فركتوز

نقطة التجمد

وفي هذا السياق، الفركتوز له تأثير أكبر على تثبيط نقطة التجمد من السكريات الثنائية أو السكريات القليلة، والتي قد تحمي سلامة جدران خلايا الفاكهة بالحد من تكوين بلورات الثلج. ومع ذلك، قد تكون هذه الخاصية غير مرغوب فيها في حلويات الألبان الخفيفة أو المجمدة.

الخواص الكيميائية

كذلك، توزيع توتومرات الفركتوز في المحلول مرتبطة بعدة متغيرات، مثل المذيب ودرجة الحرارة. فركتوبيرانوز و -الفركتوفورانوز في الماء عدة مرات بما يقرب من 70% فركتوبيرانوز و 22% فركتوفورانوز.

تفاعلات

وفي هذا الصدد، الفركتوز هو 6-كربون بولي هيدروكسي كيتون. يعتمد الفركتوز البلوري على بنية دورية مكونة من ستة أعضاء، تسمى β- فركتوبيرانوز، بسبب ثبات هيميكيتال والترابط الهيدروجينى الداخلي. في المحلول، يوجد الفركتوز كمزيج توازن من β- فركتو بيرانوز، β- -فراكتوفورانوز، α- فركتوفورانوز، ألفا- فركتوبيرانوز وكيتو - -مشدات الفركتوز.

تجفيف

الخصائص الفيزيائية والوظيفية

وفي هذا الصدد، يذوب الفركتوز بسهولة ليعطي هيدروكسي ميثيل فورفورال ("HMF"). قد تصبح هذه العملية، في المستقبل، جزءًا من نظام منخفض التكلفة ومحايد للكربون لإنتاج بدائل للبنزين والديزل من المحطات.

علم أصول الكلمات

وفي هذا السياق، تمت صياغة كلمة «فركتوز» في سنة 1857 من اللاتينية فركتوس والتي تعني الفاكهة واللاحقة الكيميائية العامة للسكريات "-ose". ويسمى كذلك سكر الفاكهة وليفولوز.

سوء الامتصاص

من جانب آخر، قامت الكثير من الدراسات بقياس امتصاص الأمعاء للفركتوز باستخدام اختبار التنفس بالهيدروجين. تشير هذه الدراسات إلى أن الفركتوز لا يُمتص بالكامل في الأمعاء الدقيقة. عندما لا يُمتص الفركتوز في الأمعاء الدقيقة، يُنقل إلى الأمعاء الغليظة، حيث تُخمره الفلورا القولونية. ينتج الهيدروجين أثناء عملية التخمير ويذوب في دم الوريد البابي. يُنقل هذا الهيدروجين إلى الرئتين، حيث يُبادل عبر الرئتين ويمكن قياسه باختبار تنفس الهيدروجين. تنتج الفلورا القولونية كذلك ثاني أكسيد الكربون والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة والأحماض العضوية والغازات النزرة في وجود الفركتوز غير الممتص. يتسبب وجود الغازات والأحماض العضوية في الأمعاء الغليظة في ظهور أعراض الجهاز الهضمي مثل الانتفاخ والإسهال وانتفاخ البطن وآلام الجهاز الهضمي. يمكن أن تؤدي ممارسة الرياضة بعد الاستهلاك مباشرة إلى تفاقم هذه الأعراض بتقليل وقت العبور في الأمعاء الدقيقة، مما يؤدي إلى إفراغ كمية أكبر من الفركتوز في الأمعاء الغليظة.

