindische zurück (Sanskrit  ,sarkara', eigentlich "Grieß, Geröll, Kies", aber auch "Sandzucker") und gelangte im Mittelalter durch die Vermittlung des Arabischen ( ,sukkar') zunächst ins Griechische (gr. aaov ,sakcharon', daraus auch dt. Saccharin) und die romanischen Sprachen und von dort in die übrigen europäischen Sprachen.
Das Deutsche entlehnte das Wort wohl aus dem Italienischen (italienisch zucchero, von mittellateinisch zuccarum), der älteste Nachweis datiert auf das 13. Jahrhundert.
=== Beginn der industriellen Herstellung von Zucker aus Rüben - Zuckerindustrie
Andreas Sigismund Marggraf hatte 1747 nachgewiesen, dass im Rübensaft Zucker enthalten ist.
Die Fabrikationsverfahren, die sein Schüler Franz Karl Achard um 1800 entwickelte, führten 1825 zur Entstehung der Rübenzuckerindustrie, die Ende des 19. Jahrhunderts im Weltmaßstab ebenso viel Zucker erzeugte wie die traditionelle Rohrzuckerindustrie.
Der Landwirtschaft war es gelungen, Rüben mit hohem Zuckergehalt zu züchten.
Landstriche wie die Magdeburger Börde stellten sich auf den Anbau von Rüben ein.
Diese Monokulturen, die viel Dünger benötigten, stimulierten ihrerseits die Entwicklung der Düngemittelindustrie.
Chemiker und Techniker sorgten durch Rationalisierungen und Automatisierungen dafür, trotz der saisonbedingten geringen Auslastung der Fabriken (der sogenannten Kampagne), dass die Rübenzuckerindustrie rentabel wurde.
Zu den Pionieren der Rübenzuckerindustrie gehört Adolph Frank, der 1858 ein Patent zur Scheidung und Reinigung von Rübensäften erhielt.
== Zuckererzeugung
Die Zuckerrüben werden nach der Ernte gereinigt und zerkleinert.
Die entstehenden Zuckerrübenschnitzel werden in Extraktionstürmen mit heißem Wasser versetzt.
Der enthaltene Zucker wird herausgelöst (Rohsaft).
Mit Kalkmilch werden Nichtzuckerstoffe im Saft gebunden.
Der so geklärte Dünnsaft enthält etwa 16 % Saccharose und ist hellgelb.
Durch Verdampfungsapparate wird so lange Wasser entzogen, bis der Zuckergehalt im nun goldbraunen zähflüssigen Dicksaft ungefähr 75 % beträgt.
Die weitere Eindickung geschieht mit so viel Unterdruck, dass das Wasser bereits bei 65-80 °C verdampft und der Zucker noch nicht karamellisiert.
Nach Zusatz von Impfkristallen beginnt die Kristallisation, die bis zur gewünschten Kristallgröße läuft.
In Zentrifugen wird der anhaftende Sirup (Melasse) von den Kristallen getrennt.
Der weiße Zucker wird nun nochmals in Wasser gelöst und danach kristallisiert.
Dadurch erhält man einen besonders reinen und weißen Zucker (Raffinade).
== Wirtschaftliche Bedeutung
=== Weltweite Zuckerproduktion
Im Jahr 2018 wurden weltweit 182.166.152 Tonnen Rohzucker hergestellt, in Europa waren es 29.045.616 t.
Die wichtigsten europäischen Herstellerländer sind Frankreich, Deutschland und Polen.
=== Versorgung pro Kopf
Laut Statistik der FAO wies im Jahr 2018 Barbados die höchste Pro-Kopf-Versorgung an Zucker auf (48,18 kg/Jahr), Kiribati steht an 2. Stelle (47,45 kg/Jahr), gefolgt von Kuba (46,72 kg/Jahr).
Zum Vergleich:
In Österreich wurden rechnerisch pro Kopf und Jahr durchschnittlich 37,96 kg und in Deutschland 33,58 kg ermittelt.
Aus den Zahlen geht nicht hervor, wie das Produkt in dem betreffenden Land verwendet wird.
== Zuckerpreis
In der Europäischen Union wurde der Zuckerpreis bisher (Stand August 2017) möglichst konstant gehalten.
Die EU veröffentlicht regelmäßig einen Zuckerpreis-Report.
Der Preis lag von 2006 bis 2009 um 600 Euro pro Tonne, fiel dann 2010 auf unter 500 Euro und stieg zwischen Herbst 2011 und Herbst 2013 auf über 700 Euro.
