Fructose

Danh pháp

Tên chung quốc tế

Fructose

Tên danh pháp theo IUPAC

1,3,4,5,6-Pentahydroxy-2-hexanone

Nhóm

Các Carbohydrate

Mã ATC

V – Các thuốc khác

V06 – Chất nuôi dưỡng

V06D – Chất nuôi dưỡng khác

V06DC – Các Carbohydrate

V06DC02 – Fructose

Mã UNII

6YSS42VSEV

Mã CAS

57-48-7

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử

C6H12O6

Phân tử lượng

180.16 g/mol

Cấu trúc phân tử

Fructose là một polyhydroxyketon 6 carbon. Fructose tinh thể có cấu trúc sáu cạnh tuần hoàn, được gọi là β-d-fructopyranose, do tính ổn định của liên kết hemiketal và liên kết hydro bên trong của nó. Trong dung dịch, fructose tồn tại dưới dạng hỗn hợp cân bằng của các tautome β-d-fructopyranose, β-d-fructofuranose, α-d-fructofuranose, α-d-fructopyranose và keto-d-fructose (dạng không tuần hoàn).

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 5

Số liên kết hydro nhận: 6

Số liên kết có thể xoay: 5

Diện tích bề mặt tôpô: 118Å²

Số lượng nguyên tử nặng: 12

Các tính chất đặc trưng

Điểm nóng chảy: 103 °C

Điểm sôi: 440.1±45.0 °C ở 760 mmHg

Tỷ trọng riêng: 1,694 g/cm3

Độ tan trong nước: ~4000 g/L (25 °C)

Cảm quan

Fructose khô, nguyên chất là chất rắn kết tinh màu trắng, ngọt, không mùi và là loại đường hòa tan trong nước nhất.

Dạng bào chế

Dung dịch: 1.87 g/5mL, 4.17 g/15mL

Viên nén: 175 mg

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Độ ổn định

Fructose có thể được lên men yếm khí bởi nấm men và vi khuẩn. Enzyme nấm men chuyển đổi đường (sucrose, glucose và fructose, nhưng không phải lactose) thành ethanol và carbon dioxide.

Fructose trải qua phản ứng Maillard, tạo thành màu nâu không cần enzyme với các axit amin. Bởi vì fructose tồn tại ở dạng chuỗi mở nhiều hơn so với glucose nên giai đoạn đầu của phản ứng Maillard xảy ra nhanh hơn so với glucose. Do đó, fructose có khả năng góp phần làm thay đổi độ ngon miệng của thực phẩm, cũng như các tác động dinh dưỡng khác, chẳng hạn như hiện tượng chuyển sang màu nâu quá mức, giảm khối lượng và độ mềm trong quá trình chế biến bánh và hình thành các hợp chất gây đột biến.

Fructose dễ dàng khử nước để tạo thành hydroxymethylfurfural (“HMF”, C6H6O3), chất này có thể được xử lý thành dimethylfuran lỏng (C6H8O).

Điều kiện bảo quản

Fructose nên được bảo quản ở nhiệt độ phòng, tránh những nơi có nhiệt độ cao hoặc thất thường. Độ ẩm cao có thể làm cho fructose bị vón cục hoặc bị kết tinh. Do đó, nó nên được bảo quản ở nơi khô ráo và tránh tiếp xúc trực tiếp với không khí ẩm. Sử dụng bao bì kín và không thấm nước. Bất kỳ bao bì nào mở ra nên được đóng chặt lại sau khi sử dụng.

Tuy fructose không cần thiết phải được bảo quản trong bóng tối, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời để tránh tình trạng nhiệt độ không ổn định hoặc tác động tiêu cực từ ánh sáng. Để fructose cách xa các nguồn hóa chất hoặc mùi mạnh, vì chúng có thể tác động lên chất lượng của fructose.

Nguồn gốc

Fructose có ở đâu? Fructose, thường được biết đến với tên gọi “đường trái cây”, là một monosacarit ketonic tự nhiên có mặt trong nhiều loại thực vật. Các loại hoa quả chứa hàm lượng fructose cao như mật ong, các loại trái cây, nho, và hầu hết các loại rau củ. Trong tự nhiên, fructose thường xuất hiện cùng với glucose, tạo nên disacarit gọi là sucrose.

