Глюкоза и фруктоза являются: Свойства глюкозы и фруктозы — урок. Химия, 10 класс.

Сахар

Дисахариды

   Сахароза, или свекловичный сахар, тростниковый сахар, в быту просто сахар — дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов — α-глюкозы и β-фруктозы.

   Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле и сахарном тростнике, которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.

Важное химическое свойство сахарозы – способность подвергаться гидролизу (при нагревании в присутствии ионов водорода). При этом из одной молекулы сахарозы образуется молекула глюкозы и молекула фруктозы:

   Сахароза не дает реакции «серебряного зеркала» (реакция восстановления серебра из аммиачного раствора оксида серебра) и не обладает восстановительными свойствами. В этом ее отличие от глюкозы. Молекула сахарозы состоит из остатков молекул глюкозы и фруктозы в их циклической форме; они соединены между собой через атом кислорода.

Сахар как многофункциональный ингредиент пищевых продуктов

   Сахар — единственный натуральный углеводный продукт сладкого вкуса, полученный из растительного сырья, в промышленной технологии переработки которого не осуществляется его биологическая конверсия ферментами, или химическая конверсия, т.е. к данному продукту может быть применена маркировка «100 % -ный натуральный продукт».

   Сахар — ингредиент многофункциональный, поступающий на производство в раз­ных товарных формах и используемый в различных пищевых продуктах. Свойства сахара при его применении по отдельности или в сочетании с другими ингредиента­ми делают его одним из важнейших ингредиентов современной пищевой промыш­ленности. Некоторые физико-химические, органолептические и технологические свойства сахара и их роль в производстве различных групп пищевых продуктов при­ведены в ниже в таблице.

   В жидких продуктах типа безалкогольных напитков или в подслащивающих веществах для кофе сахар можно непосредственно заменять высокоинтенсивными подсластителями — в этом случае объем обеспечивается водой. При составлении рецептур других пищевых продуктов без сахара необходимо тщательно соблюдать все требования к качеству и внешнему виду готового изделия, что обычно подразумевает включение какого-либо наполнителя. Очень редко сахар в том или ином продукте можно полностью заменить одним единственным подсластителем или наполнителем, так как в этом случае они должны обладать соответствующим комплексом функциональных свойств, так что зачастую требуется приготавливать смеси необходимых ингредиентов.

Роль сахара в пищевых продуктах

Являясь питательным углеводом, сахар легко метаболизируется, выделяя энергию в объеме 4 ккал/г (16,7 кДж/г).

   В мировой практике эталоном вкуса сладости является сахар SES (Sweetness Equivalency of Saccharose (англ.) – сладость, эквивалентная сахарозе; сладость сахарозы приравнена к 1), как имеющий чистый сладкий вкус, полностью свободный от привкусов и послевкусия. Эти качества делают сахар «золотым стандартом» сладкого вкуса.

Сахар (сахароза) придает продуктам сладкий вкус, который носит быстрый, чистый и скоротечный характер. Эти желательные качества делают сахар «золотым стандартом» сладкого вкуса. Время, необходимое для появления ощущения сладости 10 %-ного раствора сахарозы составляет AT=4 с (AT, Apperance Time). Время, необходимое для ощущения отклонения от сладости 10%-ного раствора сахарозы в нижнюю сторону до порогового значения, эквивалентного сладости 2%-ному раствору сахарозы называется временем исчезновения (ET, Extinction Time) сладкого вкуса и для 10%-ного раствора сахарозы ET= 14 с.

Сахар является важным компонентом, способствующим формированию вкуса, аромата и цвета изделий. Улучшение качества изделий достигается за счет реакции Майяра неферментативного потемнения. Сахароза в ходе реакции Майяра создает уникальные вкусоароматические профили, проявляет способность формировать окрашенные меланоидиновые пигменты и много разнообразных летучих компонентов. Именно они ответственны за тот или иной запах пищевых продуктов, в процессе производства которых присутствует тепловая обработка.

Сахар влияет на массу и объем пищи. Применение сахара, например, увеличивает объем хлеба, так как дрожжи частично или полностью превращают сахар/сироп в различные компоненты, в том числе, в углекислый газ, который вызывает увеличение объема хлеба, придавая ему пористую структуру.

Сахар также является важным функциональным структурообразующим ингредиентом подавляющего большинства кондитерских изделий и фруктовых подварок. Сахар образует «тело» и обеспечивает текстуру молочных десертов, мороженого, спредов и других изделий, как на фруктовой, так и на жировой основе.

Сахар служит консервирующим агентом, улучшающим хранение продукции. Это его свойство используется в таких продуктах, как джемы, соки и маринады. Добавление сахара в растворе увеличивает осмотическое давление, тем самым подавляя рост микроорганизмов. Создавая наиболее неблагоприятные сочетания для микроорганизмов параметров, например, рН, активности воды и температуры, можно уменьшить долю используемых консервантов.