استقلاب الفركتوز

من جانب آخر، ينقل الالناقل GLUT2 جميع السكريات الأحادية الغذائية الثلاثة إلى الكبد. سكر الفواكه واللبن وفسفرته في الكبد بفركتوكيناز (K م = 0.5 ملم) وغالاكتوكيناز (K م = 0.8 ملم)، على التوالي. على النقيض من ذلك، يميل الجلوكوز إلى المرور عبر الكبد (K · m من الجلوكوكيناز الكبدي = 10 مم) ويمكن استقلابه في أي مكان في الجسم. لا ينظم امتصاص الكبد للفركتوز بالأنسولين. ومع ذلك، فإن الأنسولين قادر على زيادة الوفرة والنشاط الوظيفي لـ GLUT5 في خلايا العضلات والهيكل العظمي.

هضم وامتصاص الفركتوز عند الإنسان

من جهة ثانية، آلية امتصاص الفركتوز في الأمعاء الدقيقة ليست مفهومة تمامًا. تشير بعض الأدلة إلى النقل النشط، لأنه ثبت أن امتصاص الفركتوز يحدث مقابل تدرج تركيز. ومع ذلك، فإن غالبية الأبحاث تدعم الادعاء بأن امتصاص الفركتوز يحدث على الغشاء المخاطي عبر النقل الميسر الذي يتضمن بروتينات نقل GLUT5. نظرًا لأن تركيز الفركتوز أعلى في اللومن، فإن الفركتوز قادر على التدفق أسفل تدرج التركيز إلى الخلايا المعوية، بمساعدة بروتينات النقل. يمكن نقل الفركتوز خارج الخلية إما بالناقل GLUT2 أو GLUT5، على الرغم من أن ناقل GLUT2 لديه قدرة أكبر على نقل الفركتوز، وبالتالي، تُنقل غالبية الفركتوز خارج الخلية المعوية من خلال GLUT2.

ومن جهة أخرى، يوجد الفركتوز في الأطعمة إما على شكل سكاريد أحادي (فركتوز حر) أو كوحدة من ثنائي السكاريد (السكروز). تمتص الأمعاء الفركتوز الحر مباشرة. عندما يُستهلك الفركتوز في شكل سكروز، يُهضم (تكسيره) ثم يُمتص على شكل سكر فركتوز حر. عندما يتلامس السكروز مع غشاء الأمعاء الدقيقة، فإن إنزيم السكراز يحفز انقسام السكروز لإنتاج وحدة جلوكوز واحدة ووحدة سكر فركتوز، ثم يُمتص كليهما. بعد الامتصاص يدخل في الوريد البابي الكبدي ويتجه نحو الكبد.

تفاعل الفركتوز وميلارد

علاوةً على ذلك، يخضع الفركتوز لتفاعل ميلارد، لون بني غير إنزيمي، مع الأحماض الأمينية. نظرًا لوجود الفركتوز بدرجة أكبر في شكل السلسلة المفتوحة أكثر من الجلوكوز، فإن المراحل الأولية من تفاعل ميلارد تحدث بسرعة أكبر من الجلوكوز. لذلك، فإن الفركتوز لديه القدرة على المساهمة في التغييرات في استساغة الطعام، فضلًا عن التأثيرات الغذائية الأخرى، مثل الإفراط في اللون البني، وتقليل الحجم والحنان أثناء تحضير الكعكة، وتشكيل المركبات المطفرة.

معلومات غذائية

من جهة ثانية، يوفر 368 سعرة حرارية لكل 100 جرام من المسحوق الجاف (المائدة)، يحتوي الفركتوز على 95% من قيمة السعرات الحرارية للسكروز بالوزن. مسحوق الفركتوز عبارة عن كربوهيدرات 100% ولا يوفر أي مغذيات أخرى بكميات كبيرة (الجدول).

