Il Fruttosio è uno zucchero naturale, un monosaccaride che si trova in natura in frutta, verdure, miele e si trova anche nel latte materno.

Ha 4 kcal per grammo ed è utilizzato come sostituto dello zucchero nel settore alimentare.

Il fruttosio è un altro componente dal nome innocuo e invitante, ma il cui consumo eccessivo può creare rischi per la salute. Questo ingrediente è inserito sovente in dolci, bevande alimentari ecc. con la finalità di aumentare il sapore dolce e lo troviamo in:

• sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio
• sciroppo di glucosio-fruttosio
• sciroppo di fruttosio
• sciroppo di zucchero invertito (contiene il 36% di fruttosio)

ed anche puro.

Origine. Estratto principalmente da fonti vegetali come frutta, miele e piante di canna da zucchero o barbabietola da zucchero.

Materie prime utilizzate nella produzione:

Frutta e Miele. Forniscono fruttosio naturale, che è noto per il suo elevato potere dolcificante e per essere più dolce del glucosio.

Un elenco di frutti particolarmente ricchi di fruttosio:

• Mele: soprattutto le varietà più dolci.
• Pere: a volte hanno un contenuto di fruttosio superiore a quello delle mele.
• Anguria: contiene una quantità significativa di fruttosio, soprattutto se si considera il volume che spesso si consuma.
• Uva: soprattutto le varietà più dolci come la Concord e la Thompson senza semi.
• Mango: uno dei frutti tropicali più dolci.
• Papaia: un altro frutto tropicale ad alto contenuto di fruttosio.
• Ananas: soprattutto quando sono completamente maturi.
• Litchi: questi piccoli frutti sono molto dolci.
• Melone: Contiene una quantità significativa di fruttosio.
• Nettare d'agave: anche se non è un frutto, vale la pena di notare che questo dolcificante, derivato dalla pianta dell'agave, è estremamente ricco di fruttosio.

È importante notare che questi frutti, pur essendo ricchi di fruttosio, offrono anche una serie di nutrienti essenziali, tra cui vitamine, minerali e fibre. Consumarli con moderazione nell'ambito di una dieta equilibrata può offrire benefici per la salute. Tuttavia, i soggetti affetti da patologie come il malassorbimento del fruttosio o l'intolleranza ereditaria al fruttosio dovrebbero essere cauti e consultare un professionista sanitario in merito all'assunzione di frutta.

Processo di produzione industriale

La produzione industriale di fruttosio puro, diversamente dalla produzione di sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio (HFCS), segue un processo specifico che mira all'ottenimento di fruttosio cristallino di alta purezza, utilizzato in vari settori per le sue proprietà dolcificanti superiori e il basso indice glicemico.

• Estrazione da saccarosio. Il fruttosio viene spesso prodotto industrialmente attraverso l'idrolisi enzimatica del saccarosio, uno zucchero composto da glucosio e fruttosio. Questo processo si avvale dell'enzima invertasi, che scinde il saccarosio in una miscela equimolare di glucosio e fruttosio.
• Purificazione. La miscela liquida di glucosio e fruttosio subisce processi di purificazione per rimuovere impurità e separare i due monosaccaridi. La cromatografia di scambio ionico è comunemente utilizzata per separare il fruttosio dal glucosio, grazie alla loro diversa affinità per la resina di scambio.
• Cristallizzazione. Il fruttosio purificato viene concentrato e sottoposto a cristallizzazione. Questo processo può richiedere condizioni di temperatura e concentrazione controllate per favorire la formazione di cristalli di fruttosio.
• Essiccazione. I cristalli di fruttosio vengono poi essiccati per rimuovere l'umidità residua, ottenendo fruttosio cristallino puro. L'essiccazione può avvenire attraverso essiccatori a letto fluido o spray dryer.
• Controllo  qualità. Il fruttosio cristallino è sottoposto a rigorosi controlli di qualità per verificare la purezza, l'assenza di contaminanti e la conformità con le specifiche alimentari. Questo include analisi cromatografiche per determinare la purezza del fruttosio e test microbiologici.

Forma e Colore

Il fruttosio si presenta come cristalli bianchi o una polvere fine molto solubile in acqua.

Studi

L'aggiunta di zuccheri è un fattore di rischio per l'obesità e le malattie metaboliche tra le quali il diabete mellito tipo 2, le malattie cardiovascolari e la steatosi epatica non alcolica (1).

Il consumo eccessivo di fruttosio è stato collegato, almeno parzialmente, ad una maggiore adiposità ed a disturbi metabolici rispetto ad altri zuccheri che sembrano essere particolarmente importanti durante i periodi critici della crescita e dello sviluppo infantile (2).

