果糖(fructose)是法國化學家Augustin-Pierre Dubrunfaut在1847年發現的。植物的蜜腺、水果及蜂蜜中存在大量果糖。它是單糖中最甜的糖類,相對甜度為蔗糖的1.2-1.8倍(視測試溫度而定)。所以果糖在食品工業中被廣泛用作甜味劑。

D-果糖

果糖是己酮糖,可以生成半縮酮,從而形成環狀結構。與葡萄糖不同,果糖可以形成五元環,也可以形成六元環。在水溶液中,果糖大約70%以吡喃糖(六元環)形式存在,22%為呋喃糖形式(五元環),其餘為其他形式,如開鏈結構。一般結合狀態的果糖都是β-呋喃果糖。

果糖的各種形式,引自維基百科

果糖的吡喃形式更甜,而溫度降低有利於形成吡喃形式。因此,果糖的相對甜度隨溫度降低而升高。在40℃時,42%果葡糖漿的甜度與蔗糖相同,而在5℃時其甜度要比蔗糖高出43%,所以果糖適於製作冷飲。

果糖作為甜味劑還有一個特點,就是甜味峰值出現快,消失也快。所以果糖與其它甜味劑組合使用時會有甜味協同作用。比如,果糖與蔗糖、阿斯巴甜或糖精混合物的相對甜度大於單個組分簡單疊加的甜度。果糖的甜味峰值比食品中其它風味的出現也要早,所以能與各種不同的香味和諧並存,不會掩蓋和混淆其他果品的原味。

果糖的開鏈形式所佔比重高於葡萄糖,所以更容易與氨基酸發生美拉德反應。這個反應是麵包烘烤過程中產生焦黃色澤和特殊香味的化學基礎。同時酵母利用果糖發酵要比蔗糖更快,果糖的保濕作用可以使麵包長時間儲存仍然保持新鮮鬆軟。所以在麵包製作中廣泛採用果葡糖漿代替蔗糖。

果糖的代謝也與眾不同。在肝臟中,果糖激酶將果糖磷酸化為果糖1-磷酸,然後由醛縮酶B催化裂解為磷酸二羥丙酮和甘油醛。甘油醛可以通過甘油醛激酶轉化為3-磷酸甘油醛,然後進入糖酵解或糖異生途徑,可以氧化分解或合成糖原,也可以轉化為脂肪或氨基酸。這個途徑最大的特點是繞過了己糖激酶(HK)和磷酸果糖激酶(PFK)。HK是糖酵解的入口,PFK是糖酵解的限速酶,所以它們受到多種因素的嚴密調節,隨時處於整體的動態平衡之中。而果糖則無視這些規則,不受胰島素調控。所以服用果糖後對血糖影響很小,其血糖指數(Glycemic Index)只有23(葡萄糖為100,蔗糖為60)。而且其甜度高,用量小,所以適合糖尿病人食用。

肝臟果糖代謝,引自維基百科

不過,雖然代謝途徑不同,但果糖氧化放出的能量與葡萄糖是一樣的,所以其熱值與蔗糖相差不大。因此,果糖雖好,不能多吃,而且吃多了更容易發胖。因為果糖容易上癮,而且不受胰島素調控,攝入過多以後更容易合成脂肪。已經有很多研究指出,長時間大量食用果糖,會增加肥胖、糖尿病、脂肪肝等疾病的風險。

人體對果糖的吸收能力有限,每餐一般吸收果糖不超過50克。在小腸中不能吸收的果糖會被運輸到大腸中,被結腸菌群發酵產生氣體,引起腹脹、腹痛。過多的果糖造成的滲透壓還會引起腹瀉。幼兒對果糖的吸收能力較弱,所以過多的蘋果汁和梨汁容易引起腹瀉。

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