Trong chế độ dinh dưỡng của chúng ta, glucose và fructose và galactose, là những đường đơn được hấp thụ trực tiếp từ ruột vào máu. Qua quá trình chuyển hóa, gan biến đổi fructose và galactose thành glucose, chính vì vậy glucose trở thành loại đường đơn duy nhất trong dòng máu của chúng ta.

Người khám phá ra fructose vào năm 1847 là nhà hóa học Pháp Augustin-Pierre Dubrunfaut, tên “fructose” được đặt ra mười năm sau, vào năm 1857, bởi nhà hóa học người Anh William Allen Miller.

Đường fructose có nhiều ở đâu? Về phía ứng dụng thương mại, fructose được chiết xuất chủ yếu từ mía, củ cải đường và ngô. Xi-rô ngô có hàm lượng fructose cao kết hợp giữa glucose và fructose. Sucrose là một hợp chất trong đó một phân tử glucose liên kết với một phân tử fructose.

Nhiều dạng fructose, từ nguồn gốc tự nhiên như trong trái cây hoặc trong nước trái cây, thường được sử dụng làm nguyên liệu phụ gia trong thực phẩm và đồ uống, không chỉ tạo ra hương vị ngon miệng, mà còn giúp tạo màu nâu cho một số sản phẩm như bánh nướng.

Hàm lượng Fructose trong một số loại trái cây

Cơ chế hoạt động

Đường fructose là đường gì? Trong cơ thể con người, đường fructose tham gia vào nhiều quá trình sinh hóa, đặc biệt là quá trình chuyển hóa năng lượng. Khi fructose được tiêu thụ, nó không cần đến insulin để vào tế bào giống như glucose. Thay vào đó, fructose chủ yếu được chuyển hóa tại gan. Ở đây, nó có thể được chuyển thành glucose, sau đó được sử dụng làm năng lượng hoặc được lưu trữ dưới dạng glycogen.

Đường fructose có tốt không? Tuy nhiên, khi việc tiêu thụ fructose ở mức cao và trong thời gian dài, nó có thể chuyển hóa thành triglyceride – một dạng chất béo. Điều này có thể tăng nguy cơ tích tụ mỡ trong gan và gây ra bệnh gan nhiễm mỡ, một bệnh trạng có liên quan đến viêm gan và tăng nguy cơ xơ gan.

Bên cạnh đó, việc tiêu thụ lượng lớn fructose, đặc biệt là từ các nguồn như nước ngọt có đường, có thể gây ra một số vấn đề sức khỏe khác như tăng trưởng insulin, tăng nguy cơ tiểu đường và béo phì.

Tuy nhiên, fructose tự nhiên trong trái cây có một vai trò khác biệt. Khi ăn trái cây, người ta không chỉ tiêu thụ fructose mà còn hấp thụ nhiều loại chất dinh dưỡng và chất xơ khác, giúp cân bằng và hạn chế sự hấp thụ nhanh chóng của fructose, giảm thiểu những tác động tiêu cực có thể xảy ra khi tiêu thụ fructose trong các nguồn khác.

Như vậy, trong khi fructose tự nhiên từ trái cây là một nguồn năng lượng quý giá và bổ ích cho cơ thể, việc tiêu thụ fructose ở mức cao từ các nguồn không tự nhiên có thể gây ra những vấn đề sức khỏe nghiêm trọng.

Ứng dụng trong đời sống

Fructose, dù có thể gây ra một số vấn đề sức khỏe khi được tiêu thụ ở mức cao trong thực phẩm, cũng đã được tìm thấy có những ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực y học.

Chẩn đoán tiểu đường: Bài thử tụy với fructose đã được sử dụng để chẩn đoán bệnh tiểu đường và các rối loạn chuyển hóa khác. Khi một người không thể chuyển hóa fructose một cách hiệu quả, nó có thể chỉ ra sự cần thiết của việc xác định và điều trị các vấn đề liên quan đến enzyme chuyển hóa.

Dinh dưỡng y học: Fructose thường được sử dụng trong các sản phẩm dinh dưỡng dành riêng cho bệnh nhân tiểu đường hoặc những người có khả năng dung nạp glucose kém, vì nó không tạo ra sự tăng nhanh chóng trong mức đường huyết như glucose.

Fructose cho người tiểu đường: Ở một số tình huống, như trong việc điều trị bệnh tiểu đường type 1, fructose có thể được sử dụng như một chất điều chỉnh đường huyết, giúp ngăn chặn sự giảm đường huyết nhanh chóng.