   В процессе приготовления продуктов на протяжении столетий используют брожение. И в качестве питательной среды для дрожжей в процессе брожения применяют сахар или другие углеводы (спиртовое, хлебопекарное и др. производства).

   Сахар влияет на температуру замерзания  продуктов питания. Чем выше концентрация сахара, тем ниже температура замерзания. Низкая температура важна при приготовлении мороженого и холодных десертов. Сахар снижает риск образования крупных кристаллов, а мелкие кристаллы положительным образом влияют на вкусовые ощущения и на вкус продукта в целом. Сахар задерживает процесс черствения замороженной булочной продукции при длительном хранении.

Гидрофильность — одно из основных физических свойств сахара, полезное для пищевых продуктов. Проявляется в эффекте связывания (удержания) воды, обусловленном наличием ОН-групп. Способность связывать воду и контролировать активность воды (a_w) в пищевых продуктах относится к одному из наиболее важных свойств сахара. Оно базируется на основе соотношения между кристаллическим и растворенным сахаром. Гигроскопические свойства сахара всегда учитывались при хранении выпечки. Ведь способность сахара сорбировать влагу, даже из воздуха, не дает черстветь хлебу и булочкам продолжительное время.

Таблица. Некоторые функциональные свойства сахара, используемые в различных типах изделий

   По сравнению с другими углеводами, которые содержатся в муке, овощах и фруктах, сахар отличается исключительной быстротой усвоения. Под действием ферментов пищеварительного тракта сахароза сразу же расщепляется на глюкозу и фруктозу, которые и поступают в кровь. Повышение концентрации глюкозы в крови служит сигналом для выделения из поджелудочной железы гормона инсулина, который, стимулируя активность фермента глюкокиназы в клетках печени, спо­собствует присоединению фосфора к молекуле глюкозы. В таком виде она расщепляется в организме до воды и углекислого газа, выделяя энергию. При метаболизме 100 г сахара выделяют в организме 399-400 килокалории.

   При избыточном поступлении сахара в организм может повыситься содержание жира в крови (гиперлипидемия), он в большей степени откладывается в жировых депо, и развивается ожирение. Особенно быстро нарастает масса тела у злоупотребляющих продуктами, содержащими сахар, крахмал и жир: тортами, пирожными с кремом, шоколадом, сладкими сдобными пирогами. Калорийность сахарозы составляет от 16,54 до 16,75 кДж/г. Сахар является носителем «пустых» калорий, не содержит ни витаминов, ни минеральных солей, ни каких-либо иных биологически активных веществ.

   Однократный прием сахара в количестве, превышающем 100- 120 г, вызывает быстро развивающуюся (в течение 10-15 мин) гипергликемию, которая проходит у здоровых людей че­рез 2-3 ч. Гипергликемия ведет к кратковременной глюкозурии.

   При систематическом злоупотреблении сахаром происхо­дит повышение порога чувствительности вкусового анализато­ра к сладкому. Часто повторяющаяся гипергликемия создает большую нагрузку на инсулярный аппарат поджелудочной же­лезы и способствует развитию гиперинсулинизма, что приво­дит к сахарному диабету. Избыток глюкозы, не истраченной на энергетические нужды организма и не депонированной в пече­ни в виде гликогена, превращается в нейтральные жиры. Так развиваются алиментарное ожирение и другие заболевания, в основе которых лежит нарушение обмена веществ (A. Bender, P. Thalan, 1970; R. Davis и соавт., 1974).

   Следует отметить, что еще ранние цивилизации признавали роль питания и образа жизни в развитии сахарного диабета. В VI в. до н. э. индийский хирург и врач Сушрута отмечал: «… можно прогнозировать, что ленивый человек, который спит днем и ведет сидячий образ жизни; или же имеет привычку пить сладкие жидкости, и есть холодную и жирную пищу, может вскоре стать жертвой этой болезни».

   Сахар естественным образом присутствует в ежедневном рационе питания во многих пищевых продуктах ввиду его натурального происхождения и использования в качестве столового подсластителя. Однако необходимо соблюдать сбалансированное и умеренное потребление сахара, чтобы расход энергии соответствовал ее потреблению.  Как рекомендуют специалисты, чтобы не принести вреда организму, допустимое суточное потребление (ДСП) сахара должно быть не более 50-70 г в день, включая сахар, содержащийся в конфетах, кондитерских изделиях и сладких блюдах. Для пожилых людей эта норма снижается до 30-50 г, так как с возрастом гликоген в мышцах образуется медленнее. А тем, кто склонен к полноте, сахара не следует есть вовсе. Согласно рекомендациям ВОЗ, детям дошкольного возраста следует потреблять не более 20 г сахара в сутки (П.А. Леус, 1989).