مصادر الطعام

وعلى صعيد آخر، تُعرض محتويات السكر من الفواكه والخضروات الشائعة في الجدول 1. عمومًا، في الأطعمة التي تحتوي على الفركتوز الحر، تكون نسبة الفركتوز إلى الجلوكوز على وجه التقريب 1: 1 ؛ أي أن الأطعمة التي تحتوي على الفركتوز عادة ما تحتوي على كمية متساوية من الجلوكوز الحر. تشير القيمة التي تزيد عن 1 إلى نسبة أعلى من الفركتوز إلى الجلوكوز، بينما تشير القيمة الأقل من 1 إلى نسبة أقل. تحتوي بعض الفواكه على نسب أكبر من الفركتوز إلى الجلوكوز مقارنة بالفاكهة الأخرى. مثلًا، يحتوي التفاح والكمثرى على أكثر من ضعف كمية الفركتوز الحر الموجودة في الجلوكوز، في حين أن النسبة بالنسبة للمشمش أقل من نصف كمية الفركتوز الموجودة في الجلوكوز.

وفي السياق ذاته، حُصل على البيانات من كريتشمير، إن وهولينبيك، سي بي (1991). السكريات والمحليات، بوكا راتون، فلوريدا: سي آر سي بريس (وهي مجموعة نشر أمريكية متخصصة في إنتاج الكتب التقنية. حيث أن الكثير من كتبهم تتعلق بالهندسة والعلوم والرياضيات). لـ مركبات الكربون الهيدروفلورية ووزارة الزراعة الأمريكية للفواكه والخضروات والسكريات المكررة الأخرى.

كذلك، * يُحسب رقم الكربوهيدرات في قاعدة بيانات وزارة الزراعة الأمريكية ولا يتوافق دائمًا مع مجموع السكريات والنشا و «الألياف الغذائية».

ومن ناحية أخرى، محتوى الكربوهيدرات في المحليات التجارية (النسبة المئوية على أساس جاف)

علاوةً على ذلك، يوجد الفركتوز كذلك في المُحلي المُصنع، شراب الذرة عالي الفركتوز (HFCS)، والذي يُنتج بمعالجة شراب الذرة بالأنزيمات، وتحويل الجلوكوز إلى سكر الفواكه. تشير التسميات الشائعة لمحتوى الفركتوز، HFCS-42 و HFCS-55، إلى النسبة المئوية للفركتوز الموجود في HFCS. يستعمل HFCS-55 محلًا للمشروبات الغازية استخدامًا شائعًا، بينما يستعمل HFCS-42 لتحلية الأطعمة المصنعة وحبوب الإفطار وأطعمة المخابز وبعض المشروبات الغازية

من جهة ثانية، تستند جميع البيانات بوحدة g (جرام) إلى 100 ز من عنصر غذائي. تُحسب نسبة الفركتوز / الجلوكوز بقسمة مجموع الفركتوز الحر زائد نصف السكروز على مجموع الجلوكوز الحر زائد نصف السكروز.

إضافةً إلى ذلك، استُخدم سكر القصب والبنجر مُحليات رئيسية في صناعة الأغذية عدة قرون. ومع ذلك، مع تطوير مركبات الكربون الهيدروفلورية، حدث تحول كبير في نوع استهلاك التحلية في بعض البلدان، ولا سيما الولايات المتحدة. على عكس الاعتقاد الشائع، مع زيادة استهلاك مركبات الكربون الهيدروفلورية، لم يتغير إجمالي مدخول الفركتوز بالنسبة إلى إجمالي مدخول الجلوكوز أكثر. السكر الحبيبي هو سكروز نقي بنسبة 99.9٪، مما يعني أنه يحتوي على نسبة متساوية من الفركتوز إلى الجلوكوز. تحتوي الأشكال الأكثر استخدامًا من HFCS و HFCS-42 و HFCS-55 على نسبة متساوية على وجه التقريب من الفركتوز إلى الجلوكوز، مع وجود اختلافات طفيفة. لقد حلت مركبات الكربون الهيدروفلورية (HFCS) ببساطة محل السكروز كمُحلي. لذلك، على الرغم من التغييرات في استهلاك التحلية، ظلت نسبة الجلوكوز إلى تناول الفركتوز ثابتة نسبيًا.