Chất pha loãng trong thuốc tiêm: Fructose cũng được xem xét như một chất pha loãng tiềm năng cho một số loại thuốc tiêm, như một phương tiện để cải thiện độ ổn định hoặc tính năng của thuốc.

Dược động học

Fructose có trong thực phẩm dưới hai hình thức: fructose tự do và là một phần của sucrose. Trong ruột, fructose tự do được hấp thụ trực tiếp. Khi ăn fructose từ sucrose, enzyme sucrase sẽ chuyển sucrose thành glucose và fructose để cơ thể dễ dàng hấp thụ.

Việc ruột non hấp thụ fructose chưa rõ ràng. Có dấu hiệu cho thấy nó được vận chuyển ngược chiều với gradient nồng độ, nhưng phần lớn các nghiên cứu cho rằng fructose di chuyển qua màng niêm mạc nhờ các protein GLUT5. Nếu nồng độ fructose cao, nó có thể theo gradient nồng độ để vào tế bào ruột. Fructose rồi sẽ được vận chuyển ra khỏi tế bào chủ yếu qua GLUT2.

Tùy thuộc vào khẩu phần ăn, khả năng hấp thụ fructose dao động từ 5g đến 50g. Đặc biệt, khi glucose và fructose có tỷ lệ 1:1, khả năng hấp thụ tăng cao. Cơ chế đề xuất là sự vận chuyển đồng thời fructose phụ thuộc vào glucose. Hơn nữa, việc tiêu thụ nhiều fructose có thể tăng cường hoạt động vận chuyển fructose.

Một số nghiên cứu đã sử dụng bài kiểm tra hơi thở hydro để đo lường sự hấp thụ fructose. Các kết quả cho thấy không phải lúc nào fructose cũng được hấp thụ hoàn toàn. Khi fructose không được hấp thụ, nó chuyển đến ruột già và được lên men. Quá trình này sản sinh ra hydro và một số khí khác, có thể gây ra các triệu chứng tiêu hóa như đầy hơi và đau bụng.

Tất cả ba loại monosacarit trong chế độ ăn uống đều được gan hấp thụ qua GLUT2. Trong gan, fructose và galactose được phosphoryl hóa, trong khi glucose có thể chuyển hóa ở bất cứ nơi nào trong cơ thể. Một phần quan trọng của quá trình chuyển hóa fructose là việc sản xuất các chất trung gian trong quá trình tạo glucose, dẫn đến tổng hợp glycogen và chất béo trung tính.

Carbon từ fructose trong chế độ ăn uống có thể xuất hiện trong cả axit béo và glycerol của chất béo trung tính trong huyết tương. Việc tiêu thụ quá nhiều fructose có thể tạo ra nhiều pyruvate, làm tăng số lượng các chất trung gian trong chu trình Krebs.

Độc tính ở người

Fructose, khi được tiêu thụ ở mức cao, mang đến nhiều nguy cơ sức khỏe không thể phớt lờ:

Axit uric tăng cao, có thể dẫn đến các vấn đề như bệnh gút và tăng huyết áp.
Fructose thúc đẩy sự tích tụ chất béo trong gan, tạo điều kiện cho bệnh gan nhiễm mỡ.
Khác biệt so với glucose, fructose không giảm cảm giác thèm ăn, dễ dẫn đến việc ta tiêu thụ thức ăn nhiều hơn.
Mức fructose cao có thể làm suy giảm hoạt động của hormon leptin và gây rối loạn chất béo, góp phần tạo nên nguy cơ béo phì.
Fructose có thể làm tăng cholesterol, đồng thời thúc đẩy sự tích tụ mỡ trong các cơ quan nội tạng – gọi là mỡ nội tạng – làm tăng nguy cơ mắc các bệnh tim.

Như vậy, việc tiêu thụ fructose ở mức cao không chỉ ảnh hưởng tới sức khỏe hiện tại mà còn có thể dẫn đến những bệnh mãn tính.

Tính an toàn

EFSA (Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu) vào năm 2011 đã khẳng định rằng fructose có lợi thế so với sucrose và glucose trong các sản phẩm và đồ uống chứa đường, vì nó gây ít ảnh hưởng đến sự biến đổi đường huyết sau bữa ăn. Tuy nhiên, họ cũng cảnh báo rằng việc tiêu thụ fructose một cách quá mức có thể gây ra các vấn đề về chuyển hóa như kháng insulin, rối loạn lipid máu và tăng lượng mỡ trong cơ thể.

