Ist Fruktose ein reduzierender Zucker?

Im Alltag wissen die meisten Menschen nicht viel über Fruktose. Fruktose, auch als Lävulose bekannt, ist eine Art Monosaccharid und unterscheidet sich von gewöhnlichem Zucker. Es ist der einzige reduzierende Zucker, also ist Fruktose ein reduzierender Zucker. Es ist der süßeste aller Zucker. Es kann auch zur Herstellung von Süßigkeiten, Kuchen und Getränken verwendet werden und hat ein breites Anwendungsspektrum.

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Fructose enthält 6 Kohlenstoffatome und ist ebenfalls ein Monosaccharid. Es ist ein Isomer von Glucose. Es kommt in großen Mengen in freiem Zustand in Fruchtsaft und Honig vor. Fructose kann sich auch mit Glucose zu Saccharose verbinden. Reine Fructose ist ein farbloser Kristall mit einem Schmelzpunkt von 103-105 °C. Sie kristallisiert nicht leicht und ist normalerweise eine viskose Flüssigkeit. Sie ist leicht löslich in Wasser, Ethanol und Ether.

Der Rohstoff für die großindustrielle Produktion von Fructose ist Saccharose. Saccharose kann mit verdünnter Salzsäure oder Invertase hydrolysiert werden, und das Produkt ist eine Mischlösung aus Fructose und Glucose. Durch Zugabe von Calciumhydroxid entsteht eine unlösliche Verbindung zwischen Fructose und Calciumhydroxid, die durch Filtration von der wässrigen Lösung getrennt wird. Anschließend wird Kohlendioxidgas eingeleitet, damit Calciumhydroxid mit Kohlendioxid reagieren kann und Calciumcarbonat mit sehr geringer Löslichkeit entsteht. Das Calciumcarbonat wird dann herausgefiltert und das Wasser verdampft, um Fruktosekristalle zu erhalten.

Eine andere Methode zur Herstellung von Fructose besteht darin, Stärke als Rohstoff zu verwenden. Nach der Stärkehydrolyse wird sie durch immobilisierte Glucoseisomerase in Zucker umgewandelt, der 42 % Fructose und 58 % Glucose enthält. Diese Mischung wird als Maissirup mit hohem Fructosegehalt oder Sirup mit hohem Fructosegehalt bezeichnet.

Fructose ist ein prismatischer Kristall mit einem Schmelzpunkt von 103-105 °C. Sie ist der süßeste aller Zucker, doppelt so süß wie Saccharose. Sie ist in Pflanzen weit verbreitet und wird in der Lebensmittelindustrie häufig verwendet, beispielsweise zur Herstellung von Süßigkeiten, Kuchen, Getränken usw. Die Süße von Maissirup mit hohem Fructosegehalt ist mit der von Saccharose vergleichbar, er wird jedoch aus Stärke als Rohstoff hergestellt. Er ist nicht nur kostengünstig, sondern hat auch das Aroma von natürlichem Honig. Er hat in der Lebensmittelindustrie ein breiteres Anwendungsspektrum als Fructose.

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Auch als Lävulose bekannt. Es ist ein Monosaccharid, sein vollständiger Name ist D-Arabinohexose[1] und seine Molekülformel ist C5H12O5CO. Fruktose ist in Fruchtsäften und Honig in großer Menge in freier Form vorhanden und ist der einzige reduzierende Zucker, der in Rinder- und Menschensamen vorkommt. In Topinambur (Dahlienwurzel) speichert D-Fructose Energie in Form von Polysacchariden. Die häufiger vorkommende Form ist Saccharose, die über glykosidische Bindungen mit D-Glucose verbunden ist. Im kristallinen Zustand kann β-Pyranose in Ketose vorliegen, die in Naturprodukten häufig mit Furanose kombiniert ist. In wässriger Lösung kommen Furanose und Pyranose gleichzeitig vor, und bei 20 °C enthält eine wässrige Lösung etwa 20 % Furanose.