في هذا الإطار، تشمل المصادر الطبيعية للفركتوز الفواكه والخضروات (بما في ذلك قصب السكر) والعسل. غالبًا ما يتركز الفركتوز أكثر من هذه المصادر. أعلى المصادر الغذائية للفركتوز، إلى جانب الفركتوز البلوري النقي، هي الأطعمة التي تحتوي على سكر المائدة (سكروز)، وشراب الذرة عالي الفركتوز، ونكتار الأغاف، والعسل، ودبس السكر، وشراب القيقب، وعصائر الفاكهة والفواكه، حيث تحتوي هذه الأطعمة على أعلى نسب من الفركتوز. (بما في ذلك الفركتوز في السكروز) لكل حصة مقارنة بالأطعمة والمكونات الشائعة الأخرى. يوجد الفركتوز في الأطعمة إما على شكل سكاريد أحادي حر أو مرتبط بالجلوكوز مثل السكروز، وهو ثنائي السكاريد. قد يتواجد الفركتوز والجلوكوز والسكروز في الطعام؛ ومع ذلك، سيكون للأطعمة المختلفة مستويات مختلفة من كل من هذه السكريات الثلاثة.

إضافةً إلى ذلك، تعتبر عصائر التفاح والكمثرى ذات أهمية خاصة لأطباء الأطفال لأن التركيزات العالية من الفركتوز الحر في هذه العصائر يمكن أن تسبب الإسهال لدى الأطفال. الخلايا (المعوية) أن الأطفال خط في الأمعاء الدقيقة لديها تقارب أقل لالفركتوز امتصاص من لالجلوكوز والسكروز. يتسبب الفركتوز غير الممتص في زيادة الأسمولية في الأمعاء الدقيقة، مما يسحب الماء إلى الجهاز الهضمي، مما يؤدي إلى الإسهال التناضحي. تمت مناقشة هذه الظاهرة بمزيد من التفصيل في قسم التأثيرات الصحية.

في هذا الإطار، يوضح الجدول 1 كذلك كمية السكروز الموجودة في الفواكه والخضروات الشائعة. يحتوي قصب السكر وبنجر السكر على نسبة عالية من السكروز، ويستعملان في التحضير التجاري للسكروز النقي. يُنقى عصير القصب أو البنجر المستخلص، وإزالة الشوائب؛ وتتركز بإزالة الماء الزائد. المنتج النهائي هو سكروز نقي بنسبة 99.9٪. السكريات المحتوية على السكروز تشمل سكر المائدة الأبيض الشائع الحبيبي والسكر البودرة، إلى جانب السكر البني.

استقلاب الفركتوز إلى غليسرالدهيد

وفي هذا الصدد، الخطوة الأولى في عملية التمثيل الغذائي للفركتوز هي فسفرة الفركتوز إلى الفركتوز 1-فوسفات بالفركتوكيناز، وبالتالي محاصرة الفركتوز لعملية التمثيل الغذائي في الكبد. ثم يخضع الفركتوز 1-فوسفات للتحلل المائي بألدولاز بي لتكوين فوسفات ثنائي هيدروكسي الأسيتون وغليسرالدهيد؛ فوسفات ثنائي هيدروكسي الأسيتون يمكن أن تكون إما أزمرته إلى غليسيرألدهيد 3-فوسفات بثلاثي الفوسفات إيزوميراز أو الخضوع للحد من الجلسرين 3 فوسفات من الجلسرين 3-فوسفات نازعة. يمكن كذلك تحويل غليسرالدهيد المنتج إلى غليسرالدهيد 3-فوسفات بغليسرالدهيد كيناز أو يُحول إلى الجلسرين 3-فوسفات بالجلسرين 3-فوسفات الهيدروجين. ينتج عن استقلاب الفركتوز في هذه المرحلة مواد وسيطة في مسار الجلوكوجين الذي يؤدي إلى تخليق الجليكوجين فضلًا عن تخليق الأحماض الدهنية والدهون الثلاثية.

