معرفی فروکتوز

مشخصات فروکتوز :

فروکتوز در سال 1847 توسط شیمیدان فرانسوی Augustin-Pierre Dubrunfaut کشف شده است. فروکتوز ایزومری از گلوکز می­باشد و فرمول مولکولی آن مانند گلوکز است (C6H12O6). این مولکول ساختاری متفاوت با گلوکز دارد که در شکل زیر به نمایش درآمده است. از لحاظ ساختار مولکولی، گلوکز یک آلدهید (یا آلدوز) محسوب می­شود و فروکتوز یک کتون (یا کتوز). مولکول فروکتوز عمدتا به شکل حلقوی است. البته به شکل خطی نیز وجود دارد.

فروکتوز به نام قند میوه مشهور است و در عسل، میوه­های درختی و زمینی، سیب، گلابی، توت­ها، خرما، گل­ها و سبزی­جات یافت می­شود. این ماده در گیاهان ممکن است هم به­صورت مونوساکارید موجود باشد و هم به­صورت ترکیب با گلوکز. پیوند بین گلوکز با فروکتوز منجر به تولید یک دی­ساکارید به نام ساکاروز می­گردد که در گیاهان موجود است. فروکتوز احیاکننده­ی خوبی است و قابلیت جوانهیر دارد. این ماده بی­بو است و همان­طور که در شکل زیر نشان داده شده هم به­صورت پودر و هم به­صورت شربت تولید می­شود. در حالت پودری قابلیت حلالیت آن نسبت به سایر مونوساکاریدها بیشتر است. به همین دلیل کریستالیزه کردن فروکتوز از یک محلول بسیار دشوار است. شربت فروکتوز با نام شربت ذرت فروکتوز بالا نیز شناخته می­شود. این شربت از ذرت تولید می­شود و با غلظت­های مختلفی از فروکتوز (42، 55 و 90 درصد) عرضه می­شود. شربت فروکتوز مخلوطی از گلوکز، فروکتوز و آب می­باشد. توضیح بیشتر راجع به شربت فروکتوز به بخش بعدی موکول می­شود. مشخصات پودر و شربت فروکتوز در جدول پایین ذکر شده است.

 مشخصات پودر و شربت فروکتوز

از دیگر خواص فروکتوز این است که نقش موثری در کاهش دادن نقطه ­ی انجماد یک محلول دارد و از یخ­زدگی آن جلوگیری می­کند. فروکتوز شیرین­ترین کربوهیدرات طبیعی است و این به ساختار مولکولی آن مربوط می­شود. فروکتوز 1.73 برابر شکر (ساکاروز) شیرینی دارد. در نمودار زیر میزان شیرینی فروکتوز در مقایسه با برخی از کربوهیدرات­های مهم (مثل لاکتوز، مالتوز) و عسل مشاهده می­شود. مطالعات نشان داده است که استفاده از فروکتوز در کنار سایر شیرین­کننده­ها مثل گلوکز،  ساکاروز و ... باعث شیرین­تر شدن اجزای سازنده­ی این ترکیب می­گردد. از طرف دیگر، میزان کالری آن برابر با شکر است. لذا مصرف مقدارکم آن برای بیماران دیابتی مناسب است. لازم به ذکر است که مصرف زیاد فروکتوز می­تواند منجر به دیابت نوع 2، چاقی، بیماری­های قلبی-عروقی و حتی سرطان شود. بنابراین، مصرف زیاد فروکتوز به مراتب مضرتر از ساکاروز خواهدبود. جدا از مسائل بهداشتی، یک­سری نکات ایمنی را نیز باید حین تولید و ذخیره­سازی این محصول در نظر گرفت. در جدول پایین نکات ایمنی و مشخصات MSDS فروکتوز ارائه شده است.

 نمودار مقایسه‌ی شیرینی فروکتوز با سایر کربوهیدرات­ها

 مشخصات MSDS پودر و شربت فروکتوز

شربت فروکتوز (HFCS)

HFCS به ­صورت مایع است و از طریق ایزومریزاسیون گلوکز تولید می­شود. این محصول بنا به غلظت فروکتوز به انواع مختلفی تقسیم می­شود:

1. HFS 100: حاوی 100 درصد فروکتوز

2. HFCS 90: حاوی 90 درصد فروکتوز و 10 درصد گلوکز که از ساکاروز بسیار شیرین­تر است. این محصول را با نام محلول فوق شيرين نيز مي‌شناسند.

