Glukóza v preklade z gréckych prostriedkov„sladké“. V prírode sa vo veľkom nachádza v šťavách z bobúľ a ovocia vrátane hroznovej šťavy, preto sa mu ľudovo hovorí „vínny cukor“.
Glukózu objavili na začiatku 19. storočia Angličanialekár, chemik a filozof William Prout. Táto látka sa stala všeobecne známou po tom, ako ju Henri Braccono v roku 1819 extrahoval z pilín.
Glukóza je bezfarebný kryštalický prášok sladkej chuti. Je ľahko rozpustný vo vode, koncentrovanej kyseline sírovej, chloride zinočnatom a Schweitzerovom činidle.
Rovnako ako všetky monosacharidy je glukózaheterofunkčná zlúčenina (molekula obsahuje niekoľko hydroxylových a jednu karboxylovú skupinu). V prípade glukózy je karboxylovou skupinou aldehyd.
Všeobecný vzorec pre glukózu je C6H12O6.Molekuly tejto látky majú cyklickú štruktúru a dva priestorové izoméry alfa a beta foriem. V tuhom stave prevažuje alfa forma takmer 100%. V roztoku je beta forma stabilnejšia (zaberá asi 60%). Glukóza je konečným produktom hydrolýzy všetkých poly- a disacharidov, to znamená, že v drvivej väčšine prípadov sa glukóza získava týmto spôsobom.
V prírode sa glukóza tvorí v rastlinách vvýsledok fotosyntézy. Zvážte priemyselné a laboratórne metódy výroby glukózy. V laboratóriu je táto látka výsledkom kondenzácie aldolov. V priemysle je najbežnejším spôsobom získavanie glukózy zo škrobu.
Škrob je polysacharid, ktorého monočasticami sú molekuly glukózy. To znamená, že na jeho získanie je potrebné rozložiť polysacharid na monočastice. Ako sa tento proces vykonáva?
Získanie glukózy zo škrobu začína naže škrob sa vloží do nádoby s vodou a zmieša sa (škrobové mlieko). Priveďte do varu ďalšiu nádobu s vodou. Stojí za zmienku, že vriaca voda by mala byť dvakrát väčšia ako škrobové mlieko. Na to, aby reakcia získavania glukózy prešla do konca, je potrebný katalyzátor. V tomto prípade sú to kyselina chlorovodíková alebo sírová. Vypočítané množstvo sa pridá do nádoby s vriacou vodou. Potom sa pomaly naleje škrobové mlieko. V tomto procese je veľmi dôležité, aby ste nedostali pastu, ak sa vytvorila, mali by ste pokračovať vo varení, kým úplne nezmizne. V priemere varenie trvá hodinu a pol. Aby sa zaistilo, že škrob je úplne hydrolyzovaný, musí sa vykonať kvalitatívna reakcia. Do odobratej vzorky sa pridá jód. Ak kvapalina získa modrú farbu, znamená to, že hydrolýza nie je úplná, ale ak sa stane hnedou alebo červenohnedou, v roztoku už nie je žiadny škrob. Tento roztok však obsahuje nielen glukózu, bol získaný pomocou katalyzátora, čo znamená, že existuje aj kyselina. Ako odstrániť kyselinu? Odpoveď je jednoduchá: neutralizáciou čistou kriedou a jemne rozdrveným porcelánom.
Neutralizácia sa kontroluje lakmusovým testom.Potom sa výsledný roztok prefiltruje. Vec je malá: výsledná bezfarebná kvapalina by sa mala odpariť. Vytvorené kryštály sú naším konečným výsledkom. Teraz sa pozrime na produkciu glukózy zo škrobu (reakcia).
Je prezentovaná táto rovnica na výrobu glukózyna medziprodukt - maltózu. Maltóza je disacharid zložený z dvoch molekúl glukózy. Je zrejmé, že spôsoby výroby glukózy zo škrobu a z maltózy sú rovnaké. To znamená, že v pokračovaní reakcie môžeme dať nasledujúcu rovnicu.
Podstata procesu je takmer úplne v súlade s predchádzajúcou reakciou.
Príjem glukózy (vzorec) zcelulóza. V skutočnosti je tento proces oveľa komplikovanejší a energeticky náročnejší. Produkt, ktorý reaguje, je odpad z drevospracujúceho priemyslu, rozdrvený na frakciu, ktorej veľkosť častíc je 1,1 - 1,6 mm. Tento produkt sa najskôr spracuje kyselinou octovou, potom peroxidom vodíka, potom kyselinou sírovou pri teplote nie nižšej ako 110 stupňov a hydromodulom 5. Trvanie tohto procesu je 3 až 5 hodín. Potom počas dvoch hodín prebieha hydrolýza kyselinou sírovou pri izbovej teplote a hydromodul 4-5. Potom sa zriedi vodou a prevracia asi hodinu a pol.