كذلك، الناتج الناتج من الجلسيرالديهيد المكون من الألدولاز ب ثم يخضع لعملية الفسفرة إلى جليسيرالديهيد 3-فوسفات. تؤدي زيادة تركيزات فوسفات ثنائي هيدروكسي الأسيتون وغليسرالدهيد 3-فوسفات في الكبد إلى دفع مسار تكوين الجلوكوز نحو الجلوكوز وتخليق الجليكوجين اللاحق. يبدو أن الفركتوز هو ركيزة أفضل لتخليق الجليكوجين من الجلوكوز وأن تجديد الجليكوجين له الأسبقية على تكوين الدهون الثلاثية. بمجرد تجديد الجليكوجين في الكبد توجه الموادُ الوسيطة باستقلاب الفركتوز أساسًا نحو تخليق الدهون الثلاثية.

وفي هذا الصدد، عُثر على الكربون من الفركتوز الغذائية في كل من الأحماض الدهنية الحرة والجلسرين الأنصاف من الدهون الثلاثية البلازما. يمكن أن يؤدي الاستهلاك العالي للفركتوز إلى زيادة إنتاج البيروفات، مما يتسبب في تراكم وسيطة دورة كريبس. يمكن نقل السترات المتراكمة من الميتوكوندريا إلى العصارة الخلوية لخلايا الكبد، وتحويلها إلى أسيتيل CoA بسترات لياز وتوجيهها نحو تخليق الأحماض الدهنية. فضلًا عن ذلك، يمكن تحويل فوسفات ثنائي هيدروكسي الأسيتون إلى جلسرين 3-فوسفات، مما يوفر العمود الفقري للجليسرول لجزيء الدهون الثلاثية. تُدمج الدهون الثلاثية في البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة جدًا (VLDL)، والتي يُطلقها الكبد المتجه نحو الأنسجة المحيطية للتخزين في كل من الخلايا الدهنية والعضلية.

الآثار الصحية المحتملة

ومن جهة أخرى، تخليق الجليكوجين من فوسفات ثنائي هيدروكسي الأسيتون وغليسرالدهيد 3-فوسفات

علاوةً على ذلك، تخليق الدهون الثلاثية من وفوسفات ثنائي هيدروكسي الأسيتون وغليسرالدهيد 3-فوسفات

تحلل الثمار

ومن ناحية أخرى، يشار إلى التقويض الأولي للفركتوز أحيانًا باسم تحلل الفركتوز، على غرار تحلل السكر، تقويض الجلوكوز. في تحلل الفركتوز، الانزيم فركتوكيناز تنتج في البداية الفركتوز 1-فوسفات، وهو انقسام بألدولاز بي لإنتاج تريوز الفوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون (بالإنجليزية: Dihydroxyacetone phosphate (DHAP)) وغليسيرألدهيد . وخلافا لل تحلل، في تحلل الفركتوز وتريوز غليسيرألدهيد يفتقر إلى مجموعة فوسفات. ولذلك، فإن الإنزيم الثالث، تريوكيناز، مطلوب لفوسفوريلات جليسيرالديهيد، وإنتاج جليسيرالديهيد 3 فوسفات. والثلاثيات الناتجة متطابقة لتلك التي حصلت في تحلل ويمكن أن تدخل استحداث الجلوكوز مسارا لالجلوكوز أو الجليكوجين التوليف، أو مزيد من التكسير خلال أقل حال السكر الطريق إلى البيروفات.

حلاوة الفركتوز

في هذا الإطار، يُنظر إلى حلاوة الفركتوز في وقت أبكر من حلاوة السكروز أو الجلوكوز، ويصل الإحساس بالطعم إلى ذروته (أعلى من حلاوة السكروز) ويقل بسرعة أكبر من حلاوة السكروز. يمكن أن يعزز الفركتوز كذلك النكهات الأخرى في النظام.