Die Erntemengen in der EU und in anderen Staaten, speziell in denen der AKP-Gruppe aufgrund deren Importprivileg, beeinflussen den Zuckerpreis.
Der Weltmarktpreis liegt normalerweise deutlich unter dem EU-Preis.
Nur im Jahr 2011 lag der Weltmarktpreis kurzzeitig darüber.
Ende September 2017 fiel - nach der Milchquotenregelung - auch die Europäische Zuckermarktordnung.
Davor war festgelegt, dass mindestens 85 % des in der EU vermarkteten Zucker in der EU erzeugt sein müssen, und dass die europaweite Produktion mit 13,5 Millionen Tonnen pro Jahr begrenzt war.
Weiter mussten Zuckerproduzenten ihren zuliefernden Landwirten laut EU-Recht pro Tonne Zuckerrüben einen gewissen Mindestpreis zahlen.
Es wurde erwartet, dass die Preise für abgelieferte Rüben und Zucker ab Fabrik niedriger werden.
== Zuckerbezeichnungen
Zucker wird in vielen verschiedenen Darreichungsformen angeboten.
Diese unterscheiden sich je nach verwendetem Rohstoff, äußerer Form, Zusammensetzung und Art der Verarbeitung.
Außerdem gibt es Zuckerprodukte mit verschiedenen Zusätzen.
Einige Zuckerbezeichnungen sind in Deutschland durch Verordnung geschützt.
== Gesundheitliche Auswirkungen
Der jährliche Zuckerkonsum lag 1997 in Österreich bei 40,4 Kilogramm pro Person und hat sich damit innerhalb der letzten 150 Jahre auf das Zwanzigfache gesteigert, was eine bedeutende Rolle als Ursache vermehrter Adipositas spielen dürfte.
Leichtverdauliche Kohlenhydrate wie Zucker haben zudem größere Schwankungen des Insulinspiegels zur Folge, man spricht von einer höheren glykämischen Last, was sich diesbezüglich ebenfalls negativ auswirkt.
Im Jahr 2003 erstellte ein Gremium internationaler Experten im Auftrag der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) einen Report.
Er konstatierte, dass, wer sich gesund ernähren wolle, nicht mehr als 10 % seiner Nährstoffe aus sogenanntem "freien" Zucker (englisch: free sugars) - bei dem Zucker gemeint ist, der den Lebensmitteln vom Hersteller, Koch oder Verbraucher zugesetzt wird, sowie Zucker, der natürlicherweise in Honig, Sirup und Fruchtsäften enthalten ist - beziehen sollte (entspricht etwa 40-50 g pro Tag).
Im Jahr 2009 gab die American Heart Association die Empfehlung heraus, dass die tägliche Aufnahme von Zucker bei maximal 45 g pro Tag (Männer) bzw. 30 g pro Tag (Frauen) liegen sollte.
2015 hat die WHO die 10-%-Grenze als "strong recommendation" (starke Empfehlung) bekräftigt, sich jedoch im Hinblick auf die Vermeidung von Karies für eine zusätzliche Halbierung auf 5 % als "conditional recommendation" (bedingte Empfehlung) ausgesprochen.
Die neue Richtlinie der WHO hat Besorgnis bei den Allgemeinen Ortskrankenkassen (AOK) ausgelöst.
Kai Kolpatzik, Präventionsexperte des AOK-Bundesverbands, fordert nun die Bundesregierung dazu auf, ähnlich wie auch für Alkohol und Nikotin, Maßnahmen gegen den erhöhten Zuckerkonsum der Deutschen zu treffen.
Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft empfiehlt weiterhin eine maximale Menge von 10 % und bezieht sich dabei ausdrücklich auf die 2015 erschienene Richtlinie der WHO.
Ernährungsphysiologisch bedenklich ist der erhöhte oder regelmäßige Konsum zuckerhaltiger Getränke, der zu Zivilisationskrankheiten wie dem Metabolischen Syndrom, Übergewicht, Adipositas und Diabetes mellitus - immer häufiger schon im Kindesalter - führt.
Deshalb riet die Weltgesundheitsorganisation 2016 zur Zuckersteuer, um einen spürbaren Rückgang des Zuckerkonsums zu und daraus resultierenden Erkrankungen zu erreichen.
Zuckersteuern wurden von Frankreich, Ungarn, Finnland und Mexiko eingeführt.
Die lange diskutierte Vermutung, dass Zucker der Verursacher der Osteoporose sei, hat sich nicht bestätigen lassen.
