Фруктоза: описание и свойства, вред и польза

В попытках исключить из рациона сахар люди нередко прибегают к использованию вместо него фруктозы. Фруктоза – это один из наиболее распространенных простых углеводов. Оно обладает приятным ярко выраженным сладким вкусом и используется, как альтернатива обычному сахару. Но оправданность такой рокировки не всегда оказывается такой привлекательной, как кажется на первый взгляд.

Молекула фруктозы

Организм человека нуждается в регулярном поступлении углеводов – без них он попросту не сможет функционировать. Их присутствие в рационе является важным условием для нормального протекания обменных процессов. Многие ученые сейчас заняты исследованиями особенностей влияния простых сахаров на функционирование организма человека. Они рассматривают как положительные, так и отрицательные стороны, чтобы вынести справедливый вердикт.

Что такое фруктоза?

Фруктоза – это разновидность простейшего сахара, который содержится практически во всех фруктах, в некоторых овощах и орехах. В особенно больших концентрациях вещество содержится в меде и сладких сиропах – кукурузном и сиропе из агавы. Впервые фруктоза была искусственно синтезирована в 1861 году ученым из России по фамилии Бутлер посредством трансформации муравьиной кислоты в порошкообразное состояние при параллельном воздействии на нее катализаторов. Выход производства на промышленные масштабы привел к тому, что уровень содержания фруктового сахара в ежедневном рационе обычного человека увеличился до 10%. Это обусловлено присутствием вещества в газировках, конфетах и всех кондитерских изделиях фабричного производства, в составе фруктовых варений, джемов и соусов — и сладких, и соленых.

Внешне фруктоза – это мелкокристаллический однородный белый порошок, который прекрасно растворяется в обычной воде. Важная отличительная черта вещества — степень сладости: она в несколько раз выше, чем у других сахаров.

Переработка и всасывание фруктозы происходит с активным участием инсулина и с медленным повышением уровня глюкозы в крови. Именно эта особенность отличает рассматриваемое вещество от других сахаров. Механизм ее воздействия таков, что усвоение и переработка происходит исключительно в печени. Определенная доля поступившего в организм вещества откладывается в виде “запасного” углевода — гликогена, а остальное преобразуется в жировые клетки. В качестве жировых клеток вещество оказывает воздействие на всех органы человека, поэтому важно не превышать суточную норму фруктового сахара.

История синтеза фруктозы

Потребность в синтезе фруктозы появилась тогда, когда особенно больших масштабов достигла динамика заболеваемости сахарным диабетом, а люди все чаще стали жаловаться на нарушение обмена веществ. Особенно сильно это проявилось среди населения Соединенных Штатов, в государствах Восточной и Западной Европы. В ходе многочисленных исследований ученые установили, что причиной такой неутешительной статистики стал сахар. Именно это стимулировало специалистов начать поиск альтернативных источников энергии.

Так, в середине 19 века впервые искусственным путем была получена фруктоза.

Формула фруктозы и ее свойства

Формула фруктозы выглядит следующим образом:

C₆H₁₂O₆

Фруктоза характеризуется прекрасной растворимостью в воде: для растворения 400 граммов фруктозы необходимо всего 100 грамм воды температурой 25 градусов. Растворимость кристаллизованного фруктового сахара в разы выше, чем у других сахаров. Помимо воды, фруктоза растворяется во многих спиртах и кислотах.

Фруктоза прекрасно впитывает влагу и долго удерживает ее даже при минимальной степени влажности в помещении.

Температура плавления фруктозы изменяется в диапазоне от 102 до 104 градусов, закипает она при достижении отметки в 440 градусов.

Калорийность фруктозы – 396 ккал на 100 грамм кристаллического порошка.

Вещество легко усваивается организмом, снабжая его необходимым количеством энергии. Ухудшения самочувствия и других неприятных последствий при соблюдении разумных объемов потребления фруктовый сахар не вызывает.

Некоторые убеждены, что вещество никак не сказывается на уровне глюкозы в крови. Это не так: фруктовый сахар изменяет уровень ее содержания, но делает это медленно, а не вызывает бурный скачок (как другие сахара).