كذلك، السبب الرئيسي لاستخدام الفركتوز تجاريًا في الأطعمة والمشروبات، إلى جانب تكلفته المنخفضة، هو حلاوته النسبية العالية. إنه أحلى من جميع الكربوهيدرات التي تحدث طبيعيًا. أُبلغ عن الحلاوة النسبية للفركتوز في حدود 1.2-1.8 مرة من السكروز. ومع ذلك، فإن الشكل الدائري المكون من 6 ذرات من الفركتوز هو الأكثر حلاوة. شكل الحلقة المكونة من 5 أعضاء يشبه طعم سكر المائدة المعتاد. يؤدي تسخين الفركتوز إلى تكوين الحلقة المكونة من 5 حلقات. لذلك، تقل الحلاوة النسبية مع زيادة درجة الحرارة. ومع ذلك فقد لوحظ أن حلاوة الفركتوز المطلقة متطابقة عند 5 درجة مئوية مثل 50 درجة مئوية وبالتالي فإن الحلاوة النسبية للسكروز لا ترجع إلى التوزيع الشاذ ولكن انخفاض في حلاوة السكروز المطلقة عند درجات حرارة منخفضة.

وفي السياق ذاته، يظهر الفركتوز تأثير حلاوة عند استخدامه مع المحليات الأخرى. يُنظر إلى الحلاوة النسبية للفركتوز الممزوج بالسكروز أو الأسبارتام أو السكرين على أنها أكبر من الحلاوة المحسوبة من المكونات الفردية.

المؤشر الجلايسيمي

في هذا الإطار، إن الفروكتوز لديه المؤشر الجلايسيمي الأدنى GI=19 مقارنة بكافة أنواع السكر الطبيعية ويستهلكه مرضى السكري بسبب تأثيره البسيط على مستوى السكر في الدم. ولكن الإفراط في استهلاك الفروكتوز قد يكون عاملاً في بعض الأمراض منها متلازمة الأيض ومقاومة الإنسولين لذلك لا ينصح باستهلاك المنتجات التي تحتوي على كمية عالية من الفروكتوز.

مقارنة مع السكروز

من جهة ثانية، قد يوصى استخدام معتدل للسكر الفواكه كمادة للتحلية لمرضى السكر، ربما لأنها لا تؤدي إلى إفراز الأنسولين من البنكرياس خلايا β، ربما لأن خلايا بيتا لديهم مستويات منخفضة من GLUT5، وهو البروتين الناقل في أغشية الخلايا للفركتوز. بالنسبة لمقدار مرجعي يبلغ 50 جرامًا، يحتوي الفركتوز على مؤشر نسبة السكر في الدم يبلغ 23، مقارنة بـ 100 للجلوكوز و 60 للسكروز. كما أن الفركتوز أحلى بنسبة 73% من السكروز في درجة حرارة الغرفة، مما يسمح لمرضى السكر باستخدام كمية أقل منه لكل حصة. قد يؤدي تناول الفركتوز قبل الوجبة إلى تقليل استجابة نسبة السكر في الدم للوجبة. تسبب الأطعمة والمشروبات المحلاة بالفركتوز ارتفاعًا أقل في مستويات الجلوكوز في الدم مقارنة بتلك المصنعة مع السكروز أو الجلوكوز.

تلخيص

• وجوده بجسم الحيوان:
• يوجد في الأماكن التالية:
• 1- في السائل المنوي.
• 2- في دم أجنة الحيوانات المجترة.

وفي السياق ذاته، 3- قد يوجد نادراً في البول وإن وجد يكون بسبب عيب في التمثيل الغذائي للكبد، ومن تفاعلاته:

من جهة ثانية، إن عصائر التفاح والإجاص تحتوي على نسبة عالية من الفروكتوز ممّا قد يسبّب الإسهال عند الأطفال. إن الخلايا التي تحيط الأمعاء عند الأطفال لديها قدرة أقل لامتصاص الفركتوز من الجلوكوز أو السوكروز. إن الفروكتوز غير الممتصّ يخلّق أسموزيّة أعلى في الأمعاء مما يزيد من توجّه المياه داخل السبيل الهضمي وذلك يؤدي إلى الإسهال التناضجي.