Aus Fruktose gebildete Glykoside kommen in der Natur selten vor. Fructose ist ein prismatischer Kristall mit einem Schmelzpunkt von 103-105°C (Zersetzung). Fructose ist der süßeste aller Zucker, etwa doppelt so süß wie Saccharose, und kann durch Hydrolyse von Topinambur gewonnen werden. Saccharose ist der am häufigsten vorkommende Rohstoff für die großindustrielle Produktion von Fructose. Saccharose wird mit verdünnter Säure oder Invertase hydrolysiert, um Fructose aus einer mit D-Glucose vermischten Lösung zu trennen. Fructose lässt sich nicht leicht kristallisieren, bildet jedoch mit Calciumhydroxid einen unlöslichen Komplex. Nach der Trennung können durch Einleiten von Kohlendioxid Fructosekristalle gewonnen werden. Bromwasser kann auch industriell verwendet werden, um Glucose im Hydrolysat von Saccharose selektiv zu oxidieren und dann D-Gluconsäure zu entfernen, um Fructose zu erhalten. Derzeit wird Glucose in der großindustriellen Produktion durch Stärkehydrolyse hergestellt und dann durch immobilisierte Glucoseisomerase in Invertzucker umgewandelt, der 42 % Fructose und 58 % Glucose enthält. Es wird im Handel als Maissirup mit hohem Fructosegehalt oder Sirup mit hohem Fructosegehalt bezeichnet. Seine Süße ist mit der von Saccharose vergleichbar, aber es hat die Eigenschaften eines natürlichen Honiggeschmacks und niedrige Produktionskosten. Es wird häufig in der Lebensmittelindustrie wie Getränken und Süßwaren verwendet.

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C6H12O6 Einer der Alkohol- und Ketonmonosaccharide. Weiße Kristalle oder Pulver, das Produkt ist oft hellbraun und schmeckt sehr süß. Dichte 1,6 g/cm³, Schmelzpunkt 103–105 °C (Zersetzung). Löslich in Wasser, Ethanol und Ether. Es besitzt keine Aldehydgruppe, aber eine aktive Ketongruppe und kann eine Silberspiegelreaktion eingehen. Die Oxidationsprodukte sind Glykolsäure und Trihydroxybuttersäure. Mit Kalkwasser kann sich ein Calciumfructose-Niederschlag bilden, durch Zugabe von Kohlendioxid kann jedoch Fructose zurückgewonnen werden. Wird als Lebensmittel, Nahrungsergänzungsmittel und Konservierungsmittel verwendet. In Früchten und Honig enthalten. Es wird häufig durch Hydrolyse von Inulin hergestellt.

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Silberspiegelreaktion von Fructose

Glucose und Fructose sind Isomere voneinander. Glucose ist ein Polyhydroxyaldehyd (Aldose) und Fructose ist ein Polyhydroxyketon (Ketose). Da es im Fructosemolekül keine Aldehydgruppe gibt, scheint es, dass die Silberspiegelreaktion nicht stattfinden kann. Dies ist jedoch nicht der Fall. Der Hauptgrund ist, dass Fructose in alkalischer Lösung zwei Reaktionen durchlaufen kann: Eine davon ist, dass sie durch Enolisierung zu Aldose wird (Reaktionsgleichung ausgelassen). Zweitens entsteht beim Cracken organisches Material mit Aldehydgruppen (chemische Formel ausgelassen). Daraus ist ersichtlich, dass Fructoselösungen immer auch Aldose- und Aldehyd-haltige organische Stoffe enthalten, welche mit alkalischen Silberammoniak-Lösungen eine Silberspiegelreaktion hervorrufen können. Daher sind sowohl Fructose als auch Glucose reduzierende Zucker. Die Wirkung der Verwendung von Fructose in der Silberspiegelreaktion ist ähnlich der von Glucose, und die Reaktionsbedingungen sind etwas höher als die von Glucose, 60-100 °C, der Massenanteil des Fructose-Lösungsstoffs kann 1 % betragen und der Massenanteil der Silbernitratlösung und des Ammoniak-Lösungsstoffs kann 2 %-4 % betragen. Unter dieser Bedingung kann ein hochwertiger Silberspiegel erhalten werden.