  На основании клинических исследований Американская диабетическая ассоциация пересмотрела «Рекомендации и принципы питания людей с сахарным диабетом». В новых рекомендациях говорится, что использование сахарозы как компонента общего рациона питания не нарушает контроля за уровнем глюкозы в крови у людей с диабетом как 1-го, так и 2-го типа. Американская диабетическая ассоциация расширила набор углеводсодержащих продуктов в таблицах замены, включив в них продукты, содержащие сахарозу для так называемого эпизодического (нерегулярного) употребления, к которым отнесены, например, мороженое и кондитерские изделия.

Мальтоза (солодовый сахар)

   Мальтоза (от англ. malt —солод) —солодовый сахар, 4-О-α-D-глюкопиранозил-D-глюкоза, природный дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы; содержится в больших количествах в проросших зёрнах (солоде) ячменя, ржи и других зерновых; обнаружен также в томатах, в пыльце и нектаре ряда растений.

   Биосинтез мальтозы из β-D-глюкопиранозилфосфата и D-глюкозы известен только у некоторых видов бактерий. В животном и растительном организмах мальтоза образуется при ферментативном расщеплении крахмала и гликогена.

   Мальтоза легко усваивается организмом человека. Расщепление мальтозы до двух остатков глюкозы происходит в результате действия фермента a-глюкозидазы, или мальтазы, которая содержится в пищеварительных соках животных и человека, в проросшем зерне, в плесневых грибах и дрожжах. Генетически обусловленное отсутствие этого фермента в слизистой оболочке кишечника человека приводит к врождённой непереносимости мальтозы — тяжёлому заболеванию, требующему исключения из рациона мальтозы, крахмала и гликогена или добавления к пище фермента мальтазы.

Мальтоза

   Солодовый сахар значительно менее сладок, чем сахароза — его сладость составляет приблизительно 0,6 сладости сахара (при тех же концентрациях). Учитывая, что при распаде мальтозы в организме образуется глюкоза, она вряд ли найдет применение в качестве диетического подслас­тителя (M.Hasebeck и соавт., 1976).

Лактоза (молочный сахар)

   Лактоза (от лат.  lac — молоко) C₁₂H₂₂O₁₁ — углевод группы дисахаридов, содержится в молоке и молочных продуктах. Молекула лактозы состоит из остатков молекул глюкозы и галактозы.

Лактоза

   Лактозу иногда называют молочным сахаром.

   Лактоза — это белое кристаллическое вещество, сладкое на вкус, растворимое в эфире, метиловом и этиловом спиртах. Она содержится в мо­локе млекопитающих и человека, являясь основным энергети­ческим веществом в питании грудного ребенка. Лактоза также обнаружена в пыльце некоторых растений.

   В организме человека лактоза синтезируется из галактозы и глю­козы при помощи ферментов молочной железы. Искусственно ее обычно получают из сыво­ротки молока.

   Употребление пищи, содержащей лактозу, приводит к уве­личению относительного содержания в кишечнике целого ряда молочнокислых микроорганизмов, что тормозит развитие гни­лостных бактерий. Она стимулирует остеогенез — развитие костной ткани, регулирует всасывание и обмен магния, фосфора и кальция.

   Введение больших количеств лак­тозы с пищей оказывает послабляющее действие. Установлено, что лактоза и галактоза способствуют развитию катаракты, а прием их повышенных количеств приводит к увеличению содержания холестерина в печени.

  Ферментативный распад лактозы до глюкозы и галактозы происходит при участии лактазы (b-галактозидазы), содержа­щейся в слизистой оболочке тонкой кишки, молочной железе и других органах млекопитающих. Серьезным заболеванием счи­тается врожденная и приобретенная непереносимость лактозы, связанная с недостаточностью фермента лактазы. У таких боль­ных молочный сахар не усваивается, что сопровождается мете­оризмом, поносом и другими неприятными ощущениями. Де­фицит лактазы — относительно распространенное заболевание среди населения разных стран, особенно северных.

  В силу того, что лактоза обладает малой гигроскопич­ностью, она нашла применение в фармации для приготовления порошков, таблеток и гранул и особенно — лекарственной фор­мы, содержащей легкогидролизующееся лекарство.

  Необходимо отметить, что если лактоза не применяется как сахарозаменитель, то предпринимаются попытки приготовить сладкие вещества путем модификации ее структуры (например, посредством деминерализованного гидролиза лактозы получают заменитель меда, а при изомеризации лактозы получают синтетический дисахарид – лактулозу).

Примечания:

Гипергликемия  — клинический симптом, обозначающий увеличение содержания глюкозы в сыворотке крови по сравнению с нормой в 3,3-5,5 ммоль/л.

Гиперинсулинизм (гипогликемическая болезнь) — заболевание, при котором происходит относительное или абсолютное повышение уровня инсулина, вызывающее приступы гипогликемии.