Попадая в кровь, фруктоза вызывает ощущение сытости, не повышая уровень глюкозы в организме. Это свойство соединения обуславливает его популярность в производстве продуктов для диабетиков. При употреблении фруктозы в соответствии с рекомендациями лечащего врача возможно добиться стабилизации уровня глюкозы. Еще одним не менее привлекательным для здоровья свойством фруктозы является ее неспособность причинять вред зубной эмали.

Глюкоза и фруктоза

Глюкоза – это самая простая форма сахара, вырабатываемая в процессе усвоения человеческим организмом компонентов, которые поступают вместе с пищей. Глюкоза необходима для регулирования всех процессов жизнедеятельности организма. Вещество являет собой хороший источник энергии, обеспечивающий исправную работу организма.

Фруктоза – это натуральный сахар, он встречается во фруктах, ягодах, ядрах орехов, овощах, меду.

После поступления в организм, углеводы распадаются до глюкозы и усваиваются в желудочно-кишечном тракте как простые сахара. После этого они трансформируются в энергию, затрачиваемую на осуществление жизнедеятельности, а излишек преобразуется в жир.

Главное отличие фруктозы от сахарозы – место и способ усвоения. В первом случае требуется участие фермента фруктокиназа, во втором – ферментов глюкокиназа или гексокиназа.

Усвоение фруктозы осуществляется исключительно в печени, другие органы к этому процессу не имеют никакого отношения. Фруктоза трансформируется в жирные кислоты, не провоцируя при этом синтез лептина (гормона, отвечающего за протекание энергетического обмена) и инсулина (гормон, вырабатываемый поджелудочной железой; отвечает за метаболизм).

Фруктоза при распаде высвобождает энергию значительно медленнее глюкозы, которая моментально всасывается в кровь, чем провоцирует резкое повышение содержания инсулина.

Сахароза и фруктоза

Под сахарозой понимают вещество, структура которого представляет собой устойчивое соединение глюкозы и фруктозы. Глюкоза проходит процесс распада и усвоения в кровеносной системе, а фруктоза, как уже было отмечено выше, – в печени. Сахароза сочетает в себе функции обоих своих составляющих. Дисахарид входит в состав многих плодов, он присутствует в злаках.

Специалисты выделяют как достоинства, так и недостатки сахарозы. При умеренном употреблении соединение не принесет никакого вреда организму.

Отмечают следующие достоинства сахарозы:

• улучшение эмоционального состояния;
• улучшение качества умственной деятельности;
• нормализация состояния нейронов;
• быстрое выведение токсинов.

Недостатки сахарозы:

• употребление сахарозы в больших объемах ведет к увеличению веса и росту жировой прослойки;
• при употреблении сахарозы кальций вымывается быстрее, поскольку задействуется для расщепления дисахарида;
• при превышении нормы сахарозы возможно спровоцировать появление и развитие сахарного диабета.

Получение фруктозы

Фруктозу встречается как в качестве полноценного самостоятельного вещества, так и в качестве одной из составляющих сахарозы. Наибольшая концентрация наблюдается в натуральном меде, сиропе на основе кукурузы или агавы, второе место занимают яблоки, третье – груши и четвертое – чернослив.

Наиболее выгодным сырьем для производства фруктозы с экономической точки зрения является крахмал, полученный из кукурузы. Он представляет собой высокомолекулярный углевод, состоящий из звеньев D-глюкозы. Фруктоза не содержится в чистом виде ни в одной из разновидностей крахмала — ни в картофельной, ни в кукурузной, поэтому требуется применение такого технологического процесса, в ходе которого глюкоза будет легко трансформироваться во фруктозу. В качестве сырья для получения глюкозы большой популярностью пользуется сахароза. Это обусловлено доступностью, высокой степенью чистоты и высоким уровнем содержания фруктозы.

Производство фруктозы из крахмала

Технологический механизм получения крахмала предусматривает следующий алгоритм действий:

• на первом этапе крахмал разжижают, при этом осуществляется его частичное расщепление под воздействием водной среды;
• затем полученную глюкозу преобразуют во фруктозу;
• на финальном этапе фруктозу выделяют из раствора, превращая ее в самостоятельный продукт.

