Frühstückszerealien am Morgen, zum Mittagsimbiss einen Softdrink, nachmittags die Torte, als Betthupferl einen Fruchtjogurt – wer sich so den Tag über ernährt, überschreitet sein Limit an verträglichem Zucker. Und das tun viele Deutsche. Lediglich fünf Prozent der täglich aufgenommenen Energiemenge sollte aus zugesetztem Zucker stammen, laut dem Max-Rubner-Institut (MRI) am Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel sind es in der Realität jedoch durchschnittlich 13 bis 14 Prozent. Ähnlich sieht es beim Salz aus. Fünf bis sechs Gramm Kochsalz täglich gelten als Richtwert, rund drei von vier Deutschen überschreiten diese Grenze teils erheblich, so haben MRI-Forscher berechnet. Vor allem Brot und Brötchen, aber auch Käse, Wurst und Fertiggerichte sind oft stark gesalzen. Die Folgen eines dauerhaft hohen Zucker- und Salzkonsums: Übergewicht, Diabetes, Herzkrankheiten.

Mediziner, Verbraucherschützer und zunehmend auch die Bundesregierung mahnen darum, Zucker und Salz in Lebensmitteln endlich zu reduzieren. Doch was erst mal einfach klingt, ist hochkomplex. Denn: Zucker und Salz haben neben ihrem Beitrag zum Geschmack konservierende Wirkungen. Zudem wirken sie sich auf Struktur, Textur und Volumen von Jogurt, Brot oder Käse aus. Gleichsam soll das Lebensmittel am Ende vom Verbraucher gemocht werden. Weil man Salz und Zucker also nicht einfach weglassen kann, sehen einige Forscher darum die Lösung des Problems im Einsatz von so genannten Geschmacksmodulatoren. Sie suchen also nach Süß- und Salzverstärken, die helfen könnten, Kochsalz und Zucker einzusparen. Und das ist vor allem möglich, weil in den letzten 20 Jahren erhebliche Fortschritte bei der Erforschung der molekularen Details des Schmeckens gemacht worden sind.

Die Mechanismen des Salzgeschmacks hat im Jahr 2010 Charles Zuker, Neurobiologe an der Columbia University aufgedeckt: Spezielle, in den Zellmembranen der Zunge sitzende Ionenkanäle (ENaC) übermitteln Salzsignale an das Gehirn. Das positiv geladene Natrium aus Kochsalz (Natriumchlorid) strömt durch den Kanal und verändert so die elektrische Ladung der Zelle, was schließlich eine Reizweiterleitung an den Nerven auslöst.

Weniger is(s)t mehr?

Seither sind verschiedene Forschergruppen auf der Suche nach Salzverstärkern. Am Deutschen Institut für Ernährungsforschung (Dife) wurden etwa Substanzen getestet, die den Natriumfluss durch den Ionenkanal ENaC vergrößern und so das Salzempfinden steigern. Jedoch: »Die Effekte auf die Salzwahrnehmung waren nicht übermäßig groß und darum wenig zufrieden stellend«, meint der Biologe Maik Behrens, der ehemals am Dife forschte und jetzt an der TU München arbeitet. Derzeit würden darum auch grundlegende Fragestellungen untersucht, etwa: »Kann man den Salzrezeptor überhaupt weiter öffnen, oder leitet er bereits maximal die Natriumionen?«, so Behrens.

Indes hat eine US-Arbeitsgruppe des Monell Chemical Senses Center 2016 einen weiteren Rezeptor entdeckt, der nicht nur natriumhaltige Salzreize übermittelt, sondern auch chloridhaltige, die etwa durch Kaliumchlorid (KCl) oder Magnesiumchlorid (MgCl₂) ausgelöst werden. Diese Salze werden bereits als Ersatzstoffe in Mixturen vermarktet, haben allerdings in größeren Mengen einen unangenehmen Beigeschmack. Durch den Fund erhoffen sich die Monell-Forscher um Brian Lewandowski noch weiteren Salzverstärkern auf die Spur zu kommen.

Wesentlich weiter ist man bei der Suche nach Süßboostern. Für die Wahrnehmung einer Süßspeise ist nur ein Rezeptor namens T1R2/T1R3 verantwortlich, das haben ebenso Charles Zuker und sein Team im Jahr 2002 herausgefunden. Dabei hat die T1-Untereinheit eine Ausstülpung, die der Fleisch fressenden Venusfliegenfalle ähnelt. Gut erforscht sind so genannte Positive allosteric modulators (PAMs). Sie sind chemisch so gestaltet, dass diese »Venusfliegenfalle« früher zuschnappt, wenn sie parallel zu Zucker an den Rezeptor binden und es so zu einem nachdrücklicheren Signal kommt. Mittlerweile hat etwa die US-Firma Senomyx, die einst von Charles Zuker gegründet wurde, zahlreiche Süßverstärker nach diesem Prinzip entdeckt. Der Stoff Sweetmyx wird etwa in Pepsi-Getränken verwendet.

Wie nimmt der Verbraucher künstliche Verstärker an?

