Yüksek fruktozlu mısır şurubu (HFCS), mısır nişastasından yapılan bir tatlandırıcıdır. Maliyet etkinliği ve üretim kolaylığı nedeniyle gıda endüstrisinde, özellikle Amerika Birleşik Devletleri’nde sakkaroza (sofra şekeri) alternatif olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. HFCS yapma işlemi, mısır nişastasının glikoza dönüştürülmesini ve ardından bu glikozun bir kısmının fruktoza dönüştürülmesini içerir.

Üretim

Yüksek fruktozlu mısır şurubu (HFCS), bir dizi enzimatik reaksiyon yoluyla mısır nişastasından üretilir. İşte üretim sürecinin adım adım dökümü:

• Mısır Öğütme: Mısır, mısır nişastası ve bir başlangıç şurubu çözeltisi üretmek için öğütülür.

Nişastanın Glikoza Dönüşümü:

• Sıvılaştırma: Mısır nişastası bulamacı ısıtılır ve alfa-amilaz ile işlenerek nişasta daha küçük glikoz molekülü zincirlerine bölünür.
  Sakarifikasyon: Sıvılaştırılmış çözelti ayrıca glukoamilaz ile işlenerek kalan nişasta glikoza dönüştürülür.

Glikozun Fruktoza Dönüşümü:

• Glikoz açısından zengin şurup, glikozun fruktoza dönüşümünü katalize eden glikoz izomeraz enzimine maruz bırakılır. Başlangıçta bu, glikozun bir kısmını fruktoza dönüştürür ve yaklaşık %42’si fruktoz ve geri kalanı esas olarak glikoz içeren HFCS-42’yi üretir.

Fruktoz İçeriğini Artırmaya Yönelik İyileştirme (gerekirse):

• Alkolsüz içeceklerde yaygın olarak kullanılan HFCS-55’i (yaklaşık %55 fruktoz) üretmek için HFCS-42, yaklaşık %90 fruktoz içeren bir şurup olan HFCS-90 ile harmanlanabilir. HFCS-90, fruktoz konsantrasyonunu artıran özel bir ayırma işlemiyle üretilir.
  Daha yüksek fruktoz konsantrasyonları elde etmek için kromatografik ayırma gibi çeşitli teknikler kullanılabilir.

Saflaştırma ve Konsantrasyon:

• Şurup, kalan yabancı maddelerin uzaklaştırılması için daha fazla saflaştırmaya tabi tutulur.
  Daha sonra su buharlaştırılarak daha konsantre bir şurup elde edilir.

Son ürün:

• Nihai HFCS ürünü, çeşitli ürünlerde kullanılmak üzere yiyecek ve içecek üreticilerine taşınabilen berrak, tatlı bir şuruptur.

HFCS Türleri:

HFCS 42: Bu yaklaşık %42 fruktoz ve %58 glikoz içerir. Öncelikle işlenmiş gıdalarda, tahıllarda, unlu mamullerde ve bazı içeceklerde kullanılır.
HFCS 55: Bu yaklaşık %55 fruktoz ve %45 glikoz içerir, bu da onu sofra şekerine kabaca eşdeğer tatlılık yapar. Esas olarak alkolsüz içeceklerde kullanılır.
HFCS 90: Daha az kullanılan, %90 oranında fruktoz içerir. Bazen HFCS 55 yapmak için HFCS 42 ile harmanlanır.

Vücuttaki etkileri

Yüksek fruktozlu mısır şurubu (HFCS), değişen oranlarda glikoz ve fruktozun bir karışımıdır. HFCS’nin etkileri büyük ölçüde bu iki monosakkaritin etkilerinin bir kombinasyonu olduğundan, vücuttaki etki mekanizmasını, kinetiğini ve dinamiklerini anlamak, hem glikoz hem de fruktoz metabolizmasının incelenmesini gerektirir.