За годы производства были выработаны методики преобразования веществ под воздействием ферментов. Так, например, крахмал превращают в глюкозу, воздействуя на него a-амилазой и глюкомилазой; глюкозу преображают во фруктозу посредством воздействия на нее глюкозоизомеразой. Впервые способ получения фруктозы из кукурузного крахмала был применен в 60-х годах 19 века. Чистота вещества, получаемого таким способом, составляет 90 %.

Получение фруктозы из сахарозы

Первым сырьем для искусственного получения фруктового сахара стала сахароза. Ее подвергли гидролизу, после чего разделили хромотографическим способом на две составляющие — фруктозу и глюкозу. Методы, применяемые на современных высокотехнологичных производствах, дают возможность осуществлять расщепление под действием воды с включением в процесс ферментов, ускоряющих протекание реакции. Недостатком такой технологии является достаточно высокая стоимость и невозможность обеспечения беспрерывного процесса производства. Следует отметить, при этом способе производства образуется нежелательный осадок.

Получение фруктозы из инулина

Искусственное синтезирование фруктозы из инулина было налажено в 90-х годах прошлого столетия. Технология базируется на воздействии на инулин водой с последующим его расщеплением. На данный момент ведется поиск и других катализаторов, способных обеспечить протекание реакции.

Получение кристаллической фруктозы

Кристаллизация фруктозы возможна только из раствора, содержащего 90% чистого вещества. Для этого применяют самые разные технологии, включая кристаллизацию при атмосферном или пониженном давлении, а также различные системы охлаждения. Кристаллический продукт производят в специальных центрифугах, даелее дают ему хорошо высохнуть. При кристаллизации выделяются димеры фруктозы, мешающие нормальному формированию кристаллов.

Суточная норма употребления глюкозы

Для снабжения клеток головного мозга, эритроцитов крови, мышц и достаточного обеспечения энергией человеку необходимо рассчитать свою индивидуальную норму. Для ее вычисления требуется взвеситься и умножить получившуюся цифру на 2,6. Поученное значение и будет суточной потребностью вашего организма в моносахариде.

При этом людям, занятым на должностях, предполагающих интенсивную умственную деятельность и сильные физические нагрузки, требуется увеличить эту норму. А вот при малоактивном образе жизни потребность в моносахариде понижается.

Допустимая норма фруктозы – 0,75 грамм на 1 килограмм веса.

При увеличении потребляемого количества фруктозы могут возникнуть следующие симптомы: понос, боли в животе и вздутие. При регулярном превышении допустимой нормы может возникнуть депрессивное состояние.

Полезные свойства фруктозы

Ученые установили, что фруктоза помогает предотвратить появление сахарного диабета. Соединение облегчает и значительно ускоряет процесс выведения алкоголя из организма. Это свойство можно использовать, если вы превысили норму любимого спиртного напитка и не хотите на утро бороться с последствиями бурного вечера.

Удалось установить, что фруктоза помогает в избавлении от зубного налета, появляющегося после приема пищи. Люди, которые предпочли фруктозу сахару, меньше подвержены риску образования кариеса.

Вещество несет пользу для спортсменов: во время тренировок они расходуют большое количество гликогена. Употребление фруктозы позволяет снизить расход, соответственно, человек устает меньше. Поэтому тренеры рекомендуют перед походом в спортивный зал съесть какой-нибудь фрукт или выпить чай с фруктозой.

Польза фруктозы для мужчин

Отдельно следует рассмотреть особенности влияния фруктозы на здоровье мужчин. Моносахарид повышает степень активности сперматозоидов. Особенно важно ввести в свой ежедневный рацион фруктовый сахар тем, кто курит, употребляет алкоголь или вредную пищу.

Фруктоза при беременности

Частичное замещение обычного сахара фруктозой позволяет избавиться от утренней тошноты, что особенно важно для женского организма в первом триместре. Фруктоза помогает побороть расстройство желудка, метеоризм, головокружение, повышенное давление.

Фруктоза положительным образом сказывается на состоянии органов репродуктивной системы. Она минимизирует риск смерти плода на ранних сроках.