Der Verbraucher möchte jedoch lieber keine künstlichen Stoffe in Lebensmitteln. »Aus naturwissenschaftlicher Sicht macht es keinen Sinn, zwischen synthetischen und natürlichen Substanzen zu unterscheiden«, gibt Ludger Wessjohann, Chemiker am Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie in Halle, zu bedenken. »Naturstoffe sind ebenso chemische Wirkstoffe, sonst hätten sie sich nicht bei der Evolution herausgebildet. Sie können gesund, aber auch stark toxisch sein.« Trotzdem richten sich Markt und Gesetzgebung nach den Verbraucherwünschen. Deshalb konzentriert sich die Suche derzeit auf natürliche Kandidaten.

Der Süßstoff Thaumatin ist schon als Zusatzstoff in Kaugummis, Getränken und Süßwaren zugelassen. Er wird aus der westafrikanischen Katamfefrucht gewonnen und steigert das Süßempfinden. Aber auch das deutsche Biotech-Unternehmen BRAIN sucht nach natürlichen Substanzen, die Limonaden, Milch- und Jogurtdrinks versüßen könnten – allerdings werden solche Stoffe laut unternehmenseigenen Angaben erst in ein paar Jahren auf dem Markt sein. Und der Forscher Wessjohann hat aus einem vietnamesischen Teestrauch namens Mycetia balansae den Wirkstoff Balansin herausgelöst. »Das schmeckt selbst leicht süß und hat zudem süßverstärkende Eigenschaften«, so Wessjohann. »Wie genau es am Rezeptor wirkt, ist jedoch bislang noch nicht bis ins Detail geklärt, weil der Süßrezeptor sehr komplex ist.«

Vielfach wird in der Softdrinkbranche schon der kalorienfreie Extrakt der Stevia-Pflanze eingesetzt. Die Krux: Neben der Süße schmecken die Blätter von Stevia rebaudiana zuweilen bitter-metallisch. Gleiches gilt für die üblicherweise in kalorienarmen Getränken eingesetzten Süßstoffe Saccharin, Aspartam, Acesulfam oder Cyclamat. Um diese unerwünschten Noten zu übertünchen, werden teilweise Bitterblocker eingesetzt. Interessant sind diese auch, um Grapefruitsaft, Grüntee oder Kaffeegetränke abzumildern und so schmackhaft zu machen. »Leider mögen viele Verbraucher keine bitteren Lebensmittel. Etliche Bitterstoffe haben aber eine positive gesundheitliche Wirkung auf den Menschen«, sagt Wessjohann.

Zusatzstoffe in der Kritik

Für Bitterstoffe sind 25 Rezeptortypen im Mund aufgestellt. »Allerdings sind nur einige wenige dieser Rezeptoren wirklich erheblich für den Bittergeschmack. Diese zu blocken reicht also aus, um einen Großteil der in Lebensmitteln vorkommenden Bitterstoffe zu maskieren«, erklärt Wessjohann. Und das kann etwa der Stoff Homoeriodictyol (HED). Er hemmt mehrere Bitterrezeptoren und maskiert so diverse in Kaffee vorkommende Bitteraromen. Das Flavonoid HED findet sich in vielen Pflanzen, etwa in Beifuß und ist bereits auf dem Markt.

Auch Glutamat steht seit Jahren im Kreuzfeuer der Kritik, auch wenn Lebensmittelbehörden ihm Unbedenklichkeit bescheinigen. Thomas Hofmann, Lebensmittelchemiker an der TU München sucht etwa in verschiedenen traditionellen Lebensmitteln wie Pilzen, asiatischer Fischsoße oder Schmorgerichten nach speziellen Aromen, die den Geschmack natürlich verstärken. Weil sich Geschmacksstoffe gegenseitig beeinflussen, kann man Süße auch mit Hilfe von Vanille oder Tonkabohnen steigern. Aromen aus Erdbeeren können ebenso den Süßgeschmack intensivieren. Salzgehalte lassen sich teils mit Gewürzen reduzieren. »Ideal wäre jedoch ein Stoff, der selber gänzlich geschmacklos ist«, meint Wessjohann.

Umstritten ist bei alldem, ob die Menschen durch veränderte Lebensmittelrezepturen wirklich gesünder würden. Yuan Ma, Epidemiologin an der Queen Mary University in London ist zumindest von einer Zuckereinsparung überzeugt: Sie hat 2016 berechnet, dass eine sukzessive Zuckerreduzierung auf 40 Prozent in Limonade über fünf Jahre die Kalorienzufuhr pro Tag beträchtlich reduziere. Auf ein Jahr gerechnet würde das einen Gewichtsverlust von 1,2 Kilogramm bewirken. Gleichzeitig gäbe es auch weniger Diabetesfälle. Allerdings wurde nie in Langzeitstudien belegt, dass zuckerreduzierte Produkte wirklich zum Abnehmen taugen, vermutlich weil die eingesparten Kalorien an anderer Stelle zugeführt werden. Laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) würden drastische Salzeinsparungen auch zu 23 Prozent weniger Schlaganfällen und 17 Prozent weniger Herzkrankheiten führen. Beim Verbraucherzentrale Bundesverband unterstützt man zwar die Senkung von zu viel Zucker und Salz, warnt aber, dass bei den derzeitigen Forschungsaufträgen der ausdrückliche Hinweis auf die gesundheitliche Bewertung der Austauschstoffe fehle. Und das würde man dann doch auch gerne wissen.