تعریف فروکتوز مایع و کاربردهای آن

فروکتوز مایع یکی از شیرین کننده ها و نگهدارنده های رایج است که در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده از زمان باستان، حتی قبل از فرآوری شکر امروزی استفاده می شده است.

رایج ترین انواع فروکتوز مایع شربت ذرت و ملاس هستند.قند موجود در میوه ها، انواع توت ها، مغزها، سبزیجات و گندم کامل حاوی فروکتوز است. اگرچه فروکتوز مایع دارای محتوای کالری بالایی است و از نظر تغذیه ای حاوی ارزش غذایی کمی است و یا هیچ ارزش غذایی ندارد، اما هنوز نمی توان تقاضای فراوان برای آن به عنوان یک شیرین کننده طبیعی را انکار کرد.

حقایقی در رابطه با فروکتوز مایع:
فروکتوز یا قند میوه، یک مونوساکارید کتونیک ساده است که در بسیاری از گیاهان یافت می شود و در پیوند با گلوکز، ساکارز را تولید می کند که یک دی ساکارید است. فروکتوز یکی از سه مونوساکارید رژیم غذایی به همراه گلوکز و گالاکتوز است که در هنگام هضم به طور مستقیم در خون جذب می شود.

فروکتوز توسط شیمیدان فرانسوی آگوستین-پیر دوبرونفاوت در سال 1847 کشف شد. نام "فروکتوز" در سال 1857 توسط شیمی دان انگلیسی ویلیام آلن میلر برای این قند در نظر گرفته شد.فروکتوز در عسل، میوه های درختان و انگور، گلها، انواع توت ها و بیشتر سبزیجات ریشه ای یافت می شود.

برای کاربردهای تجاری فروکتوز از نیشکر، چغندر قند و ذرت به دست می آید. شربت ذرت با فروکتوز بالا مخلوطی از گلوکز و فروکتوز به عنوان مونوساکارید است. انواع فروکتوز یعنی پودر و شربت آن به طور معمول برای خوش طعم شدن و افزایش طعم و قهوه ای شدن برخی غذاها مانند کالاهای پختنی به غذاها و نوشیدنی ها اضافه می شوند. تولید سالانه فروکتوز حدود 240، 000 تن است.

فرآیند تولید فروکتوز مایع:
شربت فروکتوز مایعی غلیظ و شیرین است که از نظر شیمیایی کربوهیدرات ساده است. این قند به طور طبیعی در بیشتر میوه ها به خصوص هنگام رسیدن برای تشکیل شهد تولید می شود. فروکتوز را نمی توان از ذرت خام به دست آورد اما هسته ذرت را می توان برای تولید شربت ذرت با فروکتوز بالا فرآوری کرد.

تأمین کنندگان فروکتوز مایع با افزودن آنزیم به نشاسته ذرت این محصول را تولید می کنند. نشاسته ذرت دارای مقدار زیادی گلوکز است که با فعالیت آنزیمی به فروکتوز تبدیل می شود. سطح هیدرولیز از طریق نظارت بر شرایط واکنش و بهینه سازی کوکتل آنزیمی کنترل می شود.

شربت ذرت با فروکتوز بالا رایج ترین نوع این محصول در بین انواع فروکتوز مایع مورد استفاده تجاری است که از قسمت های مساوی گلوکز و فروکتوز تشکیل شده است.

ارزش غذایی فروکتوز مایع:
بررسی ارزش تغذیه ای فروکتوز نشان می دهد که 1 اونس شربت مایع فروکتوز حاوی 79 کالری، 21.57 گرم کربوهیدرات و فاقد پروتئین و چربی است. مقدار فیبر غذایی، چربی اشباع و کلسترول آن نیز 0٪ است. تفکیک کالری از تقسیم 100٪ کربوهیدرات حاصل می شود اما هیچ پروتئین یا چربی در آن دخیل نیست. مصرف 100 گرم فروکتوز مایع حدود 279 کالری تولید می کند.

این ترکیب حاوی حدود 24 درصد آب است و بقیه آن از کربوهیدرات تشکیل شده است. وجود ویتامین ها، مواد معدنی یا سایر مواد مغذی به میزان قابل توجهی در شربت ذرت با فروکتوز بالا قابل ردیابی نیست. فقط 1٪ ریبوفلاوین، 2٪ مس، 1٪ سلنیوم، 1٪ آهن و 1٪ روی در شربت فروکتوز مایع وجود دارد.

