果糖

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什么是果糖?

果糖或左旋糖或果糖是单糖,属于简单碳水化合物。

名称来源:来自拉丁语fructus =水果; -ose 表示糖。

果糖的营养成分:

  • 每克卡路里 =3.6
  • 每份 25 克的血糖指数 (GI) =11
  • 甜度,相对于蔗糖 =120-190%
  • 净碳水化合物 =100%

果糖化学式

果糖的化学式与葡萄糖相同(C6 H12 O6 ),但原子排列略有不同。

图1.果糖与葡萄糖的结构不同。

果糖是一种必需营养素吗?

果糖不是必需的营养素,这意味着您不需要从食物中获取它就可以保持健康。您需要的所有果糖都可以在您的体内由葡萄糖产生。

果糖功能

  • 果糖是一种能量来源; 它可以提供每克 3.6 卡路里, 这与蔗糖(食糖)大致相同。
  • 果糖可促进水、钠和钾的吸收。

果糖来源

果糖的主要来源包括水果、果汁、蜂蜜、用高果糖玉米糖浆 (HFCS) 增甜的软饮料,以及用龙舌兰糖浆或转化糖增甜的产品。某些药用和复合维生素糖浆中含有果糖。

食糖(蔗糖)被消化成葡萄糖和果糖。

果糖被称为水果糖,因为水果是其主要来源,但水果中还含有其他糖类,主要是葡萄糖和蔗糖。

果糖吸收

与大多数其他营养素一样,果糖在小肠中被吸收。

健康的成年人一次可以从果糖溶液中吸收 25 到 50 克左右的果糖。

果糖在空肠中被吸收 (小肠中部)通过运输分子GLUT5 并且,在存在葡萄糖的情况下(因此,当与可产生葡萄糖的碳水化合物一起食用时),GLUT2 运输者。果糖还可以在 GLUT7 的帮助下被回肠(小肠的最后部分)和结肠吸收 运输车。

果糖吸收刺激剂:

葡萄糖

当一餐中的葡萄糖含量等于或超过果糖含量时,即使是在果糖吸收不良的个体中,一餐中的所有果糖都应该被吸收。

在一项实验中,十名健康成人参与者中只有两名完全吸收了 50 克果糖,但他们都完全吸收了 50 克果糖和 50 克葡萄糖以及 100 克蔗糖的组合,即由50%葡萄糖和50%果糖制成。

果糖可以在小肠内壁的转运分子(称为 GLUT-5)的帮助下独立吸收;这种运输是饱和的——通过这种方式,一顿饭最多只能吸收约 50 克果糖。在葡萄糖存在的情况下,果糖也可以在转运分子 GLUT-2 的帮助下被吸收;这种运输在实际果糖摄入量中是不饱和的。

其他果糖吸收促进剂:

  • 蔗糖 (食糖)  和半乳糖(来自牛奶) 
  • 氨基酸 来自肉类和其他蛋白质食物的 L-丙氨酸、L-谷氨酰胺、L-苯丙氨酸和 L-脯氨酸
  • 糖尿病 2, 由于小肠内膜中 GLUT-2 和 GLUT-5 转运蛋白的数量增加,果糖(以及葡萄糖和半乳糖)的吸收得到增强  .

果糖吸收抑制剂:

  • 山梨醇
  • 压力 
  • 小肠细菌过度生长 (SIBO)
  • 克罗恩病 
  • 乳糜泻 
  • 化疗或放疗

果糖吸收不良

果糖吸收不良被定义为在用果糖进行呼气测试期间无法从测试餐中完全吸收 25 克或更多的果糖。患有严重果糖吸收不良的人可能无法吸收低至 5 克的果糖。一些研究人员并不认为果糖吸收不良是一种疾病,而是一种生理现象。

果糖吸收不良的原因尚不清楚。这种疾病可以出现在婴儿身上,也可以在生命的任何后期发展。果糖吸收不良也可作为小肠细菌过度生长(SIBO)、乳糜泻或克罗恩病的过渡性并发症发展。

症状

果糖吸收不良的症状可能包括过度腹胀和胀气(胀气)、腹部绞痛和疼痛、腹泻、便秘、恶心、呕吐、过度嗳气、胃灼热(胃反流)以及摄入果糖后几小时内的嗜睡或抑郁。持续腹泻可能会导致体重意外减轻。

