فروکتوز

فروکتوز که گاهی قند میوه نامیده می‌شود، قندی طبیعی است که عمدتاً در میوه‌ها (مانند سیب، خرما، انجیر، گلابی و آلو) و همچنین در سبزیجات (مانند کنگر فرنگی، مارچوبه، قارچ، پیاز و فلفل قرمز) یافت می‌شود. برای مقاصد تجاری از نیشکر، چغندر قند و ذرت استخراج می‌شود. فروکتوز یکی از سه مونوساکارید طبیعی رایج و پر کاربرد است (دو مورد دیگر گلوکز و گالاکتوز هستند). فروکتوز توسط شیمی‌دان فرانسوی آگوستین پیر دوبرونفوت در سال 1847 کشف شد. این شیرین کننده، مونوساکاریدی ضروری برای فرایندهای متابولیسمی است و معمولا در رژیم غذایی انسان به وفور یافت می‌شود. فروکتوز و گلوکز با هم ترکیب می‌شوند و ساکارز (دی ساکارید) را تشکیل می‌دهند که ما آن را به عنوان قند معمولی می‌شناسیم. ساکارز با هیدرولیز اسیدی در معده به فروکتوز و گلوکز تبدیل می‌شود. فروکتوز، محلول‌ترین مونوساکارید در آب است و به دلیل دارا بودن خواص جذب رطوبت و نم‌گیری، به سختی از آب متبلور می‌شود. گلوکز و فروکتوز سرنوشت متابولیک مشابهی دارند زیرا بیشتر فروکتوز غذایی به گلوکز تبدیل می‌شود.

متابولیسم فروکتوز

اکثر سلول‌ها قادر به متابولیسم مستقیم فروکتوز نیستند. به طور کلی، تمام واکنش‌های درگیر در متابولیسم فروکتوز در سیتوزول سلول‌ها، در کبد، ماهیچه، بافت چربی، روده و اسپرم رخ می‌دهد. بیشتر فروکتوزی که ما مصرف می‌کنیم به شکل ساکارز و شربت ذرت با فروکتوز بالا است. از آنجایی که شیرینی آن نسبت به ساکارز سریع‌تر آزاد می‌شود و سریعر نیز از بین می‌رود، می‌توان از فروکتوز برای به حداقل رساندن شیرینی ماندگار در برخی محصولات استفاده کرد. فروکتوز کمتری برای رسیدن به همان شیرینی ساکارز مورد نیاز است و به همین دلیل، برای محصولات کم کالری یک گزینه ایده‌آل است. فروکتوز همچنین جاذب رطوبت است، که اساساً به این معنی است که در جذب آب خوب است. بر خلاف سایر قندها، فروکتوز برای جذب نیازی به انسولین ندارد و بنابراین تأثیر کمی بر سطح گلوکز خون دارد.

کاربرد فروکتوز در صنایع غذایی

دلیل اصلی استفاده از فروکتوز در فرمولاسیون محصولات غذایی و آشامیدنی، شیرینی آن است. فروکتوز شیرین‌ترین کربوهیدرات طبیعی است؛ به عنوان مثال، فروکتوز 117 برابر شیرین‌تر از ساکارز است. شربت‌های حاوی فروکتوز هنگامی که در ترکیب محصولات غذایی یا نوشیدنی استفاده می شوند، خواص عملکردی متعددی از خود نشان می‌دهند. این ویژگی‌های عملکردی ممکن است به خواص شیمیایی یا فیزیکی خود فروکتوز مربوط باشند یا نتیجه برهمکنش فروکتوز با سیستم غذایی یا نوشیدنی باشند. استفاده از فروکتوز با دیگر قندها همچنین به کنترل کریستالیزاسیون ناخواسته کمک می‌کنند.

• نوشیدنی و نوشابه گازدار و بدون گاز

فروکتوز یکی از محلول‌ترین قندها است، بنابراین به خوبی در نوشیدنی‌ها ترکیب می‌شود. کاربرد اصلی فروکتوز در فرایند تولید نوشابه‌های گازدار است. بیشتر فروکتورز در نوشابه‌های با طعم غیر کولا استفاده می‌شود.

• پخت و نان 

فروکتوز در مقادیر برابر با ساکارز شیرینی به مراتب بیشتری ایجاد می‌کند و در نتیجه استفاده از آن مقرون به صرفه است و همچنین فضای کمتری برای نگهداری اشغال می‌کند. فروکتوز همچنین در برابر فساد میکروبی مقاوم است و ماندگاری محصولاتی مثل نان را بهبود می‌بخشد. همچنین در محصولات پخت و نان برای حفظ رطوبت و هم افزایی نشاسته (افزایش تاثیر نشاسته) به کار می‌رود.

