Свойства фруктозы при нагревании
Фруктоза, С6Н12О6 является одним из наиболее часто встречающихся видов натурального сахара. Она присутствует в свободном виде почти во всех сладких ягодах и плодах. Половину сухой части меда составляет фруктоза.
Содержание фруктозы (в г/100 г продукта) в некоторых продуктах питания:
Мед 40,50
Бананы 5,85
Яблоки 5,93
Виноград 6,53
Груши 5,60
Вишня 5,35
Земляника 2,13
Черника 3,28
Апельсины 2,56
Арбузы 3,00
Картофель 0,5
Фруктоза относится к группе моносахаридов и является одним из самых важных природных сахаров. Некоторые соединения фруктозы встречаются в виде природных продуктов. Наиболее важным среди них является сахароза, то есть обыкновенный сахар, молекулы которого состоят из одной молекулы фруктозы и одной молекулы глюкозы. Полисахариды, образуемые фруктозой, как, например, инулин и флеин, являются запасами питательных веществ для растений. Раньше фруктоза изготовлялась из инсулина, и поэтому, производство ее в чистом виде было трудоемким и дорогим. Только в последние годы научились получать фруктозу также и путем дополнительной очистки сахарозы.
Ученым фруктоза известна уже более 100 лет. Свойства, которые отличают его от обыкновенного сахара, как например, возможность применения в пищевом рационе больных сахарным диабетом, известны уже десятки лет. Из покон веков фруктоза в различном виде входила в питание человека. Она хорошо усваивается организмом, не оказывая вредного влияния на здоровье и не вызывая побочных явлений.
Физические свойства:
Фруктоза образует безводные кристаллы в виде игл, температура плавления 102-105 С. Молекуряный вес 180,16; удельный вес 1,60 г/см3; калорийная ценность примерно та же, что и других сахаров, 4 ккал на 1 г. Фруктозе свойственна некоторая гигроскопичность. Концентрированные составы фруктозы сохраняют влагу. Фруктоза легко растворима в воде и спирте. При 20 С насыщенный раствор фруктозы имеет концентрацию в 78,9%, насыщенный раствор сахарозы — 67,1%, а насыщенный раствор глюкозы — только 47,2 %. Вязкость растворов фруктозы ниже вязкости растворов сахарозы и глюкозы.
Химические свойства:
С химической точки зрения фруктоза ведет себя как нормальный редуцирующий сахара. Типичная реакция с аминогруппами, известная под название реакции Майяра, протекает сравнительно активно. Фруктоза, подобно глюкозе, преобразуется при нагревании с кислотами в оксиметилфурфурол и далее в левулиновую кислоту. Как в кристаллической форме, так и в определенных производных, фруктоза встречается в форме фруктопераноза. Известны также некоторые соединения, в которых фруктоза находится в кетоформе с прямой цепью. Химия фруктозы исследована, по сравнению с глюкозой и другими альдогексозами, весьма мало. Фруктоза имеет ряд интересных свойственных ей реакций. Она обладает способностью создавать некоторые органические соединения, из которых фруктозат кальция имеет значение в пищевом режиме. Значение фруктозы, как образователя комплексов, может оказаться большим, на пример в технике обработки поверхностей металлов. Фосфаты фруктозы занимают видное место в биохимии. Вполне эстерированные соединения с прямой цепью явно найдут применение в полимерной и высокомолекулярной технике. Фруктоза сможет найти применение и как сырье левулиновой кислоты, приобретающей все возрастающее значение, и как сырье гидроксиметифурфурала. Некоторые азотные соединения фруктозы имеют интересные свойства как душистые вещества.
Биологические свойства:
В отличие от глюкозы, фруктоза абсорбируется из пищеварительного тракта человека только путем пассивной диффузии. Этот процесс занимает сравнительное долгое время. Метаболизм фруктозы происходит быстро и протекает в основном в печени, но также и в стенках кишечника, и в почках ввиду особой цепи фруктозо-1-фосфата, которая не регулируется инсулином. Из этого следует, что фруктоза является пригодной в качестве подслащивающего вещества и источника углеводов для больных сахарным диабетом.
Исследования показали, что фруктоза ускоряет метаболизм алкоголя в организме человека. Она применяется, на пример, при лечении отравления алкоголем человека, причем фруктоза в этом случае вводится внутривенно. По некоторым сведениям, наибольшая разница в скорости метаболизма алкоголя с применением фруктозы и без ее — наблюдается во время сна. В настоящее время ведутся исследования о положительном действии фруктозы на похмельный синдром.
В России получены положительные результаты применения, например, смеси фруктозы с витамином С. Образующейся на зубах желтый налет менее интенсивен и легче удаляется при использовании в пище фруктозы, чем сахарозы. Фруктозный налет содержит леван, а сахарозный — декстран. При замене в рационе сахарозы фруктозой поражаемость зубов понижается на 30 — 40%. Благодаря особому обмену фруктоза помогает адаптации организма при длительном состоянии напряжения: вождении автомобиля, в спорте и т. д. После принятия фруктозы не наблюдается быстрого повышения и затем последующего понижения уровня сахара в крови, что свойственно глюкозе и сахарозе. В состоянии напряженности источником энергии для организма служит образовавшийся из фруктозы гликоген, который обеспечивает организм энергией более равномерно, по мере необходимости. По этой причине в последнее время фруктозу стали добавлять в препараты, предназначенные спортсменам для компенсации потерь жидкости и соли состоянии предельной нагрузки организма.