诊断

果糖吸收不良可以根据果糖氢呼气试验阳性来诊断,这可以由胃肠病学家或注册营养师订购。该测试包括禁食过夜,然后喝果糖溶液,通常含有 25 克果糖,几小时后测量呼出空气中的氢含量。

高达 30% 的果糖吸收不良患者不通过肺部排出氢气,该检测结果可能为假阴性。

有些被诊断患有肠易激综合征 (IBS) 的人实际上可能患有果糖吸收不良,有些人可能同时患有这两种情况。

机制

果糖吸收不良的人的小肠内层缺乏一种称为 GLUT-5 的转运分子。饭后,未被吸收的果糖会留在肠道中,将体内的水分吸引到肠道中,从而引发腹泻。果糖到达大肠后,正常的肠道细菌将其消耗掉,转化为氢气、二氧化碳、甲烷等气体,从而引起腹胀和胀气。

果糖吸收不良也与抑郁症有关;可能的原因包括色氨酸和叶酸缺乏。 IBS 患者果糖吸收不良的患病率不高于一般人群  .

低果糖饮食

果糖吸收不良的人可以从低果糖饮食中受益,这意味着避免膳食中“净果糖”含量超过 0.5 克(图 1) ,即一餐中果糖含量高于所有葡萄糖来源的葡萄糖总量:葡萄糖(100% 葡萄糖)、淀粉(100% 葡萄糖)、麦芽糖(100% 葡萄糖)、蔗糖(50% 葡萄糖)和乳糖(50% 葡萄糖)。例如,一顿含有 20 g 果糖、10 g 淀粉(即 10 g 葡萄糖)和 10 g 蔗糖(即 5 g 果糖和 5 g 葡萄糖)的膳食含有 20 g + 5 g 果糖——(10 g + 5 g葡萄糖)=25 – 15 =10 克净果糖。

图1.高净果糖食物

图表 1. 含净果糖的食物

食物(服务) 果糖 (g) 净果糖* (g)
熟龙舌兰(100 克) 18.5 16
纯果葡糖浆(1 汤匙,20 克) 13-16 最多 16 个
梨汁(1 杯,237 毫升) 18 14
苹果汁(1 杯,237 毫升) 16 8
龙舌兰花蜜(1 汤匙,20 克) 11 7
苹果(1 个中号,180 克) 12.5 6.5
梨(1 个中等大小,180 克) 12 6
苹果酱(1/2 杯,122 克) 7 4.5
芒果(1 杯,切片,165 克) 7.5 4.5
蜂蜜(1 汤匙,21 克) 6-9 高达 4.5
HFCS-55 可乐型软饮料(1 杯,237 mL) 15 4
亚洲梨(4 盎司,110 克) 7 4
西瓜(1 杯,切丁,150 克) 6 2.5
运动饮料(1 杯,237 毫升) 8 2.5
高果糖玉米糖浆(HFCS-55、异葡萄糖、果糖-葡萄糖糖浆)(1 汤匙,20 克) 8.5 2
杨桃(杨桃)(3 盎司,85 克) 3 2
普通话(1 大,6 盎司,170 克) 3.5 2
Feijoa(1 杯,243 克) 7 1.5
Nance(1 杯,120 克) 5.5 1.5
成熟的番石榴(1 杯,165 克) 3 1.5
低热量白面包(3.5 盎司,100 克) 2.5 1.5
葡萄(1 杯,150 克) 12.5 1.5
葡萄汁(1 杯,237 毫升) 19 1.5
葡萄干(2 盎司,57 克) 17 1
全麦面包(3.5 盎司,100 克) 4.5 1
成熟的红色番茄(1 杯,150 克) 2 1
玉米,黄色,来自玉米棒(100 克) 1.5 1
橙色(1 中号,5 盎司,140 克) 2.5 1
橘子(1 杯,195 克) 4.7 0.5
草莓(1 杯,150 克) 3.5 0.5
成熟的香蕉(7 英寸,120 克) 3.5 0.5
菠萝(1 杯,165 克) 12 0.5
橙汁(1 杯,237 毫升) 10.5 0.5
蜜瓜(1 杯,177 克) 5 0.5
哈密瓜(1 杯,177 克) 3.5 0.5
覆盆子(1 杯,120 克) 3 0.5
卷心菜,绿色(100 克) 2 0.5
百吉饼(3.5 盎司,100 克) 1.5 0.5
绿豆,微波处理(1/2 杯,62 克) 1 0.5