• صنایع لبنی و غلات صبحانه

فروکتوز به طور گسترده به عنوان یک شیرین کننده در محصولات لبنی مانند ماست، شیر شکلات و بستنی استفاده می‌شود. تخمیر سریع در ماست، ایجاد احساس دهانی، تعادل درست طعم و ویسکوزیته در بستنی و شیر شکلات از دلایل اصلی استفاده از فروکتوز هستند. با توجه به اینکه شیرینی زیادی در مقادیر کم تولید می‌کند، به منظور کاهش محتوای انرژی محصولات نیز به کار می‌رود. شیرین کننده فروکتوز در فرآوری غلات صبحانه به منظور بهبود طعم شیرینی و همچنین هم‌افزایی طعم به کار می‌رود.

• کمپوت سازی

بهبود طعم و سازگاری طبیعی با طعم‌ میو‌ه‌ها دو دلیلی هستند که صنعت کمپوت سازی را به سومین مصرف کننده عمده فروکتوز تبدیل کرده‌اند؛ (پس از صنعت نوشابه سازی و صنعت پخت و نان). در این صنایع فروکتوز اغلب با شکر مایع و ذرت مخلوط می‌شود تا تعادل مناسبی از شیرینی و طعم میوه در شربت‌ کمپوت ایجاد شود. این شربت با ایجاد درخشندگی میوه به جذابیت بصری محصول کمک می‌کند.

نگهداری و انبار فروکتوز

توصیه می‌شود که نگهداری پودر فروکتوز کریستالی تنها در سیستم‌های هوای مطبوع با حداکثر دمای 24 درجه سانتیگراد انجام شود. فروکتوز کیسه‌ای باید در شرایط مشابه نگهداری شود تا از کلوخه شدن آن جلوگیری شود. بیشترین مقدار فروکتوز کیسه‌ای در حال حاضر در کیسه‌های کاغذی با روکش فویل بسته بندی می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که حداقل رطوبت به محصول می‌رسد. فروکتوز کریستالی مایع را بهتر است در دماهای 21 تا 29 درجه سانتیگراد بسته بندی کرد. فروکتوز کریستالی مایع را می‌توان به مدت طولانی بدون ترس از تبلور و شکرک زدن به مدت طولانی نگه داشت چرا که از نظر میکروبی بسیار پایدار است.

خواص شیمیایی و فیزیکوشیمیایی فروکتوز

حلالیت فروکتوز در 25 درجه سانتیگراد، معادل 4 گرم در هر گرم آب است. فروکتوز دارای بالاترین میزان حلالیت در میان اکثر قندها و قندهای الکلی است. به همین دلیل است که کریستاله شدن فروکتوز از محلول‌های آبی دشوار است. خاصیت کاهنده فروکتوز در حفظ رنگ قرمز گوجه فرنگی کنسرو شده از طریق هم افزایی نشاسته تاثیر به سزایی دارد. یکی دیگر از خواص فروکتوز (به دلیل وزن مولکولی نسبتاً کم)، کاهش نقطه انجماد است. به عنوان مثال، با کاهش نقطه انجماد از یخ زدن میوه‌ها جلوگیری می‌کند و به یکپارچگی بافت محصول کمک می‌کند. فروکتوز جاذب رطوبت است، به این معنی که به راحتی آب را از محیط خود جذب می‌کند. به عنوان مثال، فروکتوز در رطوبت نسبی 55 درصد شروع به جذب آب می‌کند، در حالی که ساکارز رطوبت را در محیط‌هایی با رطوبت نسبی 65 درصد جذب می‌کند.

• فورمول مولکولی: C₆H₁₂O₆
• دمای ذوب: 91–185 درجه سانتیگراد
• جرم مولی: 16 گرم بر مول

فروکتوز و دکستروز

فروکتوز و دکستروز از نظر فنی قندهای کاهنده نامیده می‌شوند. وجود قندهای کاهنده در یک فرمولاسیون زمانی مهم است که صنعت غذایی در تلاش است رنگ را از طریق واکنش قهوه‌ای شدن میلارد کلاسیک ایجاد کند. صنعت پخت و نان به این واکنش وابسته است تا رنگ نان را متمایز کند.