Фруктоза для детей

Специалисты отмечают, что фруктоза одновременно и положительным, и отрицательным образом сказывается на состоянии детского организма и уровне концентрации ребенка во время учебы. Очень важно строго регулировать количество моносахарида, поступающего в организм человека. Так, если сахар будет содержаться в большей части потребляемой пищи, никакой пользы ребенку она не принесет.

Фруктоза для похудения

Замена сахара фруктозой может значительно ускорить процесс снижения веса. Но при бесконтрольном ее употреблении эффект бывает диаметрально противоположен.

Главная польза фруктозы в этом случае такая: она не вызывает резкое изменение количества инсулина. Она, к тому же, намного слаще сахара, поэтому для достижения требуемого вкуса требуется меньше подсластителя.

Не нужно злоупотреблять фруктами, ягодами и сухофруктами даже с учетом множества их полезных свойств. Тем более не следует сочетать их с медом и сладкими газировками – это приведет к увеличению жировой прослойки и нарушению работы всех систем организма, а в первую очередь – печени.

Фруктоза может принести пользу только в том случае, если вы получаете ее из продуктов, содержащих клетчатку: именно она обеспечивает правильное постепенное разложение сахара.

Порой сам организм сигнализирует о недостатке фруктозы. Он проявляется в упадке сил, вспышках гнева, депрессии, апатии и нервном истощении. А вот об излишке фруктозы сигнализирует повышенный аппетит и резкое увеличение веса.

Вред фруктозы

Главная опасность фруктозы – тот факт, что она не сразу поступает в клетки организма, а сперва проходит процесс усвоения в печени. При неразумном употреблении фруктозы возможны проблемы с этим органом, в частности – цирроз. Жир, скапливающийся на поверхности печени способствует повышению уровня холестерина в крови.

Кроме того, регулярное употребление фруктозы часто приводит к нарушению метаболического ответа на инсулин.

Фруктоза способствует увеличению жировой прослойки при определенных условиях. Жир в этом случае может накапливаться не только в проблемных местах, но и в области сердца, что влечет за собой риск нарушения его работы.

Главная опасность фруктозы кроется в использовании её злокачественными новообразованиями как источника энергии.

Не стоит обманываться кажущейся низкой калорийностью фруктозы. Она хоть и обладает низкой пищевой ценностью, вовсе не относится к числу диетических продуктов. Длительный процесс усвоения имеет и обратную, менее привлекательную, сторону: из-за очень медленного всасывания в кровь чувство насыщения долго не приходит, соответственно, человек съедает больше чем нужно.

Фруктовый сахар отрицательным способом сказывается на состоянии микрофлоры кишечника, стимулируя рост и развитие патогенных бактерий, как следствие – проблемы с процессом пищеварения.

Неконтролируемый прием фруктозы способствует нарушению кислотно-щелочного баланса. При длительном регулярном употреблении может наблюдаться повышение уровня артериального давления, появление подагры и камней в почках.

Аккуратным с употреблением фруктозы необходимо быть при индивидуальной непереносимости. Она проявляется в сонливости, рвоте, диарее, бледности кожи, гипофосватемии, ощущения отторжения к кондитерским изделиям, вялости, повышенной потливости, увеличении размеров печени, гипогликемии, болях в области желудка, гипотрофии, асците, признаках подагры и желтухе.

Кому не следует употреблять фруктозу

В первую очередь присутствия моносахарида в своем рационе следует избегать людям, имеющим проблемы с избыточным весом. Дело в том, что фруктовый сахар сильно подавляет процесс выработки пептина – гормона, отвечающего за ощущение сытости. В результате его снижения человек не чувствует насыщения и ест больше, чем следовало бы, что влечет за собой набор веса. С употреблением фруктозы нужно быть осторожными тем, кто страдает сахарным диабетом.

Продукты, содержащие в своем составе фруктозу

Особенности применения фруктозы

Наиболее широко фруктоза применяется в кулинарии в роли заместителя обычного белого сахара, который опасен для некоторых групп людей. При введении в блюда фруктозы важно учитывать, что она в несколько раз слаще обычного сахара, что требует учета этой особенности в ходе определения количества подсластителя.

