果糖的甜度为蔗糖的1.2~1.8倍,是最甜的天然营养型甜味剂。在水溶液中,由于变旋作用,果糖以三或四种互变异构体共存的形式存在,它们是β-D-吡喃果糖、α-D-吡喃果糖、β-D-呋喃果糖、α-D-呋喃果糖和开链果糖。其中β-D-吡喃果糖占的比例最高,而开链式果糖很少。
果糖代谢过程如下:(1)果糖主要在肝、肾和小肠中经果糖激酶催化生成1-磷酸果糖。(2)1-磷酸果糖在体内1-磷酸果糖醛缩酶的催化下,生成磷酸二羟丙酮和甘油醛,甘油醛可通过甘油醛激酶的磷酸化而生成3-磷酸甘油醛,该产物与磷酸二羟丙酮经糖酵解途径氧化分解或经糖原异生可转化为葡萄糖或合成糖原;而葡萄糖在肝脏内进入“Cori循环”(葡萄糖→肝糖原→血糖→肌糖原→血乳酸→肝糖原)。但葡萄糖和糖原不能逆向转化为果糖。果糖代谢具有如下特点:(1)果糖可绕过糖酵解中的限速酶(磷酸果糖激酶),因此在肝脏中果糖的分解速度快于葡萄糖。(2)果糖的代谢强度取决于果糖浓度,不受胰岛素的影响。由于果糖的代谢特点,身体正常的人仅有极少量葡萄糖从肝脏释放出来,因此摄入果糖不会引起摄入葡萄糖和蔗糖容易引起的严重的饭后血糖高峰和低血糖等症状。另外,由于果糖的肝糖原生成量是葡萄糖的3倍,且在缺氧条件下,果糖仍能进行酵解作用,增加肝细胞内ATP的浓度,因此果糖对肝细胞有保护作用。有研究表明果糖可保护鼠肝细胞体外对抗扑热息痛、肼、胆盐等的损害,还可靠糖酵解作用抑制铁催化形成的活性氧物质,从而有效地使肝细胞避免前氧化剂导致的细胞损害;所以果糖对肝炎、肝硬化等病症的消除有一定疗效。此外,果糖在运动饮料中被广泛使用,主要因为果糖在体内的代谢过程中不会产生乳酸而引起肌肉酸痛、倦怠感,且由于果糖与细胞键合力强,在极稳定的状态下释放热能,具有强化人体耐力及代谢的效果。果糖还是被迅速利用的能源,不易转化为人体的脂肪而使人发胖。
果糖用于口服或注射,除对肝炎、肝硬化等肝部疾病具有疗效外,还对糖尿病、心血管疾病及酒精中毒症等具有一定的治疗作用。果糖能促进乙醇分解代谢,保护胃粘膜,降低酒精诱发的红血球变形,对酒精中毒有辅助治疗作用。新的研究表明果糖还能增强血小板功能,促进Mg2+、Fe2+、Zn2+等微量元素的吸收,促进皮肤细胞新陈代谢并增强记忆。人们很早就发现苹果有降低心血管疾病和某些癌症以及一些慢性疾病发病率的作用,过去认为是苹果中的类黄酮在发挥作用,而Silvina B的研究表明这与果糖代谢中产生的大量具有增强血浆抗氧化剂含量功效的尿酸盐密切相关。近年来,随着发达国家果糖消费量的迅猛增加,关于高果糖膳食引起高血压、高胰岛素、高甘油三脂和胰岛素耐力等的报道也屡见不鲜,Moz Benado则认为现阶段美国人均摄入果糖量约为10%(即果糖占摄入总能量的10%),只有当果糖摄入量超过17%时,上述病症才会出现,而现有的摄入水平是不必引起重视的。
果糖的新药理作用仍在不断被发现,值得进一步开发利用。然而不容忽视的是人群中存在1/20000的遗传性果糖不耐受者,他们摄入过量果糖后会导致低血糖、肝衰竭等不良反应。