Isomaltulose

Isomaltulose ist ein Kohlenhydrat und gehört zur Gruppe der Disaccharide (Zweifachzucker). Sie besteht aus den Einfachzuckern Glukose (Traubenzucker) und Fruktose (Fruchtzucker). Diese beiden Einfachzucker sind über eine α-1,6-glykosidische Bindung miteinander verknüpft. Der Zweifachzucker wird industriell aus Saccharose (Haushaltszucker) gewonnen. Dabei spalten Mikroorganismen, mit Hilfe des Enzyms Glycosyltransferase, die Isomaltulose von der Saccharose ab. Die Lebensmittelindustrie setzt Isomaltulose zum Süßen und zur Verbesserung der Textur von Lebensmitteln und Getränken ein. Außerdem dient sie als Energielieferant in Sportlernahrung bzw. Sportgetränke. 

Wenn Isomaltulose über die Nahrung aufgenommen wird, gelangt sie in den Dünndarm. Dort wird sie vom Enzym Saccharase-Isomaltase-Komplex in ihre Bausteine Glukose und Fruktose aufgespalten. Diese gelangen dann ins Blut und weiter in die Körperzellen, wo sie entweder als Energiequelle genutzt oder gespeichert werden. Die Aufspaltung im Dünndarm erfolgt bei Isomaltulose aufgrund der α-1,6-glykosidischen Bindung zwischen dem Glukose- und Fruktosemolekül langsamer als bei Saccharose. Dadurch erfolgt die Aufnahme ins Blut etwas 85 % langsamer, was den niedrigen glykämischen Index von Isomaltulose erklärt. Diese langsamere Aufnahme trägt dazu bei, dass Isomaltulose im Gegensatz zu Saccharose positive Auswirkungen auf Stoffwechselerkrankungen haben kann. Trotz dieser Unterschiede enthält Isomaltulose genauso viele Kalorien pro Gramm wie Saccharose, hat jedoch eine geringere Süßkraft [1,5,11,14].   

Tabelle 1: Eigenschaften von Isomaltulose vs. Saccharose (Haushaltszucker).  

• Niedriger glykämischer Index 
• Niedrige Insulinbelastung 
• Verbesserte Glukosetoleranz 
• Erhöhte GLP-1 Produktion 
• Kariesprävention 
• Energiequelle 
• Langsame Energiefreisetzung

Isomaltulose ist ein Kohlenhydrat und wird daher wie andere Kohlenhydrate verstoffwechselt. Im Dünndarm wird das Enzym „Sucrase-Isomaltase-Komplex“ benötigt, um Isomaltulose in die Einfachzucker Glukose und Fruktose zu spalten. Darmtransportmoleküle wie SGLT1, GLUT2 und GLUT5 befinden sich in der Dünndarmschleimhaut und transportieren Glukose und Fruktose vom Darm ins Blut. Dort benötigen die beiden Einfachzucker Insulin, um in die Körperzellen, wie die Leber und Muskeln, zu gelangen, wo sie entweder als Energiequelle genutzt oder gespeichert werden. Zahlreiche Enzyme, wie z.B. Glucokinase, Hexokinase und Pyruvatkinase, spielen eine wesentliche Rolle bei der Verstoffwechselung dieser Zucker. Darüber hinaus sind Vitamine wie Thiamin (B1), Riboflavin (B2), Niacin (B3), Pantothensäure (B5), Biotin (B7) sowie Mineralstoffe wie Kupfer, Zink, Mangan und Chrom wichtige Kofaktoren. Auch der Elektrolyt- und Wasserhaushalt ist für einen funktionierenden Glukose- und Fruktosemetabolismus von großer Bedeutung [12,15]. 

Isomaltulose kommt in geringen Mengen in Zuckerrohr, Zuckerrüben und Honig vor. Die Lebensmittelindustrie verwendet den Zweifachzucker vor allem in Süßwaren, Backwaren, Schokolade, Softdrinks, Frühstückscerealien, Müsliriegeln und Milchprodukten wie Speiseeis oder Joghurt. Darüber hinaus kann Isomaltulose in Sportnahrung wie Energy-Gels, Energy-Drinks oder Energy-Riegeln enthalten sein [5]. 

Anwendung  

Isomaltulose kann als Zuckeralternative zu Haushaltszucker eingesetzt werden. Der Zucker schmilzt bei etwa 123-124 °C und kann daher zum Backen und Kochen verwendet werden. Im Gegensatz zu Saccharose karamellisiert Isomaltulose jedoch nicht. Aufgrund ihrer guten Wasserlöslichkeit eignet sich der Zweifachzucker außerdem zum Süßen von Smoothies, Joghurt, Desserts und verschiedenen Getränken, insbesondere Sportgetränken. Für den Fall, dass die Süße von Isomaltulose nicht ausreicht, lässt sie sich gut mit anderen Süßungsmitteln wie Xylit oder Erythrit kombinieren [5].  

