Trehalose – Zucker, Wirkung & Anwendung
Trehalose ist ein natürlich vorkommender Zweifachzucker, der in Pilzen, Insekten und Pflanzen vorkommt und als Lebensmittelzusatz sowie in der Medizin genutzt wird.
Wissenswertes über "Trehalose"
Trehalose ist ein natürlich vorkommender Zweifachzucker, der in Pilzen, Insekten und Pflanzen vorkommt und als Lebensmittelzusatz sowie in der Medizin genutzt wird.
Was ist Trehalose?
Trehalose ist ein natürlich vorkommendes Disaccharid, also ein Zweifachzucker, der aus zwei Glukosemolekülen besteht. Sie wird in der Natur von verschiedenen Organismen gebildet, darunter Pilze, Hefen, Insekten, bestimmte Pflanzen und Bakterien. Trehalose dient diesen Lebewesen als Schutzmechanismus gegen extreme Umweltbedingungen wie Trockenheit, Kälte oder Hitze. In der Lebensmittelindustrie wird sie als Süßungsmittel und Stabilisator eingesetzt, in der Pharmaindustrie schützt sie empfindliche biologische Substanzen.
Chemische Eigenschaften
Trehalose besteht aus zwei alpha-D-Glukoseeinheiten, die über eine alpha-1,1-glykosidische Bindung miteinander verknüpft sind. Diese Bindung macht das Molekül besonders stabil und widerstandsfähig gegenüber Hitze und Säuren. Trehalose ist weniger süß als Haushaltszucker (Saccharose) – ihre Süßkraft beträgt etwa 45 % der Saccharose. Der glykämische Index von Trehalose liegt mit etwa 70 im mittleren bis hohen Bereich, was bei der diätetischen Bewertung zu beachten ist.
Vorkommen in der Natur
Trehalose kommt in zahlreichen natürlichen Quellen vor:
- Pilze und Hefen: Champignons, Bäckerhefe und andere Pilzarten enthalten nennenswerte Mengen Trehalose.
- Insekten: Trehalose ist der Hauptblutzucker vieler Insekten.
- Pflanzen: Bestimmte Pflanzen wie die Auferstehungspflanze (Selaginella lepidophylla) nutzen Trehalose zum Schutz vor Austrocknung.
- Meeresfrüchte: Garnelen und andere Krustentiere enthalten geringe Mengen Trehalose.
Biologische Funktionen
Trehalose übernimmt in Organismen wichtige Schutzfunktionen. Sie stabilisiert Zellmembranen und Proteine unter extremen Bedingungen, indem sie Wassermoleküle ersetzt und so Zellschäden verhindert. Dieser Mechanismus wird als Kryoprotektion (Schutz vor Kälte) und Anhydrobiose (Überleben ohne Wasser) bezeichnet. Im menschlichen Körper wird Trehalose durch das Enzym Trehalase im Dünndarm in zwei Glukosemoleküle aufgespalten und anschließend als Energiequelle genutzt.
Anwendung in der Lebensmittelindustrie
In der Lebensmittelindustrie wird Trehalose als Lebensmittelzusatzstoff eingesetzt. Sie dient als:
- Süßungsmittel mit mildem Geschmack
- Feuchtigkeitsspeicher, der Lebensmittel vor dem Austrocknen schützt
- Stabilisator für Aromen und Farben
- Texturverbesserer in Backwaren, Süßwaren und Tiefkühlprodukten
Trehalose wird industriell durch enzymatische Umwandlung von Stärke hergestellt und gilt in der EU als zugelassener Lebensmittelzusatzstoff.
Medizinische und pharmazeutische Anwendung
In der Pharmaindustrie wird Trehalose als Hilfsstoff zur Stabilisierung von biologischen Arzneimitteln, Impfstoffen und Proteinen genutzt. Sie schützt empfindliche Wirkstoffe bei der Gefriertrocknung (Lyophilisierung) und bei der Lagerung. Darüber hinaus wird Trehalose in der Augenheilkunde in Form von Augentropfen eingesetzt, um die Augenoberfläche bei trockenem Auge zu schützen und zu befeuchten.
Potenzielle Gesundheitseffekte
Wissenschaftliche Studien haben verschiedene potenzielle Gesundheitseffekte von Trehalose untersucht:
- Zellschutz (Autophagie): Trehalose soll die zelluläre Autophagie – einen Selbstreinigungsmechanismus der Zellen – anregen, was in der Forschung zu neurodegenerativen Erkrankungen untersucht wird.
- Entzündungshemmung: Einige Studien deuten auf entzündungshemmende Eigenschaften hin.
- Schutz vor oxidativem Stress: Trehalose kann als Antioxidans wirken und Zellen vor Schäden durch freie Radikale schützen.
Es ist wichtig zu betonen, dass viele dieser Erkenntnisse aus Laborstudien oder Tierstudien stammen. Klinische Belege am Menschen sind noch begrenzt und weitere Forschung ist erforderlich.
Mögliche Risiken und Diskussionen
Eine viel diskutierte wissenschaftliche Studie aus dem Jahr 2018 (Treangen et al., Nature) legte nahe, dass der steigende Einsatz von Trehalose in der Lebensmittelindustrie mit der Ausbreitung bestimmter virulenter Stämme des Darmbakteriums Clostridioides difficile (C. diff) in Zusammenhang stehen könnte, da diese Stämme Trehalose besonders effizient verstoffwechseln können. Diese Hypothese ist jedoch wissenschaftlich umstritten und wurde in nachfolgenden Studien nicht eindeutig bestätigt. Personen mit einem Trehalase-Mangel – einem seltenen angeborenen Enzymdefekt – können Trehalose nicht abbauen, was zu Durchfall und Verdauungsbeschwerden nach dem Verzehr trehalosehaltiger Lebensmittel führen kann.
Quellen
- Elbein A.D. et al. (2003): New insights on trehalose: a multifunctional molecule. Glycobiology, 13(4), 17R-27R. PubMed.
- Jain N.K. & Roy I. (2009): Effect of trehalose on protein structure. Protein Science, 18(1), 24-36. PubMed.
- Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA): Scientific Opinion on the safety of trehalose as a novel food ingredient. EFSA Journal, 2001.
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