Фруктозу можно вводить в молочные продукты, выпечку, использовать в процессе приготовления разного рода консервации, джемов, мороженого и разных десертов. Стоит отметить, что фруктозе свойственно утрировать аромат присутствующих в рецептуре ягод и фруктов.

В медицине моносахарид используют при отравлении алкоголем: вещество ускоряет метаболизм и способствует выведению из организма спирта.

Фруктозу и препараты на ее основе назначают младенцам в возрасте от двух дней. Она необходима для нормализации пищеварительных процессов и без нее не обойтись, если у малыша не усваиваются глюкоза и галактоза.

Без фруктозы не обойтись при гликемии – пониженном содержании сахара в крови.

Важное место моносахарид занимает в производстве бытовой химии, в мыловарении. Благодаря ему пена становится более устойчивой, а кожа – более увлажненной и гладкой.

Микробиологи применяют фруктозу для производства субстрата для стимуляции размножения дрожжей, в том числе кормовых.

Где приобрести фруктозу и какая цена

Самый простой способ приобрести фруктозу – отправиться в аптеку. Цена на моносахарид в зависимости от производителя и объема вещества варьируется от 50 до 500 рублей. Получить фруктозу возможно из фруктов, ягод, орехов, меда и овощей, в частности – из фиников, кураги, персиков, груш, яблок и винограда.

Заключение

Фруктоза – это естественный моносахарид, источник энергии для человеческого организма. В рационе он присутствует в натуральном виде – в составе фруктов, ягод, овощей и орехов, и в искусственном – полученном на производстве.

В разумных количествах фруктоза – это прекрасная альтернатива обычному рафинированному сахару: она в несколько раз слаще, а значит, для достижения требуемых вкусовых показателей её требуется в разы меньше. Кроме того, фруктоза имеет низкий гликемический индекс, а значит, повышает уровень глюкозы медленно, не создает резких перепадов, способных оказать негативное влияние на самочувствие. Но в этом свойстве моносахарида кроется и его недостаток – человеку требуется больше времени, чтобы ощутить насыщение пищей, а значит, есть риск употребить больше продукта, это приводит к образованию жировой прослойки.

Фруктоза обладает способностью тонизировать, она способствует быстрому восстановлению организма после интенсивных тренировок. Это свойство объясняет популярность моносахарида в рядах спортсменов. Многие тренеры рекомендуют своим подопечным перед тренировкой выпить чай с фруктозой или перекусить фруктами – это повысит выносливость.

Фруктоза несет меньше опасности для здоровья полости рта, чем обычный сахар: она не провоцирует появление кариеса и препятствует образованию зубного налета. Фруктоза способна ускорять процесс выведения алкоголя из организма. Благодаря этому свойству фруктозу используют в медицине для снижения влияния интоксикации.

В кулинарии фруктозу вводят в состав хлебобулочных изделий, консервированных овощей и фруктов, джемов и соусов.

Нужно отметить, что употребление свыше 50 грамм фруктозы в сутки может иметь негативные последствия, приводить к набору веса и развитию длинного списка патологий сердечно-сосудистой системы, вызывать повышение давления и появление аллергических реакций.

Специалисты не рекомендуют употреблять фруктозу тем, кто борется с избыточным весом или склонен к ожирению. Также стоит воздержаться от введения в рацион фруктового сахара тем, кто страдает сахарным диабетом. В остальных случаях во фруктозе нет ничего плохого: получать ее лучше в естественном виде – в составе фруктов и овощей. Не стоит давать слишком много фруктового сахара детям – он может негативным образом сказаться на их способности концентрировать свое внимание на чем-либо и ухудшить успеваемость в школе.

Следует воздержаться от употребления искусственно синтезированной фруктозы беременным и кормящим женщинам – она может негативным образом сказаться на состоянии здоровья плода. Чем больше женщина во время беременности употребляет фруктового сахара – тем больше вероятность того, что в зрелом возрасте у ее ребенка будет склонность к ожирению. Также это может привести к чрезмерному увеличению плода, что приведет к затруднению процесса его прохождения через родовые пути.