Mặt khác, vào năm 2015, Ủy ban Cố vấn Khoa học về Dinh dưỡng của Vương quốc Anh đã bác bỏ quan điểm về mối liên giữa fructose và rối loạn chuyển hóa. Theo họ, không có đủ dẫn chứng cho thấy việc tiêu thụ fructose ở mức thông thường tại Anh gây hại cho sức khỏe, mà không liên quan đến vai trò của nó như một phần của đường tổng hợp hoặc đường tự nhiên.

Sử dụng đường fructose như thế nào để tránh gây hại cho cơ thể?

Để giảm thiểu những hậu quả tiêu cực từ fructose, các chuyên gia dinh dưỡng khuyến nghị rằng chúng ta nên hạn chế việc tiêu thụ nước ngọt và các sản phẩm có đường chế biến sẵn, đồng thời kiểm soát lượng calo và giảm lượng đường trong khẩu phần ăn.

Thực sự, đối với người tiêu dùng, việc phân biệt đường tự nhiên và đường được bổ sung chỉ dựa trên nhãn dinh dưỡng có thể là một thách thức. Vì vậy, một giải pháp tối ưu là chọn sản phẩm không chứa đường bổ sung. Nếu cần thêm độ ngọt, hãy sử dụng mật ong hoặc xi-rô; ít nhất bạn sẽ biết rõ nguồn gốc và lượng đường bạn tiêu thụ.

Đặc biệt, hãy ưu tiên tiêu thụ thực phẩm tươi và gia tăng lượng trái cây, rau, đậu và ngũ cốc nguyên hạt. Trái cây không chỉ chứa fructose trong mức độ an toàn, mà còn cung cấp chất xơ và nhiều dinh dưỡng quý giá. Bạn sẽ khó mà tiêu thụ trái cây ở mức quá mức có hại. So với đường bổ sung, trái cây chắc chắn là một nguồn cung cấp fructose tốt cho chế độ ăn của bạn.

Tiêu thụ fructose như thế nào là hợp lý?

Fructose tự nhiên có trong nhiều loại trái cây và món ăn. Tuy nhiên, tiêu thụ quá mức có thể ảnh hưởng đến sức khỏe. Để hạn chế lượng fructose:

Hãy lựa chọn nước lọc, nước suối, hoặc trà thay cho các loại nước ngọt hay soda. Đôi khi, một cốc nước ép trái cây tươi cũng là một lựa chọn tốt, không chỉ giữ dáng mà còn tránh ảnh hưởng của fructose.
Khi chế biến món ăn, hãy sử dụng dầu ô liu hoặc giấm táo thay vì dầu ăn thông thường. Hạn chế ăn kẹo và bánh ngọt.
Đặc biệt, hãy ưu tiên một chế độ ăn lành mạnh, chứa nhiều rau củ và hạn chế thực phẩm đóng hộp vì chúng thường chứa nhiều fructose.

Người bị đái tháo đường có nên dùng fructose?

Các nghiên cứu cho thấy đường fructose không làm tăng lượng đường huyết nhanh chóng như một số loại đường khác, đặc biệt đối với người bị đái tháo đường. Vì vậy, nó thường được coi là một lựa chọn an toàn.

Tuy nhiên, những chuyên gia trong lĩnh vực này khuyên rằng người mắc bệnh đái tháo đường nên chỉ tiêu thụ fructose tự nhiên. Trong khi fructose tự nhiên giúp duy trì sự ổn định của đường huyết, thì đường fructose nhân tạo lại có thể khiến cho đường huyết tăng vọt nhanh chóng.

Đôi khi, một số người không thể tiêu hóa fructose, dẫn đến những triệu chứng không mong muốn như chướng bụng và đầy hơi.

Như vậy, fructose mang cả lợi ích và hạn chế. Điều quan trọng là biết cách điều chỉnh chế độ ăn uống sao cho lượng đường được nạp vào cơ thể là tốt nhất cho sức khỏe. Để tránh những tác động tiêu cực từ fructose nhân tạo, hạn chế việc tiêu thụ bánh kẹo và thực phẩm ngọt khác là cách giữ gìn sức khỏe hiệu quả.