Hareket mekanizması:

Glikoz:

• Yutulduğunda, glikoz pankreastan insülin salınımını tetikler.
• İnsülin, glikozun enerji üretimi için kullanılabileceği hücrelere alınmasını kolaylaştırır.
• Karaciğerde glikoz, glikojen olarak depolanabilir veya trigliseritlere (yağ) dönüştürülebilir.

Fruktoz:

• Fruktoz esas olarak karaciğerde metabolize edilir.
• Glikozun aksine fruktoz metabolizması önemli bir insülin salınımını tetiklemez.
• Karaciğerde fruktoz glikoz, laktat ve yağ asitlerine dönüştürülebilir.
• Aşırı fruktoz, karaciğerde trigliserit (yağ) üretiminin artmasına neden olabilir ve potansiyel olarak alkolsüz yağlı karaciğer hastalığına (NAFLD) katkıda bulunabilir.

Kinetik:

Hem glikoz hem de fruktoz bağırsaktan hızla kan dolaşımına emilir. Glikoz vücuttaki hemen hemen tüm hücreler tarafından kullanılabilirken, fruktoz büyük oranda karaciğer tarafından alınır.

Boşaltım:

• Monosakkaritler olan glikoz ve fruktoz orijinal hallerinde vücuttan atılmaz. Bunun yerine metabolize edilirler ve enerji için kullanılırlar, yağ veya glikojen olarak depolanırlar veya başka moleküllere dönüştürülürler.
• Kandaki aşırı glikoz (hiperglisemi), idrarla atılımın artmasına neden olabilir. Bu genellikle böbreklerin kandaki fazla glikozu uzaklaştırdığı kontrolsüz diyabette görülür.

Dinamik:

• HFCS’nin düzenli ve aşırı tüketimi karaciğerde fruktozun aşırı yüklenmesine neden olabilir. Bu, artan yağ üretimi, NAFLD, artan ürik asit üretimi (gut hastalığına yol açabilen) ve insülin direnci dahil olmak üzere bir dizi metabolik bozuklukla ilişkilendirilmiştir.
• HFCS ve diğer şekerlerin kronik yüksek alımı obeziteye, tip 2 diyabete, kardiyovasküler hastalığa ve diğer metabolik bozukluklara katkıda bulunabilir.
• HFCS’nin etkileri ile genel olarak aşırı şeker tüketiminin etkilerini birbirinden ayırmak önemlidir. HFCS, diyet ve sağlıkla ilgili kamuya açık tartışmalarda odak noktası olsa da, sağlık sorunlarının çoğu aynı zamanda diğer şekerlerin yüksek alımıyla da ilişkilidir.

Tartışmalar ve Sağlık Etkileri:

• HFCS’nin çeşitli sağlık sorunlarıyla, özellikle de obezite salgını ve metabolik bozukluklardaki potansiyel rolüyle ilişkilendirilmiştir.
• Bazı çalışmalar aşırı fruktoz alımının insülin direncine, karaciğerde yağ birikiminin artmasına (alkolsüz yağlı karaciğer hastalığı) ve kardiyovasküler hastalıklara yol açabileceğini öne sürüyor.
• Bununla birlikte, HFCS ile ilişkili sağlık sorunlarının yalnızca HFCS’den değil, genel olarak aşırı şeker alımından kaynaklandığını belirtmekte fayda var. HFCS, sofra şekeri veya diğer tatlandırıcılar olsun, herhangi bir şeker türünün aşırı tüketimi sağlık sorunlarına yol açabilir.
• HFCS’nin %50 fruktoz ve %50 glikozdan oluşan normal sofra şekerinden (sakkaroz) metabolik olarak farklı olup olmadığı konusunda tartışmalar vardır. Bazıları vücudun bunları benzer şekilde işlediğini iddia ederken, diğerleri bazı HFCS’lerdeki yüksek fruktoz içeriğinin benzersiz metabolik etkilere sahip olabileceğine inanıyor.