Глюкозурия — наличие глюкозы в моче. В норме моча не содержит глюкозы, поскольку почки способны реабсорбировать (возвращать в кровоток) весь объём глюкозы прошедший через почечный клубочек.

Метаболизм  (от греч. Μεταβολή — «превращение, изменение»), или обмен веществ — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни.

Олигосахариды представляют собой углеводы, состоящие из нескольких моносахаридных остатков (от греч. ὀλίγος — немногий). Олигосахариды, состоящие из одинаковых моносахаридных остатков, называют гомополисахаридами, а из разных — гетерополисахаридами. Наиболее распространёнными из олигосахаридов являются дисахариды и трисахариды. По химической природе дисахариды — это О-гликозиды (ацетали), в которых вторая молекула моносахарида выполняет роль агликона. В зависимости от строения дисахариды делятся на две группы: восстанавливающие и невосстанавливающие.

версия для печати

404 Cтраница не найдена

Размер:

AAA

Изображения

Вкл.
Выкл.

Обычная версия сайта

К сожалению запрашиваемая страница не найдена.

Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже

Что такое глюкозно-фруктозный сироп? (Вопросы и ответы)

Последнее обновление: 05 апреля 2018 г.

Содержание

Глюкозно-фруктозный сироп — подсластитель, широко используемый в различных пищевых продуктах. Прочтите наши вопросы и ответы для получения дополнительной информации о нем, о том, как он производится и как он влияет на наше здоровье.

Что такое глюкоза и фруктоза?

Глюкоза — это простой сахар, так называемый моносахарид, поскольку он состоит всего из одной единицы сахара. Он естественным образом содержится во многих продуктах питания и используется нашим организмом в качестве источника энергии для выполнения повседневных дел.

Фруктоза также является простым сахаром, часто называемым фруктовым сахаром. Фруктоза, как следует из названия, содержится во фруктах (таких как апельсины и яблоки), ягодах, некоторых корнеплодах (таких как свекла, сладкий картофель, пастернак и лук) и меде. Фруктоза — самый сладкий из всех встречающихся в природе сахаров.

Глюкоза и фруктоза, связанные вместе в равных количествах, образуют другой тип сахара – сахарозу – дисахарид, широко известный как столовый сахар.

Что такое глюкозо-фруктозный сироп (ГФС)?

GFS — сладкая жидкость из глюкозы и фруктозы. В отличие от сахарозы, где 50% глюкозы и 50% фруктозы связаны вместе, GFS может иметь различное соотношение двух простых сахаров, а это означает, что присутствуют некоторые дополнительные, несвязанные молекулы глюкозы или фруктозы. Содержание фруктозы в GFS может варьироваться от 5% до более 50%.

Как производится GFS?

GFS обычно производится из крахмала. Источник крахмала зависит от наличия на месте сырья, используемого для экстракции. Исторически предпочтение отдавалось кукурузе, а в последние годы пшеница стала популярным источником для производства GFS. Крахмал представляет собой цепочку молекул глюкозы, и первый шаг в производстве GFS включает высвобождение этих звеньев глюкозы. Связанные молекулы глюкозы в крахмале расщепляются (гидролизуются) до свободных молекул глюкозы. Затем с помощью ферментов часть глюкозы превращается во фруктозу в процессе, называемом изомеризацией.

Посмотрите нашу инфографику о том, как производится GFS

Для чего используется GFS?

Основными причинами использования GFS в пищевых продуктах и ​​напитках являются его сладость и способность хорошо сочетаться с другими ингредиентами. Интересно, что его также можно использовать вместо добавок для консервирования пищевых продуктов (эффект наблюдается и при использовании столового сахара). Это помогает удовлетворить потребности потребителей, когда им нужны продукты без добавок. Помимо лучшей стабильности, GFS также может улучшить текстуру, предотвратить кристаллизацию и помочь достичь желаемой консистенции (хрустящая или влажная).

Являются ли GFS, изоглюкоза и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы (HFCS) одним и тем же?

Термины «сироп глюкозы-фруктозы», «изоглюкоза» и «кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы», которые часто используются взаимозаменяемо, вызывают много путаницы.

GFS может называться по-разному в зависимости от страны и содержания фруктозы. В Европе из-за процесса «изомеризации» GFS с содержанием фруктозы более 10% называют изоглюкозой. В свою очередь, когда содержание фруктозы превышает 50%, название меняется на Сироп Фруктоза-Глюкоза, чтобы отразить более высокое содержание фруктозы.

В Соединенных Штатах сироп производится из кукурузного крахмала, обычно с содержанием фруктозы 42 или 55%, поэтому он называется кукурузным сиропом с высоким содержанием фруктозы.

Используется ли GFS во многих пищевых продуктах?