خواص اثبات شده فروکتوز مایع:

• فروکتوز عطر و طعم همه جانبه بهتری را ارائه می دهد.
• شیرین ترین قند مقوی است.
• قند را آهسته اضافه می کند.
• وابسته به انسولین نیست.
• عطر و طعم مواد غذایی را افزایش می دهد.
• احساس دهانی را بهبود می بخشد.
• بسیار محلول است.
• نقطه انجماد را به شدت کاهش می دهد.
• یک ابقاء کننده و حافظ رطوبت عالی است.

کاربردهای فروکتوز مایع:
فروکتوز مایع حاصل از نشاسته از نظر عملکرد و کاربرد بسیار متنوع است. مهم ترین ویژگیهای عملکردی شربت فروکتوز، شیرینی، فشار اسمزی، گرانروی و تنظیم فعالیت آب است. اینها همچنین بر روی نقطه انجماد و جوش و خاصیت تخمیری محصولات فروکتوز مایع تأثیر دارند.

این ماده معمولاً به عنوان شیرین کننده در مواد غذایی و نوشیدنی های مختلف استفاده می شود. فروکتوز یک شیرین کننده محبوب برای نوشیدنی هایی با طعم میوه و سودا و همچنین غذاهای فرآوری شده است. شیرین کننده ها و شربت های مایع که برای شیرین سازی چای، قهوه و سایر نوشیدنی ها استفاده می شوند، به طور کلی حاوی شربت ذرت با فروکتوز بالا هستند.

فروکتوز همچنین به عنوان یک ماده اصلی در بسیاری از کالاهای پخته شده استفاده می شود. تولید کنندگان تجاری مواد غذایی، فروکتوز را به شکر تصفیه شده حاصل از چغندر یا نیشکر با قیمت ارزان تر ترجیح می دهند. فروکتوز محصولی بسیار پایدار است و محصولات فروکتوز مایع ماندگاری بیشتری دارند.

فروکتوز مایع وقتی به مواد غذایی یا نوشیدنی اضافه شود باعث افزایش کالری به مواد غذایی نمی شود و از این رو تهدیدی مستقیم برای سلامتی انسان نیست. این شربت به عنوان شیرین کننده برای نوشابه ها و بسیاری از نوشیدنی ها استفاده می شود.

توصیه می شود برای جلوگیری از مصرف کالری زیاد و کاهش خطر چاقی و دیابت نوع II، از فروکتوز به جای قند سفره معمولی در غذاها و نوشیدنی های تجاری استفاده کنید. بسیاری از مصرف کنندگان اروپایی استفاده از فروکتوز را به عنوان یک شیرین کننده طبیعی برای غذا و نوشیدنی ترجیح می دهند.

خواص فیزیکی فروکتوز:
فروکتوز و تخمیر:
فروکتوز ممکن است به صورت بی هوازی توسط مخمر یا باکتری تخمیر شود. آنزیم های مخمر قند (گلوکز یا فروکتوز) را به اتانول و دی اکسید کربن تبدیل می کنند. دی اکسید کربن آزاد شده در هنگام تخمیر در آب حل خواهد شد و با اسید کربنیک به تعادل برسد، مگر اینکه در محفظه تخمیر باز بماند. دی اکسید کربن محلول و اسید کربنیک باعث کربناسیون در نوشیدنی های تخمیری می شوند.

واکنش فروکتوز و میلارد:
فروکتوز تحت واکنش میلارد قهوه ای شدن غیر آنزیمی با اسیدهای آمینه قرار می گیرد. از آنجا که فروکتوز در شکل زنجیره باز بیشتر از گلوکز وجود دارد، مراحل اولیه واکنش میلارد با سرعت بیشتری نسبت به گلوکز اتفاق می افتد. بنابراین، فروکتوز دارای پتانسیل بیشتری برای ایجاد تغییر در خوشمزه شدن غذا و همچنین سایر اثرات تغذیه ای مانند قهوه ای شدن بیش از حد، کاهش حجم و نرمی در تهیه کیک و تشکیل ترکیبات جهش زا است.

دهیدراتاسیون:
فروکتوز به راحتی دهیدراته شده و هیدروکسی متیل فورفورال تشکیل می دهد. این فرآیند در آینده، ممکن است بخشی از یک سیستم کم هزینه خنثی کردن کربن برای تولید جایگزین های بنزین و گازوئیل از کارخانه ها شود.