Tarih

Yüksek fruktozlu mısır şurubu (HFCS), 20. yüzyılın ikinci yarısında ticari bir ürün olarak ortaya çıktı. Öne çıkması tarımsal, ekonomik ve teknolojik faktörlerin birleşimine bağlanabilir.

İlk Geliştirme:

HFCS üretme süreci 1950’lerde ve 1960’larda geliştirildi. Japonya’daki araştırmacılar, 1960’larda enzimatik süreçleri kullanarak HFCS’nin ilk endüstriyel üretimini başarıyla geliştirdiler. Anahtar, glikozu fruktoza dönüştürebilen glikoz izomeraz enziminin keşfiydi.

Ekonomik Faktörler:

Amerika Birleşik Devletleri’nde 1970’li yıllarda uygulanan tarım politikaları mısırın bollaşmasına ve dolayısıyla mısır fiyatlarının düşmesine neden oldu. Bu, mısır şurubu gibi mısır türevlerini ekonomik açıdan daha cazip hale getirdi.
Eş zamanlı olarak ithalat tarifeleri ve şeker kotaları, kamış ve pancar şekerinin ithalatını sınırlayarak yurt içi şeker fiyatlarının artmasına neden oldu. Bu, gıda üreticilerinin HFCS gibi daha ucuz alternatifler araması için ekonomik bir teşvik yarattı.
Ticari kullanım:

1970’lerin sonlarında ve 1980’lerin başlarında birçok yiyecek ve içecek şirketi, ürünlerinde, özellikle de gazlı içeceklerde sakkarozu (sofra şekeri) HFCS ile değiştirmeye başladı.
HFCS’nin diğer tatlandırıcılara göre uygun maliyetli olması, ürünlerin raf ömrünü uzatabilmesi ve tatlılık profili onu birçok üreticinin tercih ettiği bir seçenek haline getirdi.
Tartışmalar:

HFCS tüketimi arttıkça sağlık üzerindeki potansiyel etkilerine ilişkin endişeler de arttı. 2000’li yılların başlarında, HFCS tüketimi ile artan obezite ve metabolik hastalık oranları arasındaki ilişkiyi araştırmaya yönelik çalışmalar başladı.
Bu endişeler, HFCS’nin diğer şekerlere kıyasla metabolik etkileri ve halk sağlığı konularındaki rolü hakkında tartışmalara yol açtı.
Günümüz:

Sağlıkla ilgili endişeler ve kamuoyundaki olumsuz algı nedeniyle bazı üreticiler HFCS’den uzaklaşıyor ve ürünlerinde sakkaroz veya diğer doğal tatlandırıcılara geri dönüyor.
İtibarının azalmasına rağmen HFCS hâlâ birçok işlenmiş gıda ve içecekte yaygın olarak kullanılıyor.

Kaynak:

• White, J. S. (2009). Straight talk about high-fructose corn syrup: What it is and what it ain’t. The American journal of clinical nutrition, 88(6), 1716S-1721S.
• Parker, K., Salas, M., & Nwosu, V. C. (2010). High fructose corn syrup: production, uses and public health concerns. Biotechnology and Molecular Biology Review, 5(5), 71-78.
• White, J. S. (2009). Straight talk about high-fructose corn syrup: What it is and what it ain’t. The American journal of clinical nutrition, 88(6), 1716S-1721S.
• Hanover, L. M., & White, J. S. (1993). Manufacturing, composition, and applications of fructose. The American journal of clinical nutrition, 58(5), 724S-732S.
• Tappy, L., & Lê, K. A. (2010). Metabolic effects of fructose and the worldwide increase in obesity. Physiological reviews, 90(1), 23-46.
• Basciano, H., Federico, L., & Adeli, K. (2005). Fructose, insulin resistance, and metabolic dyslipidemia. Nutrition & metabolism, 2(1), 5.