Il fruttosio induce stress ossidativo tramite diversi meccanismi. In primo luogo, siccome il fruttosio è strutturalmente diverso dal glucosio, può promuovere più danno epatocellulare. In secondo luogo, un sovraccarico di Fruttosio induce un prodotto di glicazione che può interagire con alcune proteine sfavorevolmente.  In terzo luogo un processo glicolitico accelerato con fruttosio aumenta la formazione di molecole come il Metilgllossale, un agente che porta a stress cellulare e ad alterazione della segnalazione insulinica (3).

Vi sono evidenze anche tra il consumo di zuccheri alimentari raffinati (fruttosio e glucosio) e malattie della retina (4).

Un recente studio attribuisce ad un'assunzione eccessiva di fruttosio la progressione della malattia renale diabetica (5).

Come riportato in uno studio sulla sicurezza dello sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio e del fruttosio utilizzati come dolcificanti, entrambi hanno mostrato un effetto citotossico all'HepG2 e linfociti umani a concentrazioni più elevate. Entrambi i dolcificanti hanno aumentato le frequenze di CA e SCE a concentrazioni più elevate. Lo sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio ha causato danni al DNA a concentrazioni del 10%-30%. Sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio (15% e 20%) e fruttosio (250, 1000 e 2000 μg/mL) hanno indotto la frequenza MN (6).

Cosmetica

Agente aromatizzante. Lo scopo di questo ingrediente è modificare la soluzione per aggiungere sapore. Gli estratti di aromi naturali hanno un costo piuttosto elevato quindi le industrie cosmetiche e farmaceutiche ricorrono a sostanze sintetizzate che abbiano caratteristiche sensoriali  per lo più simili agli aromi naturali o naturalmente equivalenti. Questo ingrediente è isolato attraverso processi chimici o è sintetizzato da sostanze chimiche.

Agente condizionante della pelle - Umettante. Gli umettanti sono sostanze igroscopiche utilizzate per ridurre al minimo la perdita d'acqua nella pelle e per prevenirne l'essiccazione facilitando un più rapido e maggiore assorbimento di acqua nello strato corneo dell'epidermide.  L'epidermide è il più superficiale dei tre strati con cui è composta la pelle umana (epidermide, derma e ipoderma) ed è lo strato che provvede al mantenimento dell'idratazione in tutti e tre gli strati. A sua volta l'epidermide è composta da cinque strati: corneo, il più superficiale, granulare, spinoso, lucido, basale. Gli umettanti hanno la capacità di trattenere nello strato corneo l'acqua che attirano dall'aria ed hanno la funzione di idratare la pelle. Meglio utilizzarli prima degli emollienti che sono a base d'olio.

CAS  30237-26-4, 57-48-7

Fruttosio studi

Bibliografia__________________________________________________________________

(1) Welsh, J.A.; Sharma, A.; Cunningham, S.A.; Vos, M.B. Consumption of added sugars and indicators of cardiovascular disease risk among US adolescents. Circulation. 2011 Jan 25;123(3):249-57. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.110.972166. 

Abstract. Background: Whereas increased carbohydrate and sugar consumption has been associated with higher cardiovascular disease risk among adults, little is known about the impact of high consumption of added sugars (caloric sweeteners) among US adolescents....Conclusion: Consumption of added sugars among US adolescents is positively associated with multiple measures known to increase cardiovascular disease risk.

(2) Goran, M.I.; Dumke, K.; Bouret, S.G.; Kayser, B.; Walker, R.W.; Blumberg, B. The obesogenic effect of high fructose exposure during early development. Nat Rev Endocrinol. 2013 Aug;9(8):494-500. doi: 10.1038/nrendo.2013.108. 

Abstract. Obesogens are compounds that disrupt the function and development of adipose tissue or the normal metabolism of lipids, leading to an increased risk of obesity and associated diseases. Evidence for the adverse effects of industrial and agricultural obesogens, such as tributyltin, bisphenol A and other organic pollutants is well-established. Current evidence suggests that high maternal consumption of fat promotes obesity and increased metabolic risk in offspring, but less is known about the effects of other potential nutrient obesogens. Widespread increase in dietary fructose consumption over the past 30 years is associated with chronic metabolic and endocrine disorders and alterations in feeding behaviour that promote obesity. In this Perspectives, we examine the evidence linking high intakes of fructose with altered metabolism and early obesity. We review the evidence suggesting that high fructose exposure during critical periods of development of the fetus, neonate and infant can act as an obesogen by affecting lifelong neuroendocrine function, appetite control, feeding behaviour, adipogenesis, fat distribution and metabolic systems. These changes ultimately favour the long-term development of obesity and associated metabolic risk.

Johnson RJ, Sánchez-Lozada LG, Lanaspa MA. The fructose survival hypothesis as a mechanism for unifying the various obesity hypotheses. Obesity (Silver Spring). 2023 Oct 17. doi: 10.1002/oby.23920. 