Dosierung  

Isomaltulose gilt als sicher in der Anwendung und gut verträglich, da sie im Dünndarm vollständig abgebaut wird. Dosierungen von bis zu 50 g/Tag sind tolerierbar [14]. Dennoch ist Isomaltulose ein Zucker und sollte daher nur in Maßen verzehrt werden. Die WHO empfiehlt, dass der Verzehr von freien Zuckern nicht mehr als 10 % der täglichen Kalorienaufnahme betragen sollte, was etwa 5 bis 10 Teelöffeln Zucker entspricht. Unter „freien Zuckern“ versteht man alle Zucker, die Lebensmitteln und Getränken zugesetzt werden, sowie die Zucker, die natürlicherweise in Honig, Sirup, Fruchtsaftkonzentraten und Fruchtsäften enthalten sind [16].  

Ein übermäßiger Verzehr von Isomaltulose kann zu Gewichtszunahme, einer erhöhten Insulinbelastung sowie zu Verdauungsproblemen wie Blähungen, Durchfall oder Magenbeschwerden führen. 

• Fruktoseintoleranz 
• Saccharase-Isomaltase Enzymdefekt (selten) 
• Menschen mit Verdauungsstörungen (z.B. Reizdarmsyndrom) 

Stoffwechselerkrankungen 

Aufgrund ihres niedrigen glykämischen Index wird Isomaltulose besonders im Zusammenhang mit Stoffwechselerkrankungen erforscht. Die aktuelle Studienlage zu positiven Effekten auf Stoffwechselerkrankungen wie metabolisches Syndrom, Diabetes und Adipositas ist vielversprechend. 

Metabolisches Syndrom 

Das Metabolische Syndrom ist eine Kombination verschiedener Gesundheitsprobleme. Es ist gekennzeichnet durch Übergewicht, Bluthochdruck (Hypertonie), Unterzuckerung (Hypoglykämie), Insulinresistenz (die Körperzellen reagieren schlechter auf Insulin) und Fettstoffwechselstörungen (Dyslipidämie) wie erhöhte Triglyzeride und niedriges HDL-Cholesterin. 

Wie eine Studie zeigt, führt die Einnahme von Isomaltulose über 12 Wochen in Form einer speziellen Diät bei Personen mit gestörter Glukosetoleranz zu einer Verbesserung der Glukosetoleranz. Das bedeutet, dass der Körper den Zucker nach einer Mahlzeit besser verarbeiten kann und das Diabetesrisiko sinkt [13]. Zusätzlich kann Isomaltulose die Blutfettwerte, insbesondere die freien Fettsäuren im Serum, verbessern und viszerales Fett reduzieren. Dies weist auf eine insgesamt positive Wirkung auf den Stoffwechsel hin und könnte dazu beitragen, das Risiko für das metabolische Syndrom zu senken – eine Gruppe von Risikofaktoren, die häufig zu Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen führen [10].  

 Diabetes 

Bild2

Diabetes ist eine chronische Erkrankung, bei der der Zuckerstoffwechsel gestört ist. Der Körper kann den Zucker aus dem Blut (Glukose) nicht richtig in die Zellen aufnehmen, was zu dauerhaft erhöhten Blutzuckerwerten führt. Grund dafür ist, dass entweder die Insulinproduktion gestört ist und/oder die Zellen (z.B. Muskel- oder Leberzellen) resistent gegen Insulin werden (siehe Bild2).  

Isomaltulose lässt den Blutzuckerspiegel im Vergleich zu Haushaltszucker um etwa 20 % langsamer ansteigen. Dadurch wird weniger Insulin benötigt, um den Zucker aus dem Blut in die Zellen zu transportieren - der Bedarf sinkt um etwa 19-27 % [2,14]. Außerdem verbessert Isomaltulose im Vergleich zu Haushaltszucker und Sucramol die Glukosetoleranz. Das heißt, es wird weniger Insulin benötigt, um den Zucker in die Zellen zu transportieren, der Zucker gelangt effizienter in die Zellen, die Energie benötigen, und die Zellen können den Zucker schneller und besser aufnehmen [2,3,8]. Die Einnahme von Isomaltulose erhöht auch die Produktion des Hormons GLP-1 (Glucagon-like Peptide-1). GLP-1 unterstützt die Freisetzung von Insulin und reguliert damit ebenfalls den Blutzuckerspiegel. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass Isomaltulose im Vergleich zu Haushaltszucker positive Auswirkungen auf Diabetiker hat [2,3].  