图 1 参考:

其他高果糖但不含净果糖的食物 

以下高果糖但不含净果糖的食物也可能引发一些果糖吸收不良的人出现症状:

  • 甜味剂:转化糖、黑糖浆
  • 水果:无花果、菠萝蜜、荔枝(荔枝)、石榴、sapote、香蕉、猕猴桃、枣、草莓、黑醋栗(红色和白色)

有些人也可能受益于避免:

  • 山梨醇 和其他糖醇或多元醇,例如李子、李子、口香糖、糖果和某些软饮料中的木糖醇、麦芽糖醇和甘露醇
  • 果聚糖(菊粉低聚果糖或FOS) 在小麦、洋葱、芦笋、菊芋、韭菜和菊苣根中
  • 半乳聚糖 在豆类(豆类、豌豆、小扁豆)中
  • 乳糖
  • (避免上述所有营养素称为低 FODMAP 饮食)

在净果糖含量高的食物中添加葡萄糖或将它们与淀粉类食物一起食用,例如用面包吃苹果,可能会预防症状,但这可能并不适合所有人。

低果糖饮食通常会在 2-4 天内导致症状明显改善,但所有症状可能需要数周才能完全消失。如果低果糖饮食没有帮助,您可以请医生进行其他检查,例如乳糖不耐症或小肠细菌过度生长 (SIBO) 的呼气试验。

图表 2. 低果糖饮食

食用安全 尝试 避免
糖、糖浆、甜味剂
安赛蜜、杏仁、阿斯巴甜、大麦麦芽、糙米、红糖、冰糖、巧克力、玉米。 (葡萄糖)、椰子、玉米糖浆固体、糊精、软糖、葡萄糖(右旋糖)、甘油(甘油)、糖原、金 s。 (cane s.,轻糖浆),grape s.,HFCS-42,高麦芽糖玉米糖浆 (HMCS),转化糖 (treacle),液体葡萄糖,麦芽糖糊精(改性淀粉),maltose s.,maple s.,纽甜,煎饼、原糖(Turbinado、Demerara、粗糖、椰子棕榈糖 – gur)、大米、糖精、高粱、淀粉、甜叶菊、蔗糖、三氯蔗糖、蔗糖(餐桌、甜菜或蔗糖),蔗糖 s. (液体糖)、苏克林、塔格糖、海藻糖、trimoline *s。 =糖浆 黑糖蜜(黑糖浆)、焦糖、甘草(甘草)、半乳糖醇、(半乳糖醇)、赤藓糖醇、氢化淀粉水解物 (HSH)、异麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇、木糖醇 龙舌兰花蜜(在龙舌兰酒、玛格丽塔酒、软饮料中)、果糖、高果糖玉米糖浆 (HFCS-55)、蜂蜜;大米果葡糖浆(中国)、山梨糖醇
甜点和甜点
含有“安全”甜味剂的糖果、蛋糕、糖果、巧克力、糖果、软糖、明胶、口香糖、果冻、棒棒糖、杏仁糖、棉花糖、馅饼、布丁、果子露(冰糕)和太妃糖 任何含有上述甜味剂的东西 任何含有上述“避免”甜味剂的东西
水果
鳄梨、茄子、蔓越莓、枣、无花果、葡萄柚、菠萝蜜、猕猴桃、金橘、柠檬、酸橙、橄榄、百香果、柿子、石榴 杏、香蕉、黑莓、蓝莓、波森莓、哈密瓜、樱桃、黑醋栗、醋栗、葡萄、蜜瓜、荔枝(荔枝)、马美苹果、油桃、橙子、木瓜(木瓜)、桃、菠萝、李子、李子、木瓜、葡萄干、大黄、草莓、覆盆子、罗望子、橘柚 苹果、杨桃(杨桃)、番石榴、番石榴、橘子(橘子)、芒果、纳西果(亚洲梨)、梨、苏丹娜、西瓜、桑特醋栗和相关果汁、蜜饯和果酱
蔬菜、豆类
甜菜、肉汤、球芽甘蓝、胡萝卜、花椰菜、芹菜、黄瓜、蒲公英、茄子、菊苣、莴苣、茴香、羽衣甘蓝、生菜、芥菜、秋葵、土豆(白、甜)、南瓜、萝卜、芜菁甘蓝、酸菜、青葱、菠菜、瑞典菜、瑞士甜菜、萝卜、西洋菜 朝鲜蓟、芦笋、西兰花、卷心菜、黄瓜(腌制)、大蒜、豆类(豆类、豌豆和小扁豆)、韭菜、蘑菇、洋葱、辣椒、南瓜(夏季)、西红柿、西葫芦
谷物
大麦、面包、意大利面和不含果糖的即食谷物、玉米粉(去胚芽)、玉米片(无味)、粗粒、灌浆、燕麦片、粥(熟燕麦片)、原味松饼、米饭(白色、棕色)、米饭或荞麦面、黑麦面包、玉米饼 小麦,包括 dinkle、kamut、sourdoughs、spelt、wholemeal 和小麦制品:饼干、饼干、面条、意大利面、糕点;葡萄干麸
蛋白质食品
肉类、鱼类、其他海鲜、鸡蛋、坚果、种子 椰奶和奶油
乳制品
原味、不加糖的牛奶、酸奶、奶酪、奶油冻、冰淇淋
酱料和香料
罗勒、月桂、肉桂、孜然、咖喱、马郁兰、牛至、欧芹、迷迭香、百里香、醋(苹果酒、香醋、蒸馏酒) 烧烤酱、香菜、酸辣酱、芥末酱、番茄酱、欧洲防风草、调味料、酱油 酱汁:酸甜;调料:山萝卜、莳萝草、生姜、辣椒
饮料
水(自来水、无味瓶装、矿泉水)、茶、咖啡、用葡萄糖、蔗糖或上述其他甜味剂增甜的软饮料;干葡萄酒、不加糖的蒸馏酒精饮料(杜松子酒、朗姆酒、伏特加酒、威士忌) 上述水果的果汁;菊苣咖啡替代品;酒精(强化葡萄酒和利口酒可能有问题) 上面列出的水果汁、含山梨糖醇或 HFCS 的软饮料