في هذا الإطار، أنه يتفاعل كالكحول مع الأحماض مثل حمض الفوسفوريك H3PO4 لتكوين استرات الأحماض وهذا الإستر هو مركب وسيط في عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات وينتج مركبات مثل فركتوز 1 فوسفات، فركتوز 6 فوسفات، فركتوز 1,6 فوسفات.

وفي هذا الصدد، الفركتوز هو السكر الذي يتكون داخل كل أنواع الفواكه على وجه التقريب وبعض الخضروات.. ودرجة تحليته ضعف درجة السكروز أو سكر القصب، ويستعمل في تحلية الحلويات والمربيات والجيلي والمشروبات الخفيفة والعصائر، كما أنه مصدر حلاوة العسل، ويعطي المذاق نفسه الذي يعطيه السكروز، ولكن الفركتوز أقل من السكروز في إنتاج السعرات الحرارية؛ ولذلك يستعمل في تحلية أطعمة النظام المستعمل لإنقاص الوزن. والفركتوز هو الذي يعطي الآيس كريم والحلوى الملمس الناعم، كما أنه يمتص الرطوبة بسهولة فيساعد على أن تكون المخبوزات طازجة فلا يتغير طعمها بمرور الوقت. ولأغراض التجارة، ينتج الفركتوز على هيئة سائل أو بودرة أو أقراص. ويستعمل صانعو الأطعمة الفركتوز المستخرج من الذرة، بصفة أساسية، وفي صورة شراب.

أمراض القلب والأوعية الدموية

ومن ناحية أخرى، خلصت لجنة خبراء من هيئة سلامة الأغذية الأوروبية إلى أن الفركتوز مفضل في تصنيع الأغذية والمشروبات ليحل محل السكروز والجلوكوز بسبب انخفاض تأثير الفركتوز على مستويات الجلوكوز في الدم بعد الوجبة. ومع ذلك، عند تناول الفركتوز بكمية زائدة كعامل تحلية في الأطعمة والمشروبات، فقد ارتبط بزيادة خطر الإصابة بالسمنة والسكري واضطرابات القلب والأوعية الدموية التي تعد جزءًا من متلازمة التمثيل الغذائي. لم تقدم الأبحاث السريرية دليلًا مباشرًا على أن الفركتوز نفسه مرتبط بارتفاع كوليسترول البروتين الدهني منخفض الكثافة والدهون الثلاثية مما يؤدي إلى متلازمة التمثيل الغذائي، ولكنه يشير إلى أن الاستهلاك المفرط للأطعمة والمشروبات المحلاة بالسكر، والزيادة المتزامنة في تناول السعرات الحرارية، تكمن وراء متلازمة التمثيل الغذائي. وبالمثل، فإن زيادة استهلاك الأطعمة والمشروبات المحلاة يزيد من خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية، بما في ذلك ارتفاع ضغط الدم، ولكن لا توجد علاقة سبب وتأثير مباشرة في البشر تظهر أن الفركتوز هو العامل المسبب.

ذوبان الفركتوز وتبلوره

في هذا الإطار، يحتوي الفركتوز على نسبة ذوبان أعلى في الماء من السكريات الأخرى، فضلًا عن كحول السكر الأخرى لذلك، يصعب بلورة الفركتوز من محلول مائي. تعتبر خلطات السكر التي تحتوي على الفركتوز، مثل الحلوى، أكثر نعومة من تلك التي تحتوي على سكريات أخرى بسبب قابلية ذوبان الفركتوز أكثر.