Ebenso hat sich die Vermutung nicht bestätigen lassen, dass Zucker ein Vitaminräuber sei.
Es wird diskutiert, ob Zucker die Entstehung von Krebs fördert, und ob eine zuckerfreie Nahrung das Wachstum von Krebs behindern kann.
Diese These (vgl. Warburg-Hypothese) hatte einige Anhänger auch unter Ärzten, wird aktiv erforscht, und es gibt Initiativen für eine "Krebsdiät", die auf zuckerfreier oder zuckerarmer Ernährung basiert.
=== Zahnkaries
Die ursächliche Mitwirkung von Zucker bei der Entstehung von Zahnkaries ist heute unumstritten.
Die bedeutendste Bakterienart ist Streptococcus mutans.
Nahrungszucker gelangt durch Diffusion in die bakteriellen Zahnbeläge, wo sie zu intermediären Säuren abgebaut werden, welche unter einer hinreichend dicken Plaque lokal zur Entkalkung des Zahnschmelzes und dadurch zu Karies führen.
Ebenfalls von Bedeutung sind Speichelzusammensetzung (Pufferkapazität, Lysozym-Gehalt), Zahnschmelzlöslichkeit (Fluoridierungsgrad) und Mundhygiene.
Ob Zucker in Form von Haushaltszucker, Honig, leicht verdaulicher Stärke o. ä. aufgenommen wird, ist dabei bedeutungslos.
=== Diabetes mellitus und Zuckerkonsum
Die Zuckerkrankheit beruht entweder auf einer Autoimmunreaktion, die die Inselzellen der Bauchspeicheldrüse schädigt (Typ 1), oder auf einer entwickelten Insulinresistenz (Typ 2), die besonders bei lang anhaltendem (Über-)Konsum von Zucker und Kohlenhydraten mit der Nahrung zum Tragen kommen kann, wie es bei der westlichen kohlenhydratreichen und fettarmen ausgewogenen Standarddiät der Fall ist.
Folgen sind ein chronisch erhöhter Blutzuckerspiegel und, daraus folgend, ein erhöhter Insulinspiegel im Blut mit Heißhunger, Schlafproblemen, Stoffwechselstörungen mit Hypertriglyzeridämie und erniedrigtem HDL-Cholesterin, Übergewicht und Fettleibigkeit und ein meist sich entwickelndes Metabolisches Syndrom.
Die WHO empfahl 2015 daher erstmals eine deutlich reduzierte Zuckeraufnahme mit der Nahrung für Kinder und Erwachsene.
=== Hyperaktivität und Zucker
Eine weit verbreitete Annahme - vor allem in den USA - ist, dass Zucker hyperaktives Verhalten fördere, ADHS-Symptome verschlimmere bzw. ADHS verursachen könne, insbesondere bei Kindern.
Das National Institute of Mental Health der USA kommt jedoch zu dem Schluss, dass die Mehrzahl der verfügbaren Studien dieser Theorie widersprechen.
So wurden in einer Studie 35 Jungen im Alter von fünf bis sieben Jahren ausgewählt, deren Mütter angaben, dass ihre Söhne "zuckersensitiv" seien.
Die Mütter der Jungen wurden in zwei Gruppen geteilt.
Der einen Gruppe wurde erzählt, dass ihre Söhne eine große Menge Zucker erhalten haben, während der anderen Gruppe (der Kontrollgruppe) erzählt wurde, dass ihre Söhne ein Placebo erhalten haben.
Tatsächlich erhielten jedoch alle Kinder das Placebo (Aspartam).
Mütter, denen erzählt wurde, dass ihre Kinder Zucker erhielten, schätzten das Verhalten ihrer Söhne signifikant stärker als hyperaktiv ein als die Mütter aus der Kontrollgruppe.
Auch wurde bei diesen Müttern ein anderes Verhalten beobachtet.
So befanden sich diese Mütter öfter in Nähe ihrer Söhne, kritisierten diese eher, sahen öfter nach und sprachen mehr zu ihnen, als es in der Kontrollgruppe der Fall war.
In zwei anderen Studien wurde der Effekt von Zucker auf das Verhalten und das Lernen hyperaktiver Jungen untersucht.
Die Forscher gaben den Kindern Lebensmittel, die entweder Zucker oder ein Placebo (Aspartam) enthielten.
Die Kinder, die Zucker erhalten haben, zeigten kein anderes Verhalten oder Lernfähigkeiten als diejenigen mit Placebo.