图 2 来源:USDA.gov、Tandofline、Foodintolerances.org

果糖吸收不良的并发症

  • 小肠细菌过度生长 (SIBO)
  • 果糖吸收不良可能导致色氨酸、叶酸和锌缺乏。

遗传性果糖不耐症 (HFI)

遗传性果糖不耐症是一种罕见的遗传性疾病,由于缺乏酶果糖1-磷酸醛缩酶,导致果糖在肝脏中积累, 因为果糖不能转化为葡萄糖。摄入含果糖食物后,儿童早期首次出现严重腹部绞痛和呕吐等症状。

HFI 饮食

HFI 患者应避免食用含有少量果糖、蔗糖、山梨糖醇、异麦芽糖醇、麦芽糖醇、菊粉、低聚果糖 (FOS)、水苏糖、棉子糖、转化糖、高果糖玉米糖浆 (HFCS)、龙舌兰花蜜、黑糖浆和某些其他糖浆,指大多数水果和水果制品、某些蔬菜、坚果、小麦制品和用上述甜味剂增甜的商业食品。患有 HFI 的人应咨询他们的医生或注册营养师,以获得要避免的食物的确切清单。以下是含有果糖和蔗糖的食物的广泛但不完整的清单。

其他果糖代谢障碍:原发性果糖尿3-果糖 1,6 双磷酸酶缺乏症 .

基本果糖尿

原发性果糖尿症是一种良性遗传性疾病,没有果糖不能完全转化为葡萄糖的症状。过量的果糖会从尿液中排出。

果糖代谢:吸收后果糖的命运

大部分被吸收的果糖进入肝脏,主要转化为葡萄糖: 摄入的果糖约50%以血糖的形式出现,可作为能量来源;其余的葡萄糖主要以糖原的形式储存 或转化为乳酸 .在较小程度上,果糖会转化为游离脂肪酸、酮体、VLDL 胆固醇和甘油三酯。

