Qual è la differenza tra glucosio, fruttosio e saccarosio?

Che cosa è più dolce – fruttosio o saccarosio?

La ragione principale per cui il fruttosio è usato commercialmente negli alimenti e nelle bevande, oltre al suo basso costo, è la sua elevata dolcezza relativa. È il più dolce di tutti i carboidrati presenti in natura. Il fruttosio è generalmente considerato 1,73 volte più dolce del saccarosio. Tuttavia, è la forma a 5 anelli del fruttosio ad essere più dolce; la forma a 6 anelli ha lo stesso sapore del normale zucchero da tavola. Il riscaldamento del fruttosio porta alla formazione della forma a 6 anelli.

Sinergia della dolcezza – Il fruttosio presenta un effetto di sinergia della dolcezza quando viene usato in combinazione con altri dolcificanti. La dolcezza relativa del fruttosio miscelato con saccarosio, aspartame o saccarina è percepita come maggiore rispetto alla dolcezza calcolata dai singoli componenti. La dolcezza del fruttosio viene percepita prima di quella del saccarosio o del destrosio, e la sensazione di gusto raggiunge un picco (più alto di quello del saccarosio) e diminuisce più rapidamente di quello del saccarosio. Il fruttosio può anche esaltare altri sapori nel sistema.

Come vengono utilizzati dal corpo il fruttosio e il saccarosio?

Il fruttosio è uno dei tre monosaccaridi alimentari, insieme al glucosio e al galattosio, che vengono assorbiti direttamente nel sangue durante la digestione. Quando il saccarosio entra in contatto con la membrana dell’intestino tenue, l’enzima sucrasi catalizza la scissione del saccarosio per produrre un’unità di glucosio e un’unità di fruttosio, che vengono poi assorbiti ciascuno.

Il fruttosio libero viene assorbito direttamente dall’intestino. Quando il fruttosio viene consumato sotto forma di saccarosio, viene digerito (scomposto) e poi assorbito come fruttosio libero. Dopo l’assorbimento entra nella vena porta epatica ed è diretto verso il fegato.

Digestione —L’assorbimento del fruttosio avviene nell’intestino tenue tramite il trasportatore GLUT-5 (solo fruttosio) e il trasportatore GLUT2, per il quale compete con il glucosio e il galattosio. Un consumo eccessivo di fruttosio, l’inibizione del GLUT2 da parte di altri fitochimici, come i flavonoidi, o altri problemi, possono far sì che il fruttosio non assorbito venga trasportato nell’intestino crasso, dove, come ogni zucchero, può fornire nutrienti alla flora intestinale esistente.

Indice glicemico del fruttosio e del saccarosio

Perché il fruttosio viene metabolizzato nel fegato in glucosio, il fruttosio ha l’indice glicemico (IG = 19) più basso di tutti gli zuccheri naturali. In confronto, il comune zucchero da tavola (saccarosio, che è metà fruttosio) ha un IG di 65 e il miele (di solito circa il 50% di contenuto di fruttosio) ha un IG di 55. A causa del potenziale che il consumo eccessivo di fruttosio può essere un fattore di alcune malattie, tra cui la sindrome metabolica e la resistenza all’insulina, i prodotti contenenti alti contenuti di fruttosio possono essere scoraggiati.

Quali sono le dolcezze relative di glucosio, fruttosio, saccarosio rispetto ad altri zuccheri?

Quali sono i principali tipi di alimenti che contengono fruttosio e saccarosio?

Nota: Per tutti i dati di cui sopra l’unità di g (grammo) si basa su 100 g di un alimento. Il rapporto fruttosio/glucosio è calcolato dividendo la somma del fruttosio libero più metà saccarosio per la somma del glucosio libero più metà saccarosio.

Qual è la differenza tra il fruttosio che si trova in frutta e verdura e il fruttosio che si trova nello sciroppo di mais ad alto fruttosio?

Le varietà più usate di sciroppo di mais ad alto fruttosio sono: HFCS 55 (usato soprattutto nelle bibite), circa il 55% di fruttosio e il 42% di glucosio; e HFCS 42 (usato nelle bevande, negli alimenti trasformati, nei cereali e nei prodotti da forno), circa il 42% di fruttosio e il 53% di glucosio.

Non c’è differenza nelle molecole di zuccheri che si trovano nella frutta o nell’HFCS, ma la fibra solubile nella frutta stabilizza la glicemia.

In che modo il fruttosio è diverso dal saccarosio durante la cottura dei cibi?

In cottura avvengono due reazioni che provocano l’imbrunimento. Sono la reazione di Maillard e la caramellizzazione.

La caramellizzazione del saccarosio inizia con la fusione dello zucchero ad alte temperature seguita da una schiuma (bollitura). Il saccarosio si decompone prima in glucosio e fruttosio. Questo è seguito da una fase di condensazione, in cui i singoli zuccheri perdono acqua e reagiscono tra loro. Si formano centinaia di nuovi composti aromatici con una gamma di sapori complessi.