Übergewicht und Adipositas  

Übergewicht liegt vor, wenn der BMI zwischen 25 und 29,9 liegt. Ab einem BMI von 30 spricht man von Adipositas. Übergewicht und Adipositas gelten als Risikofaktoren für zahlreiche Krankheiten wie Diabetes Typ 2, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Fettstoffwechselstörungen, Gelenkerkrankungen oder psychische Erkrankungen wie Depressionen. 

Wie bereits in Kapitel "Diabetes" beschrieben, führt die Einnahme von Isomaltulose zu einem Anstieg des Hormons GLP-1, das nicht nur den Blutzuckerspiegel reguliert, sondern auch die Magenentleerung verlangsamt. Dies führt zu einem längeren Sättigungsgefühl und vermindertem Appetit. Darüber hinaus fördert Isomaltulose im Vergleich zu Haushaltszucker eine höhere Fettverbrennung, was die Gewichtsabnahme unterstützen kann [7,9]. Der Verzehr von Isomaltulose anstelle von Haushaltszucker kann auch bei übergewichtigen und fettleibigen Menschen zu einer Gewichtsabnahme führen, sich positiv auf den Stoffwechsel auswirken und damit das Risiko für Folgeerkrankungen senken [4].  

Zahngesundheit 

Zahnkaries ist eine multifaktorielle Erkrankung der Zähne, die durch Bakterien wie Streptococcus mutans (S. mutans) verursacht wird. Dieses Bakterium ernährt sich von Zucker, insbesondere von Saccharose. Bei der Verwertung des Zuckers produziert es Säuren, die den Zahnschmelz angreifen, zu einem sauren pH-Wert im Mund führen und den Zahn demineralisieren. Zusätzlich bildet S. mutans Biofilme, so genannte Plaques, die das Bakterium schützen und die Säureproduktion weiter verstärken. Dadurch wird der Zahn zusätzlich geschädigt. Bleibt dieser Prozess unbehandelt, entsteht schließlich ein Loch im Zahn, bekannt als Karies. Eine zuckerreiche Ernährung, vor allem in der Kindheit, begünstigt das Wachstum von S. mutans und erhöht damit das Kariesrisiko erheblich [6]. 

Die glykämische Bindung der Isomaltulose α-1,6 zwischen Glucose und Fructose kann von den Bakterien im Mund nicht gespalten werden und dient ihnen daher nicht als Nahrung. Dies führt zu einer Verringerung der Bakterienzahl und der Säureproduktion, was wiederum Karies vorbeugen kann [12]. 

Isomaltulose kann eine gute Alternative zu herkömmlichem Haushaltszucker darstellen. Sie eignet sich sowohl zum Backen und Kochen als auch zum Süßen von Getränken und Speisen. Da Isomaltulose weniger süß ist als Haushaltszucker, lässt sich die Menge flexibel anpassen und auch gut mit anderen Süßungsmitteln wie Xylit oder Erythrit kombinieren. Trotz ihrer vorteilhaften Eigenschaften sollte jedoch beachtet werden, dass Isomaltulose ein kalorienhaltiger Zucker ist und daher in Maßen konsumiert werden sollte. 

Isomaltulose ist in kristalliner Form in Apotheken, Reformhäusern oder in vielen Online-Shops erhältlich. Oft wird er auch unter dem Handelsnamen Palatinose verkauft.

