Glukoza u prijevodu s grčkog znači"slatko". U prirodi se nalazi u velikim količinama u sokovima od bobičastog voća i voća, uključujući sok od grožđa, zbog čega se popularno naziva "vinskim šećerom".
Glukozu su početkom 19. stoljeća otkrili Engleziliječnik, kemičar i filozof William Prout. Ova tvar postala je nadaleko poznata nakon što ju je Henri Braccono izvadio iz piljevine 1819.
Glukoza je bezbojni kristalni prah slatkog okusa. Lako je topljiv u vodi, koncentriranoj sumpornoj kiselini, cinkovom kloridu i Schweitzerovom reagensu.
Kao i svi monosaharidi, glukoza jestheterofunkcionalni spoj (molekula sadrži nekoliko hidroksilnih i jednu karboksilnu skupinu). U slučaju glukoze, karboksilna skupina je aldehid.
Opća formula za glukozu je C6H12O6.Molekule ove tvari imaju cikličku strukturu i dva prostorna izomera alfa i beta oblika. U krutom stanju alfa oblik prevladava gotovo 100%. U otopini je beta oblik stabilniji (zauzima oko 60%). Glukoza je konačni proizvod hidrolize svih poli- i disaharida, odnosno glukoza se u velikoj većini slučajeva dobiva na ovaj način.
U prirodi se glukoza u biljkama stvara urezultat fotosinteze. Razmotrite industrijske i laboratorijske metode za proizvodnju glukoze. U laboratoriju je ta tvar rezultat kondenzacije aldola. U industriji je najčešći način dobivanja glukoze iz škroba.
Škrob je polisaharid, čije su monočestice molekule glukoze. Odnosno, za njegovo dobivanje potrebno je razgraditi polisaharid na monočestice. Kako se taj proces provodi?
Dobivanje glukoze iz škroba počinje sda se škrob stavi u posudu s vodom i pomiješa (škrobno mlijeko). Neka druga posuda vode zavrije. Vrijedi napomenuti da kipuće vode treba biti dvostruko više od škrobnog mlijeka. Da bi reakcija dobivanja glukoze završila, potreban je katalizator. U ovom slučaju to su klorovodična ili sumporna kiselina. Izračunata količina dodaje se u posudu s kipućom vodom. Zatim se polako ulije škrobno mlijeko. U ovom procesu vrlo je važno da ne dobijete pastu, ako se formirala, trebate nastaviti kuhati dok potpuno ne nestane. U prosjeku vrenje traje sat i pol. Kako bi bili sigurni da je škrob potpuno hidroliziran, mora se provesti kvalitativna reakcija. Uzetim uzorkom dodaje se jod. Ako tekućina dobije plavu boju, to znači da hidroliza nije potpuna, ali ako postane smeđa ili crveno-smeđa, tada u otopini nema više škroba. Ali ova otopina ne sadrži samo glukozu, dobivena je uz pomoć katalizatora, što znači da postoji i kiselina. Kako ukloniti kiselinu? Odgovor je jednostavan: neutraliziranjem čistom kredom i sitno zdrobljenim porculanom.
Neutralizacija se provjerava lakmus testom.Zatim se dobivena otopina filtrira. Stvar je mala: dobivenu bezbojnu tekućinu treba ispariti. Nastali kristali su naš konačni rezultat. Pogledajmo sada proizvodnju glukoze iz škroba (reakcija).
Prikazana je ova jednadžba za proizvodnju glukozena međuprodukt - maltozu. Maltoza je disaharid sastavljen od dvije molekule glukoze. Jasno se vidi da su metode za proizvodnju glukoze iz škroba i iz maltoze iste. Odnosno, u nastavku reakcije možemo postaviti sljedeću jednadžbu.
Bit procesa gotovo je potpuno u skladu s prethodnom reakcijom.
Primanje glukoze (formula) izceluloza. Zapravo, ovaj proces je mnogo složeniji i troši energiju. Dakle, proizvod koji reagira je otpad iz drvnoprerađivačke industrije, usitnjen na frakcije, čija je veličina čestica 1,1 - 1,6 mm. Ovaj se proizvod prvo obrađuje octenom kiselinom, zatim vodikovim peroksidom, zatim sumpornom kiselinom na temperaturi ne nižoj od 110 stupnjeva i hidromodulom 5. Trajanje ovog procesa je 3-5 sati. Zatim se dva sata odvija hidroliza sumpornom kiselinom na sobnoj temperaturi i hidromodul 4-5. Zatim se razrijedi vodom i okrene oko sat i pol.
