Die Übersichtsarbeit von Dina Zidan und Azrina Azlan aus dem Jahr 2022 untersucht den damaligen Forschungsstand zu bioaktiven Inhaltsstoffen von nicht zentrifugiertem Zucker (NCS) und deren möglichen physiologischen und gesundheitlichen Wirkungen. Im Mittelpunkt stehen antioxidative und entzündungsmodulierende Eigenschaften sowie mögliche Effekte auf metabolische Prozesse, Körpergewicht, Glukose- und Lipidstoffwechsel und neurodegenerative Veränderungen.
Bioaktive und ernährungsphysiologisch relevante Komponenten
Die Autoren beschreiben NCS als komplex zusammengesetztes Lebensmittel, das neben Saccharose unter anderem Mineralstoffe, Aminosäuren, Vitamine und eine Vielzahl phytochemischer Verbindungen enthält. Besonders hervorgehoben werden Polyphenole, darunter phenolische Säuren wie Kaffee-, Ferula-, Chlorogen- und p-Cumarsäure sowie Flavonoide wie Luteolin, Kaempferol, Naringenin, Apigenin und Tricin. Die Zusammensetzung unterliegt jedoch erheblichen Schwankungen, die von Sorte, Anbaubedingungen und Herstellungsverfahren abhängen.
Antioxidative Wirkungen
Einen wesentlichen Schwerpunkt der Übersichtsarbeit bilden antioxidative Eigenschaften. In-vitro-Untersuchungen zeigen unter anderem eine Neutralisierung freier Radikale, eine Hemmung der Lipidperoxidation, eine Bindung von Metallionen und zellschützende Effekte gegenüber oxidativen Belastungen. Als wesentliche Träger dieser Aktivität werden insbesondere phenolische Säuren und Flavonoide angesehen.
Auch in Tiermodellen wurden Veränderungen des antioxidativen Abwehrsystems beobachtet. Berichtet werden erhöhte Aktivitäten antioxidativer Enzyme wie Superoxiddismutase, Katalase, Glutathionperoxidase und Glutathion-S-Transferase sowie erhöhte Konzentrationen von reduziertem Glutathion. In einem Mausmodell stiegen beispielsweise antioxidative Aktivität und SOD-Aktivität in Serum und Leber nach der untersuchten Intervention signifikant an.
Die Autoren weisen jedoch ausdrücklich darauf hin, dass Untersuchungen zum Einfluss von NCS auf oxidativen Stress bei Menschen mit Komponenten des metabolischen Syndroms fehlen. Die experimentell beobachtete antioxidative Aktivität darf daher nicht mit einem klinisch nachgewiesenen Schutz vor Erkrankungen gleichgesetzt werden.
Entzündungsmodulierende Wirkungen
Die Review beschreibt auch Hinweise auf antiinflammatorische Effekte, wobei die Datenbasis nach Aussage der Autoren begrenzt ist. In einem Mausmodell mit Arsenexposition verringerte die gleichzeitige Gabe von Jaggery die Konzentrationen proinflammatorischer Zytokine wie IL-1β, IL-6 und TNF-α.
In weiteren Tiermodellen wurde eine Abschwächung TLR4-vermittelter Entzündung beschrieben. Zudem wurden eine verminderte Expression entzündungsbezogener Marker, höhere Spiegel des antiinflammatorischen Zytokins IL-10 sowie erhöhte Konzentrationen von sekretorischem IgA beobachtet. Die Befunde stammen jedoch aus präklinischen Modellen.
Körpergewicht und Fettgewebe
Mehrere von den Autoren ausgewertete Tierstudien untersuchten mögliche Auswirkungen auf Gewichtsentwicklung und Fettgewebe. Bei Ratten war der Gewichtszuwachs unter braunem Zucker in verschiedenen Versuchsdesigns geringer als unter raffiniertem Zucker. In einer längerfristigen Untersuchung betrug die Fettmasse 125 g unter braunem Zucker gegenüber 209 g unter raffiniertem Zucker und 165 g unter Sucralose; der Wert der Kontrollgruppe lag bei 125,2 g.
Darüber hinaus wurden kleinere Adipozyten sowie Veränderungen von Adiponectin im weißen Fettgewebe und UCP-1 im braunen Fettgewebe beschrieben. Die Autoren interpretieren diese Ergebnisse als Hinweis auf mögliche Effekte auf die Funktion des Fettgewebes, betonen jedoch den Bedarf an weiterer Forschung zur Gewichtskontrolle.