(3) Prasanthi Jegatheesan and Jean-Pascal De Bandt. Fructose and NAFLD: The Multifaceted Aspects of Fructose Metabolism  Nutrients 2017, 9(3), 230; doi:10.3390/nu9030230

Abstract. Among various factors, such as an unhealthy diet or a sedentarity lifestyle, excessive fructose consumption is known to favor nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), as fructose is both a substrate and an inducer of hepatic de novo lipogenesis. The present review presents some well-established mechanisms and new clues to better understand the pathophysiology of fructose-induced NAFLD. Beyond its lipogenic effect, fructose intake is also at the onset of hepatic inflammation and cellular stress, such as oxidative and endoplasmic stress, that are key factors contributing to the progression of simple steatosis to nonalcoholic steatohepatitis (NASH). Beyond its hepatic effects, this carbohydrate may exert direct and indirect effects at the peripheral level. Excessive fructose consumption is associated, for example, with the release by the liver of several key mediators leading to alterations in the communication between the liver and the gut, muscles, and adipose tissue and to disease aggravation. These multifaceted aspects of fructose properties are in part specific to fructose, but are also shared in part with sucrose and glucose present in energy- dense beverages and foods. All these aspects must be taken into account in the development of new therapeutic strategies and thereby to better prevent NAFLD.

(4) Kearney FM, Fagan XJ, Al-Qureshi S. Review of the role of refined dietary sugars (fructose and glucose) in the genesis of retinal disease. Clin Exp Ophthalmol. 2014 Aug;42(6):564-73. doi: 10.1111/ceo.12290. 

(5) Tsuruta H, Yasuda-Yamahara M, Yoshibayashi M, Kuwagata S, Yamahara K, Tanaka-Sasaki Y, Chin-Kanasaki M, Matsumoto S, Ema M, Kume S. Fructose overconsumption accelerates renal dysfunction with aberrant glomerular endothelial-mesangial cell interactions in db/db mice. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2024 Feb 13;1870(4):167074. doi: 10.1016/j.bbadis.2024.167074. 

Abstract. For the advancement of DKD treatment, identifying unrecognized residual risk factors is essential. We explored the impact of obesity diversity derived from different carbohydrate qualities, with an emphasis on the increasing trend of excessive fructose consumption and its effect on DKD progression. In this study, we utilized db/db mice to establish a novel diabetic model characterized by fructose overconsumption, aiming to uncover the underlying mechanisms of renal damage. Compared to the control diet group, the fructose-fed db/db mice exhibited more pronounced obesity yet demonstrated milder glucose intolerance. Plasma cystatin C levels were elevated in the fructose model compared to the control, and this elevation was accompanied by enhanced glomerular sclerosis, even though albuminuria levels and tubular lesions were comparable. Single-cell RNA sequencing of the whole kidney highlighted an increase in Lrg1 in glomerular endothelial cells (GECs) in the fructose model, which appeared to drive mesangial fibrosis through enhanced TGF-β1 signaling. Our findings suggest that excessive fructose intake exacerbates diabetic kidney disease progression, mediated by aberrant Lrg1-driven crosstalk between GECs and mesangial cells.

(6) Bülbül SN, Mamur S, Yuzbasioglu D, Unal F. Safety Assessment of High Fructose Corn Syrup and Fructose Used as Sweeteners in Foods. Toxicol Mech Methods. 2024 Feb 12:1-19. doi: 10.1080/15376516.2024.2318570. 

Abstract. High Fructose Corn Syrup (HFCS) and Fructose (FR) are widely used sweeteners in many foods and beverages. This study aimed at investigating the cytotoxic effects of HFCS (5%-30%) and FR (62.5-2000 μg/mL) using MTT assay in Human Hepatocellular Carcinoma (HepG2) cells, and genotoxic effects of using Chromosome Aberrations (CAs), Sister Chromatid Exchanges (SCEs), Micronuclei (MN) and comet assays in human lymphocytes. HFCS significantly reduced the cell viability in HepG2 cells at between 7.5% and 30% for 24 and 48 hours. 30% HFCS caused a very significant toxic effect. FR had a cytotoxic effect in HepG2 cells at all treatments. However, as fructose concentration decreased, the cell viability decreased. HFCS (10%-20%) and FR (250-2000 μg/mL) decreased the mitotic index at higher concentrations. IC50 value was found to be a 15% for 48 h. IC50 value of FR was detected as 62.5 μg/mL for 24 h and 48 h. HFCS significantly increased CAs frequency at 15% and 20%. FR significantly increased the frequency of CAs at 250, 1000, and 2000 μg/mL for 48 h. Both sweeteners increased the frequency of SCEs at all concentrations. HFCS (15% and 20%) and FR (250, 1000, and 2000 μg/mL) induced MN frequency at higher concentrations. HFCS caused DNA damage in comet assay at 10% -30%. FR increased tail intensity and moment at 125-2000 μg/mL and tail length at 62.5, 250 and 500 μg/mL. Therefore, HFCS and FR are clearly seen to be cytotoxic and genotoxic, especially at higher concentrations.