Studien und Primärquellen

1. Ahmed, A., Khan, T. A., Dan Ramdath, D., Kendall, C. W. C., & Sievenpiper, J. L. (2022). Rare sugars and their health effects in humans: A systematic review and narrative synthesis of the evidence from human trials. Nutrition Reviews, 80(2), 255–270. https://doi.org/10.1093/nutrit/nuab012 
2. Ang, M., & Linn, T. (2014). Comparison of the effects of slowly and rapidly absorbed carbohydrates on postprandial glucose metabolism in type 2 diabetes mellitus patients: A randomized trial123. The American Journal of Clinical Nutrition, 100(4), 1059–1068. https://doi.org/10.3945/ajcn.113.076638 
3. Angarita Dávila, L., Bermúdez, V., Aparicio, D., Céspedes, V., Escobar, M. C., Durán-Agüero, S., Cisternas, S., de Assis Costa, J., Rojas-Gómez, D., Reyna, N., & López-Miranda, J. (2019). Effect of Oral Nutritional Supplements with Sucromalt and Isomaltulose versus Standard Formula on Glycaemic Index, Entero-Insular Axis Peptides and Subjective Appetite in Patients with Type 2 Diabetes: A Randomised Cross-Over Study. Nutrients, 11(7), Article 7. https://doi.org/10.3390/nu11071477 
4. de Groot, E., Schweitzer, L., & Theis, S. (2020). Efficacy of Isomaltulose Compared to Sucrose in Modulating Endothelial Function in Overweight Adults. Nutrients, 12(1), Article 1. https://doi.org/10.3390/nu12010141 
5. De Souza, W. F. C., Almeida, F. L. C., De Castro, R. J. S., & Sato, H. H. (2022). Isomaltulose: From origin to application and its beneficial properties – A bibliometric approach. Food Research International, 155, 111061. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2022.111061 
6. Gasmi Benahmed, A., Gasmi, A., Arshad, M., Shanaida, M., Lysiuk, R., Peana, M., Pshyk-Titko, I., Adamiv, S., Shanaida, Y., & Bjørklund, G. (2020). Health benefits of xylitol. Applied Microbiology and Biotechnology, 104(17), 7225–7237. https://doi.org/10.1007/s00253-020-10708-7 
7. Henry, C. J., Kaur, B., Quek, R. Y. C., & Camps, S. G. (2017). A Low Glycaemic Index Diet Incorporating Isomaltulose Is Associated with Lower Glycaemic Response and Variability, and Promotes Fat Oxidation in Asians. Nutrients, 9(5), Article 5. https://doi.org/10.3390/nu9050473 
8. Laboratory of Medical Foods, Shanghai Institute of Planned Parenthood Research, 2140 Xie-Tu Road, Shanghai 200032, China, E, L., A, K., Division of Research & Development Division, Meiji Co., Ltd., 540 Naruda, Odawara, Kanagawa 250-0862, Japan, H, Y., Shuguang Hospital Affiliated to Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, 185 Pu-an Road, Shanghai 200021, China, X, W., Division of Research and Development, Shanghai Meiji Health Science and Technology Co., Ltd., 285 Jianguo Road, Shanghai 200031, China, H, Z., & Laboratory of Medical Foods, Shanghai Institute of Planned Parenthood Research, 2140 Xie-Tu Road, Shanghai 200032, China. (2016). Increased insulinogenic indexes after liquid food (Inslow) intake in subjects with impaired glucose tolerance and type-2 diabetes: A randomised controlled trial. International Journal of Food Science, Nutrition and Dietetics, 278–286. https://doi.org/10.19070/2326-3350-1600050 
9. Lightowler, H., Schweitzer, L., Theis, S., & Henry, C. J. (2019). Changes in Weight and Substrate Oxidation in Overweight Adults Following Isomaltulose Intake During a 12-Week Weight Loss Intervention: A Randomized, Double-Blind, Controlled Trial. Nutrients, 11(10), Article 10. https://doi.org/10.3390/nu11102367 
10. Oizumi, T., Daimon, M., Jimbu, Y., Kameda, W., Arawaka, N., Yamaguchi, H., Ohnuma, H., Sasaki, H., & Kato, T. (2007). A Palatinose-Based Balanced Formula Improves Glucose Tolerance, Serum Free Fatty Acid Levels and Body Fat Composition. The Tohoku Journal of Experimental Medicine, 212(2), 91–99. https://doi.org/10.1620/tjem.212.91 
11. Oosthuyse, T., Carstens, M., & Millen, A. M. E. (2015). Ingesting Isomaltulose Versus Fructose-Maltodextrin During Prolonged Moderate-Heavy Exercise Increases Fat Oxidation but Impairs Gastrointestinal Comfort and Cycling Performance. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism, 25(5), 427–438. https://doi.org/10.1123/ijsnem.2014-0178 
12. Sawale, P. D., Shendurse, A. M., Mohan, M. S., & Patil, G. R. (2017). Isomaltulose (Palatinose) – An emerging carbohydrate. Food Bioscience, 18, 46–52. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2017.04.003 
13. Shyam, S., Ramadas, A., & Chang, S. K. (2018). Isomaltulose: Recent evidence for health benefits. Journal of Functional Foods, 48, 173–178. https://doi.org/10.1016/j.jff.2018.07.002 
14. Sokołowska, E., Sadowska, A., Sawicka, D., Kotulska-Bąblińska, I., & Car, H. (2022). A head-to-head comparison review of biological and toxicological studies of isomaltulose, d-tagatose, and trehalose on glycemic control. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 62(21), 5679–5704. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.1895057 
15. Susan Kazen MS, M. P. H., & Megan Grimsley PhD, R. D. (o. J.). Chapter 15: Key Functions of Micronutrients (Energy Metabolism, Electrolytes & Fluid Balance). Abgerufen 12. Dezember 2024, von https://openwa.pressbooks.pub/nutrition1012/chapter/chapter-15-key-functions-of-micronutrients/ 
16. World Health Organization. (2015). Guideline: Sugars intake for adults and children. World Health Organization. https://iris.who.int/handle/10665/149782 

Allgemeine Quellen: (nicht mit Nr. im Text versehen; Bsp.: Bücher, andere Portale) 

• Sawale, P. D., Shendurse, A. M., Mohan, M. S., & Patil, G. R. (2017). Isomaltulose (Palatinose) – An emerging carbohydrate. Food Bioscience, 18, 46–52. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2017.04.003

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