Biologie und Chemie

Man könnte es auch verkürzt sagen: Biochemie. Da bei Zucker, wie bei vielen anderen Lebensmitteln auch, Biologie und Chemie eng verzahnt sind, kann (sollte) man es auch zusammen behandeln.

Die Photosynthese

Photosynthese kommt aus dem griechischen und heißt soviel wie "Mit Licht zusammengesetzt". Damit ist gemeint das mit Hilfe von Lichtenergie anorganische Stoffe (Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff usw.) in organische Stoffe wie Zucker (Kohlenhydrate) zusammengefügt werden. Pflanzen können mit Hilfe der Photosynthese, in den grünen Blättern, aus Kohlendioxid und Wasser Kohlenhydrate (Zucker) und Sauerstoff bilden. Allerdings können dies auch bestimmte Bakterien (Cyanobakterien).

Die Bildung von Zuckern und Sauerstoff durch die Photosynthese gehört zu grundlegenden Prozessen der Natur, die unsere Existenz erst ermöglichen.

Ein Kreislauf der Natur

Was ist Zucker eigentlich?
Chemisch gesehen: Ein anderes Wort für Kohlenhydrate. Alle Kohlenhydrate sind Zucker. Als
Lebensmittel ist damit der Haushaltszucker, auch Saccharose genannt, gemeint. Das Wort
Kohlenhydrat leitet sich von 2 Worten ab: Kohlenstoff (C) und Hydros (Wasser, H2O). Alle
Kohlenhydrate sind so aufgebaut das durch Raus kürzen C-H2O entsteht. Beispiel: Saccharose
C12H22O11 oder Fruchtzucker: C6H12O6.
Wir unterscheiden die Kohlenhydrate grob in 3 Gruppen:
Einfachzucker (Monosaccharide), z.B.: Fruchtzucker (Fruktose), Traubenzucker (Glukose),
Schleimzucker (Galaktose)
Zweifachzucker (Disaccharide), z.B.: Haushaltszucker (Saccharose), Milchzucker (Laktose), Malzzucker
(Maltose)
Mehrfachzucker (Polysaccharide), z. B.: Stärke (Amylose), Zellulose (Cellulose)
Einfachzucker sind die Grundbausteine der Kohlenhydrate. Die Zweifach- und Mehrfachzucker setzen
sich aus Einfachzuckern zusammen. Haushaltszucker besteht aus einem Traubenzucker- und einem
Fruchtzuckermolekül. Stärke besteht aus vielen Traubenzuckermolekülen.
Alle Zucker sind wasserlösliche, durchsichtige Kristalle. In großen Mengen sehen sie dann weiß aus,
weil das Licht dann zurück reflektiert wird. Ein Kandis ist also nichts weiter als ein groß gewachsenes
Zuckerkristall.

Kleine Auswahl an Zuckern bzw. Kohlenhydraten

Und es gibt noch viel mehr davon...

Biologie, Ökologie und Landwirtschaft

Bodenart und Umweltbedingungen bestimmen den Anbau von Pflanzen. Optimale Ergebnisse erzielt man nur bei optimalen Bedingungen. Da diese nicht immer gegeben ist versucht man dann die Pflanze an die vorhandenen Bedingungen anzupassen. Selektion und Züchtung von Kulturpflanzen ist schon uralt. Die heute für den Anbau von Zuckerrohr und -Rübe verwendeten Sorten sind alle durch jahrhundertelange Auslese und Züchtung entstanden. Zum einen um Ihren Zuckergehalt zu erhöhen, aber auch um sie resistenter gegen Schädlinge zu machen und robuster gegen schädliche Umwelteinflüsse. Die Runkelrübe enthielt nur etwa 1 bis 3% Zucker, als Achard 1784 mit seinen Züchtungsversuchen begann. 1798 hatte er eine Zuckerrübe gezüchtet die bereits 5% Zucker enthielt. Heute liegt der Zuckeranteil bei ca. 25%.

Hauptanbaugebiete für Zuckerrohr und -rübe

Schon an dieser Karte ist klar erkennbar: Zuckerrohr und Zuckerrübe kommen sich als Kulturpflanzen kaum ins Gehege. Da aber die tropischen und subtropischen Zonen wesentlich größer sind als die gemäßigten Klimate, wird auch mehr Zucker aus dem Zuckerrohr als aus der Zuckerrübe erzeugt.

Zuckerrohr

Das Zuckerrohr (Saccharum officinarum) gehört zur Familie der Gräser, wie unserer Rasen oder der Bambus. Die Pflanze wird bis zu 7m hoch und benötigt ein warmes (ca. 28 Grad C), frostfreies Klima und viel Wasser. Der Boden soll nährstoffreich und durchlässig sein. Die Ernte erfolgt 9 bis 20 Monate nach der Pflanzung. Oft lässt man die Pflanze nach der Ernte wieder austreiben und kann so noch ein 2. Mal Ernten. Die Anpflanzung erfolgt mit Zuckerrohrstecklingen, die in Saatzuchtstationen aus den Samen des Zuckerrohrs gezüchtet werden. Das Zuckerrohr ist eine arbeitsintensive Monokultur, die auch heute noch vielfach von schlecht bezahlten Arbeitern erledigt wird.

Zuckerrübe

Die Zuckerrübe (Beta vulgaris) ist eine zweijährige Pflanze. Sie benötigt ein gemäßigtes Klima und einen tiefgründigen, Humus- und nährstoffreichen Boden, mit guter Wasserversorgung. Im 1.Jahr bildet sich die Rübenwurzel und im 2. Jahr dann auch die Samen. Die Rübe wird am Ende des 1. Jahres geerntet (September/Oktober), weil dann der Zuckeranteil am höchsten ist. Die Samen selbst beziehen die Landwirte aus Saatzuchtstationen. Die Magdeburger Börde, um Hannover und Regensburg sind klassische Rübenanbaugebiete in Deutschland. Die Zuckerrübe ist eine sogenannte Fruchtfolgepflanze. Um den Boden zu schonen werden nicht jedes Jahr auf demselben Stück Land Rüben angebaut. Im ständigen Wechsel mit Brache, Getreide, Kartoffeln oder anderen Feldfrüchten wird ca. alle 3 bis 4 Jahre, das Feld mit Rüben bestellt. Die Arbeit in den Rübenfeldern war früher ein Knochenjob, zu dem auch Kinder herangezogen wurden. Wanderarbeiter aus den ärmeren Teilen Europas kamen zur Erntezeit in die Rübenanbaugebiete, um dann im Akkord die Rüben zu ernten. Heute erledigt die Rübenernte ein sog.“ Vollernter“. Eine Maschine, die in einem Arbeitsgang 6 Reihen Rüben erntet und auch gleich grob von der Erde befreit. Wo früher Hunderte von Menschen schuften mussten, hat auch hier die Industrialisierung die Arbeitswelt humaner gestaltet.