В Европе сахароза по-прежнему является основным калорийным подсластителем, используемым в производстве продуктов питания и напитков. Производство GFS в ЕС регулировалось Европейским сахарным режимом и ограничивалось 5% от общего объема производства сахара. Однако в октябре 2017 года режим закончился, и производство ГФС, по оценкам, увеличится с 0,7 до 2,3 млн тонн в год. Как следствие, в будущем GFS может заменить сахарозу в некоторых продуктах, в основном в жидких или полутвердых пищевых продуктах, таких как напитки и мороженое. Он будет по-прежнему использоваться для кондитерских изделий, джемов и варенья, хлебобулочных изделий, крупяных изделий, молочных продуктов, приправ, консервов и фасованных товаров.

В США GFS (или HFCS) используется чаще, чем в Европе, как правило, в безалкогольных напитках, где используется HFCS с содержанием фруктозы не менее 42%.

Какова пищевая ценность GFS?

GFS является источником углеводов, которые наряду с белками и жирами составляют основу нашего рациона. Организм человека использует их для получения энергии, развития и поддержания. GFS питательно эквивалентен другим углеводам, содержит такое же количество 4 ккал на грамм и оказывает влияние на здоровье добавленных сахаров.

Сколько GFS можно использовать?

В 2010 г. Комиссия Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов по диетическим продуктам, питанию и аллергиям (EFSA NDA Panel) опубликовала научное заключение о контрольных значениях потребления углеводов и сахаров в рационе. Они рекомендовали, чтобы общее потребление углеводов, включая углеводы из крахмалистых продуктов, таких как картофель и макароны, и простых углеводов, таких как сахара, составляло от 45 до 60% от общего потребления энергии как для взрослых, так и для детей старше одного года. возраст. Однако Группа обнаружила недостаточно доказательств для установления верхнего предела потребления добавленных сахаров.

В 2015 году ВОЗ опубликовала руководство, в котором людям рекомендуется сократить ежедневное потребление добавленных сахаров до уровня менее 10% от общего потребления энергии. Для активного взрослого человека, которому требуется 2000 ккал в день, это соответствует менее 200 ккал из свободных сахаров, что составляет около 50 граммов или 12 чайных ложек сахара. По данным ВОЗ, данные показывают, что такое снижение снижает риск избыточного веса, ожирения и кариеса.

Есть ли связь между потреблением GFS и ожирением?

Многие факторы способствуют развитию ожирения. Диетологи, эксперты в области здравоохранения и исследователи в целом согласны с тем, что основной причиной является дисбаланс между потребляемыми и сжигаемыми калориями. Избыточные калории могут потребляться в виде жиров, белков, алкоголя или углеводов, включая сахара.

Некоторые отчеты предполагают, что избыточное потребление GFS может быть причиной нынешнего кризиса ожирения в США. Однако показатели ожирения также резко возросли по всей Европе в отсутствие параллельного роста потребления GFS, что делает неправдоподобным то, что рост заболеваемости ожирения вызывается только GFS.

А фруктоза полезна или вредна для нашего здоровья?

В прошлом предполагалась роль фруктозы в развитии ожирения и нарушений обмена веществ. Эта гипотеза была основана либо на исследованиях на животных, либо на людях с очень высоким потреблением фруктозы (> 20% суточной потребности в энергии). Такое потребление фруктозы в качестве единственного углевода весьма необычно и совершенно не отражает ежедневного рациона людей. Однако исследования фруктозы, потребляемой в обычных количествах большинством людей, остаются безрезультатными и не показывают прямого влияния фруктозы на метаболические заболевания или ожирение.

Влияет ли фруктоза на чувство сытости?

В некоторых исследованиях была предпринята попытка показать, что фруктоза, возможно, не так насыщает (вызывая чувство сытости), как другие сахара, потому что она не стимулирует гормоны, ответственные за чувство голода и потребление пищи (такие как инсулин). Это может заставить людей есть или пить больше. Тем не менее, обзор 2007 года пришел к выводу, что доказательства того, что фруктоза вызывает меньше насыщения, чем глюкоза, или GFS менее насыщает, чем сахароза, не являются убедительными. С тех пор исследования показали, что глюкоза и фруктоза оказывают такое же влияние на чувство сытости и сытости, как и у людей, потребляющих напитки, подслащенные глюкозой, фруктозой или HFCS.

Есть ли у Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA) мнение о фруктозе и насыщении?

В настоящее время Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) не сделало заявления относительно фруктозы и чувства сытости. EFSA предоставит научные рекомендации по ежедневному потреблению добавленного сахара в пищу к началу 2020 года.