3. HFCS 55: حاوی 55 درصد فروکتوز و 45 درصد گلوکز که میزان شیرینی آن معادل ساکاروز است.

4. HFCS 50: حاوی 50 درصد فروکتوز و 50 درصد گلوکز که به شکر معکوس معروف است.

5. HFCS 42: حاوی 42 درصد فروکتوز و 58 درصد گلوکز که میزان شیرینی آن کمتر از ساکاروز است.

کاربرد ها :

محصولات فروکتوز به­ویژه HFCS بنا به مشخصاتی که دارند، کاربردهای گسترده­ای در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی پیدا کرده­اند. HFCS در سال 1967 به عنوان یک محصول ارزشمند به جامعه­ی آمریکا معرفی گردید و کم­کم وارد رژیم غذایی آنها شد. از مزایای HFCS این است که به دلیل مایع بودن به آسانی به مواد غذایی افزوده می­شود. از بین 5 نوع مختلف HFCS، HFCS 90، HFCS 55 و HFCS 42 رایج­تر و پرکاربردتر هستند. در این میان، کاربرد HFCS 55 از همه بیشتر است. کاربردهای محصولات فروکتوز (پودر و شربت) به شرح زیر می­باشد.

صنایع غذایی

1. تولید شکلات و آب­نبات

به خاطر حلالیت بالای فروکتوز، از این قند در تولید شکلات­ها و آب­نبات­ها استفاده می­شود. حلالیت بالای فروکتوز باعث نرم­ترشدن شکلات می­شود.

2. کمپوت­سازی و نگهداری از میوه ­ها

فروکتوز به محلول حاوی میوه اضافه می­گردد تا نقطه­ی انجماد آن را کاهش دهد و از یخ زدن آن جلوگیری نماید. بلورهای یخ به میوه آسیب می­رساند. هرچند این روش در دماهای خیلی پایین موثر نیست. علاوه­براین، با وجود فروکتوز درون کمپوت از تشکیل کریستال جلوگیری به عمل می­آید.

3. تولید نوشابه ­های گازدار

با توجه به خاصیت شیرین­کنندگی HFCS 55، از این محصول به عنوان جایگزین شکر در تولید نوشابه­های رقیق و گازدار استفاده می­گردد. به­طورکلی، فروکتوز باعث شفافیت نوشابه می­شود.

4. نوشابه­های بدون­گاز و آب­میوه ­ها

HFCS 42 که شیرینی کمتری نسبت به HFCS 55 دارد در تهیه­ی نوشابه­های بدون گاز مثل آب­میوه­ها به­کار می­رود. همچنین حین تولید، به دلیل فشار اسمزی پایینی که ایجاد می­کند باعث تسریع خروج آب­میوه از ساختار میوه می­شود.

5. سس و سالاد میوه

در تهیه­ی سس و سالاد میوه به کار می­رود و باعث ثبات طعم شیرین آنها می­شود. این به دلیل حلالیت خوب و عدم رسوب­دهی فروکتوز می­باشد.

6. بستنی

HFCS 42 برای طعم دادن به بستنی مورد استفاده قرار می­گیرد. هم باعث شیرینی محصول می­شود و هم نقطه­ی انجماد آن را کنترل می­کند.

7. مربا وژله

از شربت فروکتوز با غلظت 90 درصد فروکتوز (HFCS 90) در تولید مربا و ژله استفاده می­شود.

8. پختن کیک و شیرینی

فروکتوز یک قند احیاکننده است و می­تواند در اثر گرما با آمینواسیدهای موجود در کیک­ها و شیرینی واکنش دهد (واکنش میلارد) و از این طریق در برشته شدن مواد غذایی و افزایش حجم و نرم­تر شدن محصولات نقش داشته باشد. علاوه­براین، باعث تغییر طعم محصول می­شود و رنگ طلایی به آن می­دهد.

9. محصولات نانوایی

بیش از 90 درصد قند موجود در شربت فروکتوز به خوبی جوانهیر می­شود. این خاصیت در صنعت تولید نان بسیار اهمیت دارد. علاوه­براین، از فروکتوز به عنوان جاذب آب نیز استفاده می­شود. در این صنعت بیشتر از HFCS 42 استفاده می­شود.

تولید فورفورال

هیدروکسی­متیل­فورفورال از طریق دی­هیدروژناسیون فروکتوز تولید می­شود. این واکنش در آینده می­تواند گزینه­ای مناسب برای تولید سوخت باشد.