Eine ähnliche Studie mit höheren Mengen Saccharose und einer zusätzlichen Saccharin-Kontrollgruppe kam zu ähnlichen Ergebnissen.
=== Zuckersucht durch Zuckerkonsum?
Zahlreiche Studien haben den Zusammenhang von Zuckerkonsum und Suchterscheinungen ("Abhängigkeitssyndromen") untersucht:
Die Übertragbarkeit der meist in Laborexperimenten an Ratten vorgenommenen Ergebnisse ist wissenschaftlich umstritten.
== Zucker als nachwachsender Rohstoff
Zucker hat als nachwachsender Rohstoff (NawaRo) eine große Bedeutung.
Er wird vor allem als Disaccharid Saccharose aus Zuckerrohr oder Zuckerrüben gewonnen.
Das Zuckerpolymer Stärke (ein Polysaccharid) besteht aus dem Monomer Glucose (ein Monosaccharid) und wird beispielsweise aus Getreide, Mais und Stärkekartoffeln gewonnen.
Ein weiteres häufig vorkommendes Glucosepolymer ist Cellulose, die vor allem aus Holz gewonnen wird.
Eine wichtige Verwendung ist die energetische Verwertung, wie die Herstellung von Bioethanol und anderen Biokraftstoffen aus Zucker oder Stärke oder die thermische Verwendung von Cellulose als Bestandteil von Brennholz.
Eine große Bedeutung hat auch die stoffliche Nutzung von Zucker.
Zum einen dienen sie in der Biotechnologie als Energie- und Kohlenstoffquelle in Fermentationsansätzen zur Herstellung von organischen Lösungsmitteln, verschiedenen Rohstoffen (z. B. zur Herstellung von Bioplastik) und anderem.
In chemischen Verfahren werden Zucker als Rohstoff zur Herstellung von Tensiden, Polyolen und anderen Produkten eingesetzt.
== Bräunung beim Backen und Rösten
Die Braunfärbung beim Erhitzen (> 140 °C) beruht auf einer nichtenzymatischen chemischen Reaktion, der Karamellisierungsreaktion.
Haushaltszucker schmilzt bei 186 °C.
Die Braunfärbung kann daher schon unterhalb des Schmelzpunkts erfolgen, steigert sich aber ab 190 °C rapide.
Der Schmelzpunkt des Zuckers eignet sich auch zur einfachen Temperatur-Kalibrierung eines Backofens.
== Andere Zuckerarten
Neben dem hier beschriebenen Zucker aus Saccharose gibt es weitere Zuckerarten, die aus anderen Sacchariden (siehe dort für eine ausführlichere Übersicht und die chemischen Hintergründe) bestehen:

Klexikon (einfache Sprache):
Zucker ist ein Nahrungsmittel.
Es ist kristallin und besteht aus Saccharose:
Das ist eine bestimmte Verbindung von Sauerstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff.
Saccharose ist normalerweise fest und lässt sich gut in Wasser lösen.
Zucker gehört zu den Kohlenhydraten.
Wenn die Menschen früher in Europa etwas Süßes wollten, dann aßen sie eine süße Frucht.
Um Speisen süßer zu machen, gab es Honig.
Der war aber sehr teuer.
Heutzutage ist Zucker billig.
Das liegt daran, dass man Zuckerrohr und Zuckerrüben anbaut.
Zuckerrohr wächst dort, wo es heiß ist.
Er stammt aus Asien und wurde im Mittelalter von den Arabern übernommen.
Das deutsche Wort Zucker stammt aus der indischen Sprache Sanskrit: "sarkara" heißt so viel wie Kies.
Die Araber sprachen das Wort "sukkar" aus.
Zuckerrüben wachsen auch in Europa.
Aber erst um das Jahr 1750 fand jemand heraus, dass man daraus viel Zucker gewinnen kann.
Erst etwa hundert Jahre später hat man im großen Stil Zucker gewonnen, wie in der Industrie.
Seitdem nehmen die Menschen viel mehr Süßes zu sich als vorher.
Viel Zucker wird verwendet, um weitere Lebensmittel herzustellen.
Zucker gibt uns sehr viel Energie.
Deshalb mögen ihn Sportler besonders vor den Wettkämpfen.
Zucker macht aber auch hungrig, weil er die Verdauung ankurbelt.
Wer dann die Energie nicht verbraucht, setzt sie in Körperfett um, wird also dick.
Zudem ist Zucker schlecht für unsere Zähne.
Auf dem Zucker vermehren sich nämlich Bakterien, die den Zahnschmelz angreifen.