Фруктоза, глюкоза и HFCS Статья

системное воспаление или воспаление жировой ткани у взрослых с нормальным весом или ожирением: рандомизированное контролируемое исследование

Потребление подслащенных сахаром напитков (SSB) было связано с повышенным риском сердечных заболеваний, диабета 2 типа и метаболического синдрома. Эти ассоциации могут быть связаны с увеличением жировых отложений, но также предполагалось, что они происходят через механизмы, не связанные с составом тела, такие как хроническое слабовыраженное воспаление.

Столовый сахар представляет собой дисахарид (два простых сахара, связанных химически), состоящий из равных частей глюкозы и фруктозы. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы (HFCS) немного отличается по составу от сахара и содержит 55% фруктозы, 41% глюкозы и 4% других сахаридов. Было высказано предположение, что компонент фруктозы может быть непропорционально ответственным за связи, наблюдаемые между потреблением SSB и факторами риска хронического воспаления, аномальными значениями липидов в крови и снижением чувствительности к инсулину. Метаболические сравнения с потреблением алкоголя также были сделаны для фруктозы.

Существует несколько механизмов, объясняющих, почему употребление фруктозы может быть более проблематичным по сравнению с потреблением эквивалентного количества глюкозы, некоторые из которых представлены на рис. 1. Исследования на мышах показали, что потребление фруктозы может вызывать печеночные и системные воспаление из-за повышенной проницаемости кишечника и переноса эндотоксина из кишечника в кровоток. Повышение липогенеза de novo (синтез жирных кислот в организме) также наблюдалось при замене жидкой фруктозой твердой углеводной пищи, что может увеличить выработку фетуина-А (белка, секретируемого печенью и жировой тканью) и в свою очередь, приводят к усилению активности воспалительных путей в жировой ткани.

Чтобы дополнительно изучить связи между типами потребляемых углеводов и их влиянием на воспаление и проницаемость кишечника, исследователи решили сравнить эффекты употребления напитков, подслащенных фруктозой, КСВСФ или глюкозой, в течение восьми дней. Это исследование заслуживает интереса по ряду причин: 1) исследователи набрали участников-людей, 2) это рандомизированное контролируемое исследование, а не обсервационное, 3) в нем пытались поддерживать стабильный вес тела, чтобы определить, вызывает ли фруктоза воспалительный процесс при отсутствии серьезных изменений веса тела. и 4) особое внимание уделялось воспалению жировой ткани, которое, как предполагается, имеет особенно важную связь с метаболической дисфункцией.

Сахаросодержащие напитки связаны с хроническим воспалением, которое может быть связано с повышенным риском развития диабета и сердечных заболеваний. Исследователи сравнили метаболические эффекты напитков, подслащенных фруктозой, кукурузным сиропом с высоким содержанием фруктозы (HFCS) и глюкозой, на маркеры системного воспаления и воспаления жировой ткани, а также на проницаемость кишечника.

Это двойное слепое рандомизированное перекрестное исследование включало 24 здоровых участника (15 мужчин, 9 женщин; средний возраст 36 лет), которые были разделены на две группы в зависимости от ИМТ, нормального веса (ИМТ 20,0–24,9). ; n = 12) и избыточный вес/ожирение (ИМТ 25,0–39,9; n = 12). Все участники были проверены на мальабсорбцию фруктозы и были исключены, если они дали положительный результат. Другие критерии исключения включали типичные факторы, такие как курение, злоупотребление наркотиками или алкоголем, хронические метаболические или воспалительные заболевания и использование рецептурных лекарств.

В течение трех разных восьмидневных периодов (каждый из которых разделен 20 днями) участники потребляли 25% расчетной суточной потребности в калориях из напитков, подслащенных либо фруктозой, HFCS, либо глюкозой. Чтобы соответствовать вкусу, в напитки с глюкозой и HFCS был включен искусственный подсластитель (аспартам). Участникам также было предоставлено 125 % их расчетных потребностей в калориях в виде стандартизированной диеты (50 % углеводов, 34 % жиров и 16 % белков), которую им разрешалось потреблять по желанию и возвращать любую несъеденную пищу. Всего участники были обеспечены 150% суточной потребности в энергии, рассчитанной по формуле Миффлина-Сент-Джеора с индивидуальным коэффициентом активности.

Маркеры системного воспаления оценивали по уровням в плазме натощак С-реактивного белка (СРБ) и ИЛ-6, а также адипонектину в плазме натощак (маркер чувствительности к инсулину), зонулину и соотношению лактулоза:маннит в моче (кишечная проницаемость). индикаторы, поясняются на рис. 2), фетуин-А и ЛПС-связывающий белок (LBP; маркер транслокации ЛПС). Воспаление жировой ткани также изучали с тканевыми популяциями нейтрофилов, CD4+ и CD8+ Т-клеток и измерениями экспрессии генов мРНК адипонектина, IL-6, IL-10, TNF-a, CCL2, IL-1b и IFN-y. . Потребление энергии без ограничений также измерялось как предопределенная вторичная конечная точка, и результаты были опубликованы отдельно в прошлом году. Подмножество участников (пять мужчин и девять женщин, четверо с нормальным весом и 10 с избыточным весом) также согласились на биопсию подкожного жира брюшной полости для дальнейшего исследования.