Razmotrivši sve načine za dobivanje glukoze, trebali bisteistražiti metode za njegovu kvantificiranje. Postoje situacije kada bi u tehnološki proces trebala biti uključena samo otopina koja sadrži glukozu, odnosno proces isparavanja tekućine za dobivanje kristala je nepotreban. Tada se postavlja pitanje kako odrediti kolika je koncentracija određene tvari u otopini. Dobivena količina glukoze u otopini određuje se spektrofotometrijskim, polarimetrijskim i kromatografskim metodama. Postoji i specifičnija metoda određivanja - enzimska (pomoću enzima glukozidaze). U tom se slučaju proizvodi ovog enzima već broje.
U medicini se glukoza koristi za opijenost(to može biti i trovanje hranom i aktivnost infekcije). U tom se slučaju otopina glukoze daje intravenozno pomoću kapaljke. To znači da je u ljekarni glukoza univerzalni antioksidans. Ova tvar također igra važnu ulogu u otkrivanju i dijagnostici dijabetesa. Ovdje glukoza djeluje kao stres test.
U industriji hrane i kuhanja glukozazauzima vrlo važno mjesto. Odvojeno, valja istaknuti ulogu glukoze u vinarstvu, pivu i domaćem pivu. Govorimo o takvoj metodi kao što je dobivanje etanola fermentacijom glukoze. Razmotrimo detaljno ovaj proces.
Tehnologija proizvodnje alkohola ima dvije faze:fermentacija i destilacija. Fermentaciju, pak, provode bakterije. U biotehnologiji se već dugo razvijaju kulture mikroorganizama koje vam omogućuju postizanje maksimalnog prinosa alkohola uz minimalno utrošeno vrijeme. U svakodnevnom životu obični stolni kvasac može se koristiti kao pomoć pri reakciji.
Prije svega, glukoza se razrijedi u vodi.Korišteni mikroorganizmi se razrjeđuju u drugom spremniku. Nadalje, dobivene tekućine se pomiješaju, promućkaju i stave u posudu s odvodnom cijevi za plin. Ova cijev je spojena na drugu (U-oblik). Vapnena se voda ulijeva u sredinu druge cijevi. Kraj cijevi zatvoren je gumenim čepom sa šupljom staklenom šipkom koja ima izvučeni kraj.
Ovaj spremnik se stavlja u termostat kadatemperatura 25-27 stupnjeva četiri dana. U cijevi s vapnenom vodom primijetit će se zamućenost, što ukazuje da je ugljikov dioksid reagirao s njom. Čim se ugljični dioksid prestane oslobađati, fermentacija se može smatrati završenom. Nakon toga slijedi faza destilacije. U laboratoriju se za destilaciju alkohola koriste obrnuti hladnjaci - uređaji u kojima hladna voda prolazi duž vanjske stijenke, hladeći tako nastali plin i pretvarajući ga natrag u tekućinu.
U ovoj fazi, tekućina u našem spremniku trebala bi se zagrijati na 85-90 stupnjeva. Tako će alkohol ispariti, ali voda neće prokuhati.
Razmotrite proizvodnju alkohola iz glukoze u jednadžbi reakcije: S6N12O6 = 2S2N5ON + 2SO2.
Dakle, može se primijetiti da je mehanizam za proizvodnju etanola iz glukoze vrlo jednostavan. Štoviše, čovječanstvu je poznat već mnogo stoljeća i doveden je gotovo do savršenstva.
Dakle, imati određenu predodžbu o ovometvari, njezinim fizikalnim i kemijskim svojstvima, upotrebi u raznim industrijama, možemo zaključiti što je glukoza. Dobivanje iz polisaharida već daje razumijevanje da je glukoza, budući da je glavna komponenta svih šećera, nezamjenjiv izvor energije za ljude. Kao rezultat metabolizma, iz te tvari nastaje adenozin trifosforna kiselina koja se pretvara u jedinicu energije.
Ali ne i sva glukoza koja ulazi u tijeloosoba ide napuniti energiju. U budnom stanju osoba pretvara samo 50 posto primljene glukoze u ATP. Ostatak se pretvara u glikogen i pohranjuje u jetri. Glikogen se s vremenom razgrađuje i na taj način regulira razinu šećera u krvi. Kvantitativno, sadržaj ove tvari u tijelu izravan je pokazatelj njegova zdravlja. Hormonsko funkcioniranje svih sustava ovisi o količini šećera u krvi. Stoga je vrijedno zapamtiti da prekomjerna uporaba ove tvari može dovesti do ozbiljnih posljedica.
Na prvi pogled, glukoza je jednostavna i razumljiva svimatvar. Čak i sa stajališta kemije, njezine molekule imaju prilično jednostavnu strukturu, a kemijska svojstva su jasna i poznata u svakodnevnom životu. No, unatoč tome, glukoza je od velike važnosti i za samu osobu i za sve sfere njegova života.