شیرینی فروکتوز در مقایسه با سایر قندها:
دلیل اصلی استفاده از فروکتوز در غذاها و نوشیدنی ها، علاوه بر هزینه پایین، شیرینی نسبی بالای آن است. فروکتوز شیرین ترین کربوهیدرات موجود است. میزان شیرینی نسبی فروکتوز در محدوده 1.2-1.8 برابر ساکارز گزارش شده است. در واقع حلقه 6 وجهی فروکتوز است که شیرین تر است وگرنه حلقه 5 وجهی آن تقریباً همان طعم قند سفره را دارد.

شیرینی فروکتوز زودتر از ساکارز یا گلوکز درک می شود و احساس طعم به اوج می رسد (بالاتر از ساکارز) و سریعتر از ساکارز کاهش می یابد. فروکتوز همچنین می تواند طعم دهنده های دیگر سیستم را تقویت کند.

فروکتوز در صورت استفاده در ترکیب با سایر شیرین کننده ها، اثر هم افزایی شیرینی از خود نشان می دهد. میزان شیرینی نسبی فروکتوز که با ساکارز، آسپارتام یا ساخارین مخلوط شده است بیشتر از شیرینی محاسبه شده از اجزای منفرد است.

خواص شیمیایی فروکتوز:
حلالیت و تبلور:
حلالیت فروکتوز در آب بیشتر از سایر قندها و همچنین قندهای الکلی دیگر است. بنابراین تبلور فروکتوز از یک محلول آبی دشوار است. مخلوط های شیرین حاوی فروکتوز، مانند آب نبات ها، به دلیل حلالیت بیشتر فروکتوز، نرم تر از آنهایی هستند که حاوی قندهای دیگر هستند.

جذب و ابقاء رطوبت:
فروکتوز در مقایسه با ساکارز، گلوکز یا سایر شیرین کننده های مغذی، رطوبت را سریعتر جذب می کند و به سرعت آن را در محیط آزاد می کند. فروکتوز یک ماده مرطوب کننده عالی است و رطوبت را برای مدت طولانی حتی در رطوبت نسبی پایین (RH) حفظ می کند. بنابراین، فروکتوز می تواند به خوش طعم تر شدن محصول و ماندگاری بیشتر محصولات غذایی کمک کند.

نقطه انجماد:
فروکتوز نسبت به دی ساکاریدها یا الیگوساکاریدها، که ممکن است با کاهش تشکیل بلورهای یخ، از یکپارچگی دیواره های سلولی میوه محافظت کند، تأثیر بیشتری در کاهش نقطه انجماد دارد. با این حال این ویژگی ممکن است در دسرهای لبنی شیرین یا منجمد و نرم دیده نشود.

ویسکوزیته فروکتوز:
فروکتوز گرانروی نشاسته را با سرعت بیشتری افزایش می دهد و به ویسکوزیته نهایی بالاتری نسبت به ساکارز دست می یابد زیرا فروکتوز دمای مورد نیاز را هنگام ژلاتینه شدن نشاسته کاهش می دهد و باعث ویسکوزیته نهایی بیشتری می شود. اگرچه برخی از شیرین کننده های مصنوعی برای پخت خانگی مناسب نیستند، اما در بسیاری از دستورهای سنتی از فروکتوز استفاده می شود.

اثرات فروکتوز بر سلامتی:
مصرف بیش از حد فروکتوز (به ویژه از طریق نوشیدنی های شیرین شده با قند) ممکن است باعث مقاومت به انسولین، چاقی، افزایش کلسترول LDL و تری گلیسیرید شود و در نهایت منجر به سندرم متابولیک شود.

مرجع ایمنی مواد غذایی اروپا اظهار داشت که ممکن است فروکتوز نسبت به ساکارز و گلوکز در غذاها و نوشیدنی های شیرین ارجح باشد، زیرا اثر کمتری بر سطح قند خون بعد از مصرف غذا دارد و خاطرنشان کرد که مصرف زیاد فروکتوز ممکن است منجر به عوارض متابولیکی مانند دیس لیپیدمی، مقاومت به انسولین و افزایش چربی احشایی شود.

کمیته مشاوره علمی تغذیه انگلستان در سال 2015 ادعاهای مربوط به فروکتوز را که باعث اختلالات متابولیکی می شود مورد انتقاد قرار داد و اظهار داشت: شواهد کافی وجود ندارد که نشان دهد مصرف فروکتوز، در مقادیر مصرف شده در یک رژیم طبیعی منجر به پیامدهای نامطلوب سلامتی شود.