Участники придерживались стандартизированной диеты в течение трех восьмидневных периодов, выпивая 25% расчетной потребности в калориях в виде напитков, подслащенных фруктозой, глюкозой или HFCS. Участникам давали еду и употребляли по желанию.

Не наблюдалось изменений маркеров воспаления (CRP и IL-6) между группами ни в периоды вмешательства, ни в период вымывания между вмешательствами. Кроме того, не наблюдалось никаких изменений в адипонектине, зонулине, LBP или фетуине-А. Исследователи провели вторичный анализ, разделив участников по уровню жира в организме, и также не обнаружили влияния диеты на какие-либо маркеры воспаления. Статистически значимые различия наблюдались в соотношении лактулоза:маннит (группа HFCS была самой низкой), но все группы были в пределах нормы и значительно ниже значений, наблюдаемых в условиях, связанных с кишечной проницаемостью.

Анализ экспрессии генов жировой ткани не показал изменений ни в одном из оцениваемых маркеров, за исключением значительного влияния диеты после восьмидневного вмешательства на экспрессию мРНК адипонектина в жировой ткани. Измерения после периода диеты с фруктозой были выше, чем после периодов как с HFCS, так и с глюкозой. Адипонектин представляет собой противовоспалительный сигнальный белок (секретируемый жировой тканью), который обратно коррелирует с ожирением и оказывает инсулиносенсибилизирующее действие. Неясно, насколько уместно это открытие, потому что эти различия в экспрессии генов не отражались аналогичными различиями в концентрациях в плазме. Возможно, это связано с тем, что уровни адипонектина в плазме в первую очередь связаны с висцеральной жировой тканью, на которую, возможно, не повлияли три периода диеты. Напомним, что эти измерения мРНК проводились в подкожной, а не висцеральной жировой ткани. Не наблюдалось влияния на уровни нейтрофилов (разновидность лейкоцитов), общее количество макрофагов жировой ткани (связанных с хроническим воспалением) или цитотоксических Т-клеток (которые играют роль в иммунной функции).

Ранее опубликованные данные того же исследования показали, что общее потребление энергии (ad libitum) не отличалось между группами: участники потребляли более 116% расчетной общей дневной потребности в калориях. Кроме того, никаких изменений массы тела, окружности талии или физической активности не наблюдалось после восьмидневного периода вмешательства. Примечательно, что люди увеличили общее потребление энергии на всех трех напитках, подтверждая идею о том, что потребление SSB в реальной жизни часто сочетается с избытком энергии. Также стоит отметить тот факт, что избыток энергии уменьшился в течение восьмидневного периода, поскольку люди начали компенсировать избыток калорий.

Потребление 25% расчетной суточной калорийности в течение восьми дней в виде подслащенных сахаром напитков (с глюкозой, фруктозой или HFCS) не оказало существенного дифференциального воздействия на множественные маркеры системного воспаления, проницаемость кишечника или воспаление жировой ткани.

В этом исследовании был сделан один неожиданный вывод: потребление напитков, подслащенных фруктозой, КСВСФ или глюкозой, в течение восьми дней приводило к потреблению энергии, которое примерно на 15% превышало расчетную потребность. Но группы не по-разному влияли на показатели системного воспаления, кишечной проницаемости или воспаления жировой ткани у взрослых с нормальным весом и с ожирением.

Это исследование имеет ряд преимуществ и ограничений. Перекрестный дизайн позволяет исследователям свести к минимуму межиндивидуальные вариации биомаркеров плазмы и экспрессии генов. Кроме того, это исследование уникально тем, что в нем были отобраны и исключены потенциальные участники с мальабсорбцией фруктозы. Распространенность мальабсорбции фруктозы может быть довольно высокой у людей с необъяснимыми желудочно-кишечными симптомами, и, что удивительно, от 50 до 80% здоровых людей могут быть не в состоянии усваивать большое количество фруктозы.

Еще одним преимуществом является то, что это были здоровые люди с широким диапазоном ИМТ. Итак, если идея состоит в том, что фруктоза приводит к проблемам с обменом веществ, вам следует посмотреть на людей, которые в остальном здоровы, чтобы увидеть, «движутся ли они к болезни». Наличие диапазона значений ИМТ может помочь выявить дифференциальные эффекты, хотя статистическая мощность, вероятно, для этой цели довольно низкая.