Po zvážení všetkých spôsobov získavania glukózy by ste malipreštudujte si metódy jeho kvantitatívneho určenia. Existujú situácie, keď by do technologického postupu mal byť zapojený iba roztok obsahujúci glukózu, to znamená, že proces odparovania kvapaliny na získanie kryštálov nie je potrebný. Potom vyvstáva otázka, ako určiť, aká je koncentrácia danej látky v roztoku. Výsledné množstvo glukózy v roztoku sa stanoví spektrofotometrickými, polarimetrickými a chromatografickými metódami. Existuje aj špecifickejší spôsob stanovenia - enzymatický (pomocou enzýmu glukozidázy). V tomto prípade sú produkty tohto enzýmu už započítané.
V medicíne sa glukóza používa na intoxikáciu(môže to byť otrava jedlom aj aktivita infekcie). V tomto prípade sa roztok glukózy podáva intravenózne pomocou kvapkadla. To znamená, že vo farmácii je glukóza univerzálnym antioxidantom. Táto látka tiež hrá dôležitú úlohu pri detekcii a diagnostike diabetes mellitus. Tu glukóza funguje ako stresový test.
V potravinárskom a kuchárskom priemysle glukózazaujíma veľmi dôležité miesto. Samostatne je potrebné poznamenať úlohu glukózy pri výrobe vína, pive a domácom varení. Hovoríme o takom spôsobe, akým je získavanie etanolu fermentáciou glukózy. Pozrime sa na tento proces podrobne.
Technológia výroby alkoholu má dve etapy:fermentácia a destilácia. Fermentáciu zase vykonávajú baktérie. V biotechnológii sú už dlho vyvinuté kultúry mikroorganizmov, ktoré vám umožňujú dosiahnuť maximálny výťažok alkoholu s minimálnym časom stráveným. V každodennom živote možno ako reakčné pomôcky použiť bežné stolové kvasnice.
Glukóza sa najskôr zriedi vo vode.Použité mikroorganizmy sa zriedia v inom kontajneri. Ďalej sú výsledné kvapaliny zmiešané, pretrepané a vložené do nádoby s plynovou výstupnou trubicou. Táto trubica je spojená s ďalšou (tvar U). Vápenná voda sa naleje do stredu druhého potrubia. Koniec trubice je uzavretý gumovou zátkou s dutou sklenenou tyčinkou s ťahaným koncom.
Táto nádoba je umiestnená v termostate, keďteplota 25-27 stupňov po dobu štyroch dní. V skúmavke s vápennou vodou bude pozorovaný zákal, čo naznačuje, že s ňou reagoval oxid uhličitý. Akonáhle sa oxid uhličitý prestane uvoľňovať, fermentáciu možno považovať za ukončenú. Potom nasleduje destilačný stupeň. V laboratóriu sa na destiláciu alkoholu používajú reverzné chladničky - zariadenia, v ktorých studená voda prechádza pozdĺž vonkajšej steny, čím ochladzuje vytvorený plyn a premieňa ho späť na kvapalinu.
V tejto fáze by sa kvapalina v našom kontajneri mala zahriať na 85-90 stupňov. Alkohol sa teda odparí, ale voda sa neprivedie do varu.
Zvážte výrobu alkoholu z glukózy v reakčnej rovnici: С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2.
Možno teda poznamenať, že mechanizmus výroby etanolu z glukózy je veľmi jednoduchý. Navyše je ľudstvu známy už mnoho storočí a bol dovedený takmer k dokonalosti.
Takže mať o tom určitú predstavulátka, jej fyzikálne a chemické vlastnosti, využitie v rôznych priemyselných odvetviach, môžeme usúdiť, čo je to glukóza. Získanie z polysacharidov už dáva pochopenie, že ako hlavná zložka všetkých cukrov je glukóza pre ľudí nenahraditeľným zdrojom energie. V dôsledku metabolizmu z tejto látky vzniká kyselina adenozíntrifosforečná, ktorá sa premieňa na jednotku energie.
Ale nie všetka glukóza, ktorá vstupuje do telačlovek si ide doplniť energiu. V bdelom stave človek premieňa iba 50 percent prijatej glukózy na ATP. Zvyšok sa premení na glykogén a uloží sa v pečeni. Glykogén sa časom rozkladá, čím reguluje hladinu cukru v krvi. Kvantitatívne je obsah tejto látky v tele priamym ukazovateľom jej zdravia. Hormonálne fungovanie všetkých systémov závisí od množstva cukru v krvi. Preto stojí za to pripomenúť, že nadmerné používanie tejto látky môže viesť k vážnym následkom.
Glukóza je na prvý pohľad jednoduchá a zrozumiteľná pre každéholátka. Aj z hľadiska chémie majú jej molekuly pomerne jednoduchú štruktúru a chemické vlastnosti sú v každodennom živote jasné a známe. Napriek tomu má glukóza veľký význam pre samotného človeka a pre všetky sféry jeho života.