Органолептические свойства:
В зависимости от условий, фруктоза может быть на 90% слаще сахарозы и в два раза слаще сорбита. В слабокислом растворе, при температуре ниже 10 С, фруктоза почти в два раза слаще сахарозы. В более теплом растворе разница меньше, примерно 1,2.
Относительная сладость разных сладких веществ:
Фруктоза 120-175
Сахароза 100
Глюкоза 70
Сорбит 50-60
Маннит 40-50
Мальтоза 30
Лактоза 15
Так как фруктоза имеет еще приятный сладкий вкус, при ее применении количество сахара можно понизить на 30-50%. Это имеет решающее значение, когда речь идет о разных диетических и малокалорийных изделиях, при приготовлении которых фруктозой можно заменить искусственные сладкие вещества, часто оказывающие отрицательное значение на здоровье. Если сахарин применять вместе с фруктозой, то у сахарина пропадает свойственный ему горький привкус. По вкусу эта смесь не отличается от обычного сахара. Одновременно можно понизить калорийность пищи до 80%. Фруктоза обладает свойствами усиления ароматов ягод и фруктов. По вкусу фруктоза не отличается от обыкновенного сахара и не имеет какого-либо привкуса.
Применение фруктозы:
Фруктоза, которая долгое время была редким сладким вещество. Применялась только в фармакопейных препаратах или больными сахарным диабетом, за последние годы стала обыкновенным сырьем в пищевой промышленности. Фруктоза, являясь природным веществом, обладает многими положительными свойствами, которые можно использовать в производстве различных продуктов. Наиболее важными является высокая степень сладости, безопасность сточки зрения кариеса, отсутствие побочных явлений, отличительные особенности метаболизма, тонизирующий эффект, свойства подчеркивания ароматов и образования новых ароматических субстанций, хорошая растворимость и малая вязкость, влияние на метаболизм алкоголя и т. д. В настоящее время фруктоза при изготовлении лечебных препаратов и диетических продуктов.
Лечебное применение:
Раствор для внутреннего введения
Лекарственные препараты для детей
Лекарственные препараты для больных диабетом
Диетические продукты:
Малокалорийная пища
Продукты для больных диабетом
Здоровая пища
В число других продуктов, содержащих фруктозу, и выпускаемых в настоящее время пищевой промышленностью, входят:
Варенье и мармелады
Сиропы
Соки и порошковые соки
Сладости
Шоколад
Продукты глубокого замораживания
Напитки
Мясные и рыбные консервы
Сыр
Питание для грудных детей
Десертные порошки
Выпечные изделия
Мороженое
Источник
Фруктоза. Мальтоза.
Фруктоза не является сырьем в кондитерском производстве, однако почти все кондитерские изделия содержат некоторое количество фруктозы. Образуется она в процессе производства в результате гидролиза сахарозы.
Молекулярная масса ее 180,16, т. е. имеет то же значение, что и у глюкозы. Кристаллизуется фруктоза в виде одного изомера — p-d-фруктофуранозы, который может быть представлен в следующем виде:
Фруктоза вращает плоскость поляризации влево. Удельное вращение ее растворов в равновесной системе (после мутаротации) составляет -92,5°. Температура плавления кристаллов 104°С
Сладость фруктозы составляет 150% по отношению к сахарозе.
Фруктоза хорошо растворяется в воде и ее растворимость выше, чем у сахарозы и глюкозы. Растворимость фруктозы значительно возрастает с повышением температуры (см. рис. 7).
Фруктоза обладает очень высокой гигроскопичностью: уже при относительной влажности воздуха 45-50% поглощает воду.
Фруктоза восстанавливает медно-щелочные растворы. На этом свойстве основаны методы ее определения. В отличие от глюкозы Фруктоза не окисляется раствором йода в щелочной среде. Фруктоза дает ряд цветных реакций, на которых также основаны методы ее определения.
При нагревании фруктозы ее растворы претерпевают аналогичные с глюкозой изменения, однако интенсивность этих изменений у фруктозы значительно выше. Особенно чувствительны к нагреванию растворы фруктозы в щелочной среде. Даже при очень малой щелочности уже при незначительном нагревании образуются темно-окрашенные вещества.
Мальтоза.
Мальтоза, так же как и фруктоза, не является сырьем для кондитерского производства. Мальтоза вводится в кондитерские изделия как составная часть патоки, и некоторое количество ее может образоваться в процессе производства из крахмала и декстринов в результате гидролиза.
Мальтоза является дисахаридом, и молекула ее состоит из двух остатков глюкозы. При этом глюкозные части соединены таким образом, что одна из двух альдегидных групп остается свободной. Поэтому мальтоза обладает восстановительной способностью и подобно глюкозе и фруктозе восстанавливает медно-щелочные растворы. Поэтому же редуцирующая способность мальтозы значительно меньше, чем глюкозы.
Кристаллизуется мальтоза с одной молекулой воды (С12Н22О11 Х Н20). Температура плавления 102-103°С.
Сладость мальтозы по отношению к сахарозе составляет 35%.
Мальтоза хорошо растворяется в воде, и растворимость ее увеличивается с повышением температуры (см. рис. 7). Вязкость насыщенных растворов мальтозы ниже вязкости соответствующих растворов сахарозы. Мальтоза довольно стойко выдерживает нагревание, однако с появлением глюкозы (как продукта разложения) процесс ускоряется.
Мальтоза вращает плоскость поляризации вправо. Удельное вращение ее растворов в равновесной системе (после мутаротации) составляет + 132°.
Источник