Il saccarosio e il glucosio caramellano intorno ai 160C (320F) e il fruttosio caramella a 110C. (230F). Il più alto tasso di sviluppo del colore è causato dal fruttosio poiché la caramellizzazione del fruttosio inizia a 110C. I prodotti da forno fatti con miele o sciroppo di fruttosio daranno quindi un colore più scuro.

Il fruttosio subisce la reazione di Maillard, imbrunimento non enzimatico, con gli aminoacidi. Poiché il fruttosio esiste in misura maggiore nella forma a catena aperta rispetto al glucosio, le fasi iniziali della reazione di Maillard avvengono più rapidamente che con il glucosio. Pertanto, il fruttosio può potenzialmente contribuire ai cambiamenti nell’appetibilità degli alimenti, così come ad altri effetti nutrizionali, come l’eccessiva rosolatura, la riduzione del volume e della tenerezza durante la preparazione dei dolci. Il saccarosio – lo zucchero da tavola – non è uno zucchero riducente e non prende parte alle reazioni di Maillard (ma viene coinvolto nella caramellizzazione).

Cos’è il malassorbimento del fruttosio e l’intolleranza al fruttosio?

Il malassorbimento del fruttosio, precedentemente chiamato “intolleranza alimentare al fruttosio”, è un disturbo digestivo in cui l’assorbimento del fruttosio è compromesso dalla carenza di carrier del fruttosio negli enterociti dell’intestino tenue. Questo si traduce in una maggiore concentrazione di fruttosio in tutto l’intestino. Il malassorbimento di fruttosio si trova fino al 30% della popolazione dei paesi occidentali e dell’Africa. Questa condizione è comune nei pazienti identificati come affetti da sintomi della sindrome dell’intestino irritabile, anche se l’incidenza in questi pazienti non è superiore a quella della popolazione normale. Al contrario, i pazienti con malassorbimento di fruttosio spesso corrispondono al profilo di quelli con sindrome dell’intestino irritabile. Una piccola percentuale di pazienti con malassorbimento di fruttosio e intolleranza al lattosio soffre anche di celiachia. Il malassorbimento del fruttosio non va confuso con l’intolleranza ereditaria al fruttosio, una condizione potenzialmente fatale in cui gli enzimi epatici che scompongono il fruttosio sono carenti.

Perché il fruttosio è più dolce del saccarosio o del glucosio?

Quando gli zuccheri si legano ai recettori del gusto sulla lingua provocano una risposta neurale – questo meccanismo è simile a quello dei farmaci. Le molecole dolci in arrivo si legano a questi recettori, il che causa un cambiamento conformazionale nella molecola. Questo cambiamento attiva la proteina G, la gustducina, che a sua volta attiva l’adenilato ciclasi. L’adenilato ciclasi catalizza la conversione di ATP in cAMP. La molecola cAMP attiva poi una proteina chinasi, che a sua volta fosforila e chiude un canale per gli ioni di potassio. Gli ioni di potassio in eccesso aumentano la carica positiva all’interno della cellula causando l’apertura dei canali ionici del calcio voltaggio-gated, depolarizzando ulteriormente la cellula. L’aumento del calcio provoca infine il rilascio del neurotrasmettitore, che viene poi ricevuto da un neurone afferente primario.

La struttura del recettore è definita come un GPCR di classe C che esiste come un eterodimero delle subunità T1R2 e T1R3. La struttura cristallina non è stata risolta.

Un recente modello teorico della dolcezza è la teoria dell’attacco multipunto, che coinvolge più siti di legame tra un recettore di dolcezza e una sostanza dolce.

Le molecole che hanno un’affinità di legame più alta provocheranno dolcezza, per esempio, fruttosio >> saccarosio >> glucosio

Vedi articolo di revisione Sweet taste in Man: Review per il meccanismo molecolare della dolcezza.

Possibili pericoli nel mangiare fruttosio cotto.

La sostanza, idrossimetilfurfurale (HMF), si forma principalmente dal riscaldamento del fruttosio. L’idrossimetilfurfurolo (HMF) è la tossina più nota alle api da miele. L’HMF è un componente naturale del cibo riscaldato, ma solitamente presente in basse concentrazioni. L’assunzione giornaliera di HMF può essere soggetta a forti variazioni dovute a modelli di consumo individuali. È stato stimato che in una dieta occidentale, nell’ordine di grandezza di 5 – 10 mg di HMF sono ingeriti al giorno dal cibo. Quantità più elevate di HMF si trovano naturalmente nel caffè e nella frutta secca. Diversi tipi di caffè tostato contengono tra 300 e 2900 mg/kg di HMF.

Letture e riferimenti

Proprietà chimiche e fisiche del fruttosio.
Quali zuccheri si trovano naturalmente nella frutta?
Gusto dolce nell’uomo
Quanto è sicuro il fruttosio per persone con o senza diabete?
Il recettore eterodimerico del gusto dolce ha molteplici siti potenziali di legame con i ligandi.
Formazione dell’idrossimetilfurfurale nello sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio domestico e sua tossicità per l’ape da miele (Apis mellifera)

Le immagini 2-D sono tutte per gentile concessione di Wikipedia.