Monosakkaritler - Fruktoz Nedir?

Fruktoz (en sık izomeri levüloz[dn 1][1]), birçok besin maddesinde bulunan bir altı karbonlu bir monosakkarittir Beyaz katı bir görünüme sahip olan fruktoz, suda çok kolay çözünür Bal, ağaç meyveleri, kavun ve karpuzun da dahil olduğu familyadaki meyveler, dutsu meyveler (berry) ve bazı kök sebzeleri, kayda değer miktarlarda fruktoz içeren sükroz (çay şekeri) içerir Sükroz, glukoz ve fruktozun bir araya gelmesiyle meydana gelen bir disakkarittir Dünya çapında her yıl doğal olarak 240000 ton fruktozun ototrof canlılar aracılığıyla üretildiği tahmin edilmektedir
Kristalin fruktoz ve yüksek fruktozlu mısır şurubunun çoğu zaman aynı ürün oldukları yanılgısına düşülür Kristalin fruktoz, genellikle fruktozca zengin bir tür mısır şurubundan üretilen ve sadece fruktoz içeren bir ürün, yani monosakkarit iken; yüksek fruktozlu mısır şurubu, eşit miktarlarda glukoz ve fruktoz karıştırılarak elde edilir
Fruktoz sık sık sağlık sorunlarına yol açabildiği iddia edilen bir şekerdir Öyle ki fruktozun alkol ürünlerinin gösterdiği hasarın bir benzerini insan vücudunda gösterdiği belirtilmektedir Bunun yanında insan karaciğeri de devamlı olarak fruktozu yağa çevirdiğinden dolayı metabolik sendrom riskini arttırmaktadır

Kimyasal özellikler



Fruktozun halkalı ve halkalı olmayan izomerleri arasındaki bağlantı

Fruktoz bir altı karbonlu polihidroksiketondur Glukozun izomeri olan molekülün kimyasal formülü C6H12O6 şeklindedir Kristalize fruktoz, yarı asetal ve iç hidrojen bağlarından dolayı, halkalı altı üyeli bir yapıya sahiptir Bu form D-fruktopiranoz olarak adlandırılır Çözelti halinde fruktoz denge halinde olup, karışımın %70'i fruktopiranoz ve %22'si fruktofuranoz halindedir Aynı şekilde çözeltilerde halkalı olmayan yapı ile beraber diğer üç form da düşük miktarlarda bulunur
Tepkimeler

Fruktoz, çeşitli mayalar ve bakteriler aracılığıyla aneorebik fermantasyona uğrayabilir Maya enzimleri, şekerleri (glukoz veya fruktoz) etil alkole ve karbon dioksite çevirerek enerji üretir Bu salınan karbon dioksit, fermantasyon çemberi havaya açık bırakılmadıkça suyla çözünerek karbonik asitle dengede kalır Çözünmüş karbon dioksit ve karbonik asit, şişelerde mayalanmış içkilerde karbonatlama etkisi gösterir
Fruktoz, amino asitlerle bir araya geldiğinde Maillard tepkimesi ile karşılaşır Bu tepkime aslında enzimatik bir kimyasal tepkime olmayıp bir esmerleşmeden ibarettir Bu tepkimenin gerçekleşmesinin nedeni, fruktozun glukoza göre açık zincir durumunda daha uzun bir hal almasıdır Maillard tepkimesinin fruktozla gerçekleşen ilk aşamaları, glukoz ile olan ilk aşamalardan daha hızlı gerçekleşir Bu bağlamda fruktozun besin lezzetine ve aynı şekilde kek yaparken aşırı esmerleşme, hacim ve yumuşaklığı azaltma gibi diğer nutrisyonel etkilere, ve mutajenik bileşiklerin formasyonuna potansiyel olarak katkıda bulunabileceği söylenebilir

Fruktoz kolaylıkla molekül yapısından su çıkararak (dehidrasyon) hidroksimetilfurfural ("HMF") oluşturmaya meyillidir HMF, karbon nötral sistemiyle petrol ve dizel gibi yakıtların yerini alacak düşük maliyetli potansiyel yeşil sıvı yakıtların habercisidir Glukoz da önce fruktoza dönüştürülerek bu dehidrasyonu yapmakta kullanılabilir
Fiziksel ve işlevsel özellikler