Продолжительность исследования также имеет свои плюсы и минусы. Хотя восьми дней должно быть достаточно, чтобы обнаружить какие-либо острые эффекты, это все же короткая продолжительность, поэтому некоторые эффекты может быть трудно наблюдать. Также возможно, что маркерам, выбранным для изучения, требуется больше времени, чтобы показать какие-либо изменения, и что краткосрочные изменения, которые действительно произошли, не рассматривались. Участники не набирали вес во время вмешательств, что хорошо для разделения влияния увеличения массы тела, избытка калорий и самой фруктозы или сахара на воспаление. Также вероятно, что продолжающееся потребление 25% (оценочной) потребности в калориях из SSB может способствовать увеличению веса и увеличению системного воспаления.

Кратковременное потребление различных простых сахаров, по-видимому, не по-разному влияет на маркеры системного воспаления или проницаемости кишечника. Однако это исследование не может пролить свет на то, какими могут быть последствия хронического потребления.

В небольшом количестве контролируемых испытаний с участием людей была изучена связь между SSB и системным воспалением. Результаты были разными. В исследовании, аналогичном текущему, у участников, потреблявших напитки с глюкозой или фруктозой в качестве 25% калорий в течение десяти недель, не было изменений воспалительных маркеров СРБ или ИЛ-6. Однако в этом исследовании также сообщалось об увеличении висцерального жира после употребления фруктозы, но не после употребления напитков, подслащенных глюкозой, а также других провоспалительных медиаторов (таких как MCP-1 и PAI-1), которые не измерялись в текущем исследовании. Интересно, что группы, принимавшие глюкозу и фруктозу, набрали одинаковое количество жира, но больше его было висцеральным в группе, принимавшей фруктозу.

Висцеральный (а не подкожный) жир является основным фактором, определяющим циркулирующие концентрации MCP-1 и PAI-1. Это означает, что причиной воспаления может быть увеличенная жировая ткань, а не фруктоза как таковая. В текущем исследовании висцеральный жир не измерялся, но вряд ли он изменится через восемь дней. В другом исследовании здоровые участники потребляли очень высокую дозу глюкозы или фруктозы (150 граммов, растворенных в воде; это количество содержится более чем в литре газировки) ежедневно в течение четырех недель и не обнаружили никаких изменений в CRP, PAI-1, MCP-1 или висцеральный жир после любого вмешательства. В соответствии с текущими результатами, еще одно исследование на людях сравнило влияние 80 граммов и 40 граммов напитков, подслащенных фруктозой, глюкозой или сахарозой, на уровни СРБ и обнаружило, что, хотя СРБ увеличивался во время всех вмешательств, не было различий между потребления глюкозы и фруктозы.

Связь между фруктозой и проницаемостью кишечника (и, в свою очередь, системным воспалением) может наблюдаться на животных моделях, но не на людях. Исследования на мышах показали, что потребление фруктозы (но не глюкозы) может повышать проницаемость кишечника и способствовать перемещению бактерий, таких как липополисахарид, в воротную вену, что затем вызывает воспаление в печени. Антибиотики способны уменьшать воспаление печени, еще больше укрепляя связь между бактериями из кишечника и воспалением. Подобные нежелательные эффекты фруктозы наблюдались и у обезьян. В свете доступных исследований на животных было неожиданно, что это новое исследование на людях не показало доказательств повышенной проницаемости кишечника или различий в плазменных маркерах воздействия эндотоксина между тремя периодами диеты.

Исследования на животных указывают на то, что высокое потребление фруктозы оказывает пагубное влияние на воспаление и проницаемость кишечника, но небольшое количество исследований на людях не подтверждает те же связи.

В. Существуют ли другие причины избегать или уменьшать потребление фруктозы?

Возможно, но, скорее всего, это связано с общим потреблением калорий. Недавний обзор и метаанализ, посвященный влиянию сахара на здоровье печени, пришел к выводу, что «очевидная связь между показателями здоровья печени и потреблением фруктозы или сахарозы, по-видимому, смешивается с чрезмерным потреблением энергии».

Эта идея подтверждается мета-анализом, показывающим, что фруктоза не вызывает увеличения веса, когда ее заменяют в диетах, обеспечивающих аналогичные калории. Что кажется плохим, так это сочетание высокого потребления калорий и высокого уровня рафинированной фруктозы или сахара в целом. При этом многие люди, которые едят сладкую пищу, добавляют сахар в пищу и пьют SSB, будут увеличивать общее потребление энергии, поэтому эти два критерия часто выполняются в реальной жизни.

В. Будут ли результаты долгосрочного исследования другими?

Если бы это было так, то опять же, скорее всего, из-за длительного избытка энергии, что привело к накоплению жировой ткани, что само по себе привело бы к увеличению производства воспалительных цитокинов. Тем не менее, это исследование показало, что фруктоза непропорционально заставляет лишний жир уходить во внутреннюю полость, как показано на рисунке 3. Таким образом, при равенстве калорий переедание фруктозы в долгосрочной перспективе может быть еще хуже.