Glukosestoffwechsel und Insulinsensitivität
Ein weiterer Schwerpunkt betrifft den Glukosestoffwechsel und die Insulinwirkung. Präklinische Untersuchungen zeigen teilweise günstigere Stoffwechselparameter gegenüber raffiniertem Zucker. In Rattenmodellen wurden unter anderem eine bessere Glukosetoleranz, niedrigere Insulinresistenz und Veränderungen insulinabhängiger Signalwege beobachtet. Eine Langzeituntersuchung über vier Monate beschrieb unter 10 % braunem Zucker annähernd normale Glukose- und Insulinspiegel, während die Vergleichsgruppe mit raffiniertem Zucker Hyperglykämie und Hyperinsulinämie entwickelte.
Als mögliche Mechanismen diskutiert die Review unter anderem Veränderungen der intestinalen GLUT2-Expression und der GLUT4-Expression im Fettgewebe sowie eine Hemmung von α-Glucosidase. Unterschiedliche unraffinierte braune Zucker zeigten in vitro eine α-Glucosidasehemmung von 25 bis 50 %, die mit dem Phenolgehalt und der Radikalfängeraktivität korrelierte.
Die Evidenz ist allerdings nicht konsistent. In einem Modell mit alloxaninduzierten diabetischen Ratten ergab die Gabe von 1 g/kg Jaggery keinen signifikanten metabolischen Vorteil. Die Autoren fordern deshalb ausdrücklich weitere Tier- und Humanstudien zur Klärung einer möglichen Rolle bei Diabetes und der zugrunde liegenden Stoffwechselwege.
Lipidstoffwechsel und Atherosklerose
Auch mögliche hypolipidämische und antiatherosklerotische Wirkungen werden diskutiert. In Tiermodellen hemmte eine Nichtzuckerfraktion von Kokuto den Anstieg von Triglyceriden und Lipidperoxidation; in ApoE-defizienten Mäusen wurden niedrigere hepatische Triglyceridkonzentrationen beschrieben.
Als potenziell relevante Inhaltsstoffe werden sowohl Policosanole als auch phenolische Verbindungen diskutiert. In einem Wachtelmodell war eine höhere Radikalfängeraktivität im Blut negativ mit dem Ausmaß experimenteller Atherosklerose korreliert. Die Autoren interpretieren dies als Hinweis darauf, dass nicht ausschließlich Policosanole, sondern auch phenolische Verbindungen über eine Beeinflussung des oxidativen Stresses beteiligt sein könnten.
Neuroprotektive Effekte
Die Autoren behandeln außerdem mögliche Zusammenhänge mit neurodegenerativen Vorgängen. In einem zellulären Parkinson-Modell reduzierten untersuchte Zuckerrohrderivate die gemessene Zytotoxizität um etwa 50 %. Daneben wurden Veränderungen der mitochondrialen Membranfunktion, der Monoaminoxidase-B-Aktivität und früher Apoptose beschrieben.
Als mögliche beteiligte Verbindungen werden Flavonoide und phenolische Säuren, insbesondere Ferulasäure, diskutiert. Die Autoren stellen jedoch ausdrücklich fest, dass Untersuchungen zu Gehirnalterung und neurodegenerativen Erkrankungen selten sind und sowohl zusätzliche Tierstudien als auch Humanstudien erforderlich sind.
Für die medizinische Bewertung ist dieser Punkt besonders wichtig: Der Großteil der in der Review zusammengetragenen Evidenz ist präklinisch. Die Autoren selbst fordern deshalb sorgfältig kontrollierte Untersuchungen am Menschen und in Tiermodellen, bevor NCS als funktionelles Produkt bewertet werden kann.
Eine der angeführten Humanuntersuchungen berichtet bei gesunden Erwachsenen für einen „minimally refined brown sugar“ einen glykämischen Index von 54 sowie Unterschiede hinsichtlich Sättigung, glykämischem Profil und antioxidativer Gesamtkapazität im Plasma gegenüber raffiniertem Zucker. Diese Untersuchung betrifft allerdings ein spezifisches minimal raffiniertes Produkt und darf daher nicht pauschal auf sämtliche NCS-Produkte übertragen werden.
Die von Zidan und Azlan zusammengefasste Literatur liefert präklinische Hinweise auf antioxidative, entzündungsmodulierende, metabolische, hypolipidämische und neuroprotektive Wirkungen verschiedener NCS-Produkte beziehungsweise ihrer bioaktiven Fraktionen.
Autoren: Zidan, D.; Azlan, A.
Non-Centrifugal Sugar (NCS) and Health: A Review on Functional Components and Health Benefits. Applied Sciences 2022, 12, 460.