Fruktozun ticari amaçlı olarak yiyecek ve içeceklerde kullanılmasının en önemli sebebi, ucuz olmasının yanında rölatif tatlılık oranının yüksek olmasıdır Öyle ki, tüm doğal karbonhidratlar içinde en tatlısı fruktozdur Karşılaştırma yapılacak olursa, fruktoz, sükrozdan (çay şekeri) 1,73 katı kadar tatlıdır Ancak bu durum fruktozun beş halkalı formu için geçerlidir Altı halkalı formun sükrozdan fazla farkı yoktur Bu altı halkalı formun elde edilebilmesi için beş halkalı formun ısıtılması yeterlidir Fruktozun bir özelliği de, tadının dil tarafından sükroz veya dekstroza göre daha erken fark edilebilmesidir Ancak fruktozun, sükrozdan daha yüksek olan tat zirvesi sükrozdan daha erken söner Fruktoz ayrıca sistemdeki diğer tatların etkisini arttırabilir



Şekerlerin ve tatlandırıcıların tatlılık oranları karşılaştırması

Fruktoz, farklı tatlandırıcılarla beraber kullanıldığında, sinerjistik tatlılık etkileri sergiler Fruktoz ile sükroz, aspartam (düşük kalorili tatlandırıcı) veya sakkarin gibi tatlandırıcıların farklı kombinasyonlarda eşit kütledeki karışımı, bu şekerlerin aynı kütlede teker teker gösterdiği etkiden çok daha fazladır
Fruktoz, diğer bütün doğal şekerlerden ve şeker alkollerinden daha yüksek bir çözünürlüğe sahiptir Bu nedenle fruktozun sudaki bir çözeltisinden kristallize formunu elde etmek çok zordur Yine fruktoz içerikli şeker karışımları, -şekerlemeler gibi- fruktozun yüksek çözünürlük özelliğinden dolayı diğer karışımlara göre çok daha yumuşaktır
Fruktoz, nemi emmede diğer şekerlerden daha hızlıyken; bu nemi doğaya bırakmada diğer şekerlere göre daha yavaştır Bu şeker türü, ortamdaki nem oranı ne kadar düşük olursa olsun, her halükarda yüksek bir nem tutuculuk özelliği sergilemektedir Bu nedenle fruktoz, içinde kullanıldığı besin maddelerine kalite, yumuşaklık ve doğal yoldan biraz daha uzun raf ömrü sağlamaktadır
Diğer birçok disakkarit ve oligosakkaritlere göre donma noktasına daha çok etki eden fruktoz, içinde bulunduğu meyvelerin hücre duvarlarının bütünlüğünü koruyarak onları donmaya karşı daha dayanıklı hale getirmektedir Ancak bu durum yumuşak veya donmuş olarak servis edilen tatlılarda istenmeyen bir etki uyandırabilir
Bunların dışında fruktoz, nişastanın viskozitesini yükselterek sükrozdan daha yüksek viskozite değerine ulaştırır Bunun nedeni, fruktozun nişastayı jelatin kıvamına getirmesi için gereken sıcaklığı daha fazla düşürmesidir
Besin kaynakları

Fruktozun eser miktarda bulunduğu başlıca besinler meyveler, sebzeler ve baldır Bu besinlerde başlı başına monosakkarit halde de bulunabilen fruktoz, glukoz ile birleşerek oluşturuğu sükroz adlı disakkaritin içinde de bulunabilir Fruktoz, glukoz ve sükroz besinlerde karşılaşılması çok olası olan moleküller olup, her besinde farklı oranlarda bulunurlar
Genel olarak, fruktozu saf olarak içeren besinlerde fruktozun, glukoza oranı yaklaşık 1'dir Bu bağlamda fruktoz ile glukoz eşit miktarlarda bir besinde yer alır Ancak yine de bu oranın daha yüksek olduğu elma, armut gibi meyvelerin yanında kayısı gibi bu oranın daha düşük olduğu meyveler de bulunmaktadır
Elma ve armut gibi meyvelerin suları, içerdiği yüksek fruktoz oranı nedeniyle çocuklarda ishal riskini arttırdığından çocuk doktorlarının ilgi alanındadır Bunun nedeni, çocukların ince bağırsağında yer alan hücrelerin (enterositler) fruktozun emilimine diğer şekerlerin emilimine oranla göre daha az yatkın olmasıdırEmilmeyen fruktoz, ince bağırsakta yüksek ozmolariteye neden olarak bağırsak hücrelerindeki suyun bağırsağa dolmasına ve sonuç olarak ishale neden olur
Besinlere bakıldığında şeker kamışı ve şeker pancarı, içerdiği yüksek sükroz oranı sayesinde ticari saf sükroz üretiminde sıklıkla kullanılır Kamış veya pancarın suyu çıkarıldıktan sonra pisliklerinden arındırılır Ardından fazla su atılarak derişim arttırılır Son ürün olarak ise %99,9 oranında saf sükroz açığa çıkar Bu son üründen de küp şeker, toz şeker veya esmer şeker üretilir