果糖对胰岛素释放的影响

与葡萄糖不同,果糖不需要胰岛素即可进入人体细胞。摄入果糖只会导致健康个体的胰岛素水平轻微升高,但糖尿病患者的胰岛素水平会显着升高。

果糖对血糖水平的影响

果糖具有低血糖指数 (GI =11),与其他常见碳水化合物相比,对血糖和胰岛素水平升高的影响较小。果糖与葡萄糖一起摄入,而由 50% 葡萄糖和 50% 果糖组成的蔗糖比单独的果糖或葡萄糖更能提高胰岛素水平。

果糖对低密度脂蛋白胆固醇和甘油三酯水平的影响

每天摄入50克以上果糖可能会增加饭后甘油三酯水平,每天摄入100克以上果糖可能会增加空腹甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇水平。

果糖摄入量超过身体热量需求,但果糖摄入量本身不高,可能会导致代谢综合征(内脏肥胖、高血压、胰岛素抵抗、高 LDL 胆固醇)的发展。

果糖与运动

  • 适量的果糖可能会减轻运动时的疲劳感。
  • 在耐力训练过程中,添加到其他碳水化合物中的果糖会促进碳水化合物的氧化。摄入的葡萄糖可以以 1.0-1.1 g/min 的最高水平被氧化,但葡萄糖和果糖的组合可以使氧化率提高 40%。

果糖摄入过多的可能后果

目前,没有证据表明游离果糖(如转化糖或高果糖玉米糖)比作为蔗糖一部分的果糖(50% 葡萄糖、50% 果糖)具有更多的不良影响。

腹泻

松弛阈值 果糖(可引发腹泻的量)约为每天 70 克,但在某些人中可能会显着升高或降低。

痛风

高果糖摄入可能会增加血尿酸水平(高尿酸血症)。高尿酸血症可增加痛风风险。

在两项研究中,高果糖摄入量与女性痛风风险增加适度相关,与男性痛风风险增加密切相关,但在 2009 年的一项研究中,并非如此。

肾结石

在 2008 年的一项研究回顾中,高果糖摄入与肾结石风险增加有关。

龋齿

果糖可以促进蛀牙,但不如蔗糖和葡萄糖。

食欲和体重增加

  • 作为混合膳食的一部分食用果糖似乎对食欲没有任何影响。
  • 果糖和葡萄糖对体重增加的影响似乎没有长期差异。

血压

根据 3 项系统评价研究,高果糖摄入量与高血压无关。

冠心病

目前,没有确凿的证据表明高果糖摄入与冠心病之间的关系。

脂肪肝

高果糖摄入量与脂肪肝风险增加之间的相关性证据不足。

果糖与糖尿病

迄今为止的研究并未发现高果糖摄入、胰岛素抵抗和糖尿病 2 之间存在一致的关系。

与葡萄糖或蔗糖相比,果糖对 2 型糖尿病患者餐后血糖水平的升高作用低于葡萄糖或蔗糖。

根据一项 2012 年对对照喂养试验的系统评价,用果糖代替其他碳水化合物可使 HbA1c 平均降低 0.53%。

每天摄入超过 60 克果糖可能会增加糖尿病患者的甘油三酯水平 2 2。

口服果糖治疗糖尿病儿童低血糖的效果似乎不如口服蔗糖或葡萄糖1。

果糖生产

果糖作为甜味剂通常由玉米淀粉或蔗糖制成,而蔗糖则从甘蔗或甜菜中获得。

果糖与烹饪

  • 在商业上,果糖以粉末(果糖、结晶果糖、果糖)或糖浆(纯果糖浆)的形式提供。
  • 果糖粉为白色结晶物质,无异味,甜度为蔗糖的 120-190%。
  • 果糖吸湿性 – 在相对湿度高于 60°C 时,它很容易从空气中吸收水分。
  • 果糖溶解度 在 77 °F (25 °C) 的水中约为 400 g/100 mL。果糖在 20°C 下在 95% 乙醇中的溶解度约为 6 g/100 mL。
  • 果糖熔点 =216-270 °F (102-132 °C);熔点随加热速率升高。
  • 果糖分解 在 216-221 °F (102-105 °C) 时。
  • 果糖是一种还原糖,很容易发生美拉德褐变反应 在存在氨基酸的情况下。
  • 焦糖化 果糖从 230 °F (110 °C) 开始。