استرطابية الفركتوز والرطوبة

وفي هذا السياق، يعد الفركتوز أسرع في امتصاص الرطوبة وإطلاقه في البيئة إطلاقًا أبطأ من السكروز أو الجلوكوز أو المحليات المغذية الأخرى. يعتبر الفركتوز مرطبًا ممتازًا ويحتفظ بالرطوبة لفترة طويلة من الوقت حتى في حالة الرطوبة النسبية المنخفضة (RH). لذلك، يمكن أن يساهم الفركتوز في ملمس أكثر استساغة، وفترة صلاحية أطول للمنتجات الغذائية التي يستعمل فيها.

زيادة الوزن

وفي السياق ذاته، في التحليل التلوي للتجارب السريرية مع التغذية الخاضعة للرقابة - حيث غُذّي الأشخاص الخاضعين للاختبار بكمية ثابتة من الطاقة بدلاً من السماح لهم باختيار الكمية التي يتناولونها - لم يكن الفركتوز عاملاً مستقلاً لزيادة الوزن ؛ ومع ذلك، كان استهلاك الفركتوز مرتبطًا بزيادة الوزن عندما يوفر الفركتوز سعرات حرارية زائدة.

القدرة ومعدل الامتصاص

كذلك، تتراوح قدرة امتصاص الفركتوز في شكل أحادي السكاريد من أقل من 5 ز إلى 50 g (لكل حصة فردية) ويتكيف مع التغيرات في تناول الفركتوز الغذائي. تظهر الدراسات أن أكبر معدل امتصاص يحدث عند تناول الجلوكوز والفركتوز بكميات متساوية. عندما يؤكل الفركتوز جزءًا من السكروز ثنائي السكاريد، تكون سعة الامتصاص أعلى بكثير لأن الفركتوز موجود بنسبة 1: 1 مع الجلوكوز. يبدو أن معدل نقل GLUT5 قد يكون مشبعًا عند مستويات منخفضة، ويزداد الامتصاص من خلال امتصاص المفصل مع الجلوكوز. واحد الآلية المقترحة لهذه الظاهرة هي التي تعتمد على الجلوكوز من الناقل النشط من الفركتوز. فضلًا عن ذلك، يزداد نشاط نقل الفركتوز مع تناول الفركتوز الغذائي. يؤدي وجود الفركتوز في التجويف إلى زيادة نسخ mRNA لـ GLUT5، مما يؤدي إلى زيادة بروتينات النقل. تزيد الأنظمة الغذائية عالية الفركتوز (> 2.4 جم / كجم من وزن الجسم) من بروتينات النقل في غضون ثلاثة أيام من تناولها.

الفركتوز والتخمير

في هذا الإطار، قد يُخمر الفركتوز اللاهوائي بالخميرة أو البكتيريا. تقوم إنزيمات الخميرة بتحويل السكر (الجلوكوز أو الفركتوز) إلى إيثانول وثاني أكسيد الكربون. سيبقى ثاني أكسيد الكربون المنطلق أثناء التخمير مذابًا في الماء، حيث سيصل إلى التوازن مع حمض الكربونيك، ما لم تُترك غرفة التخمير مفتوحة للهواء. ينتج ثاني أكسيد الكربون المذاب وحمض الكربونيك الكربنة في المشروبات المخمرة المعبأة.

وظائف الفركتوز والنشا في النظم الغذائية

ومن ناحية أخرى، يزيد الفركتوز من لزوجة النشا بسرعة أكبر ويحقق لزوجة نهائية أعلى من السكروز لأن الفركتوز يخفض درجة الحرارة المطلوبة أثناء جلتنة النشا، مما يتسبب في زيادة اللزوجة النهائية.

وفي هذا الصدد، على الرغم من أن بعض المحليات الصناعية ليست مناسبة للخبز المنزلي، إلا أن الكثير من الوصفات التقليدية تستعمل الفركتوز.