Struktur glukosa sebagai alkohol polhidrat aldehid

Glukosa C6H12O6 adalah monosakarida - heksosa yang paling biasa dan paling penting. Ia adalah unit struktur bagi kebanyakan diet dan polisakarida..

Peranan biologi glukosa

Glukosa terbentuk secara semula jadi dalam proses fotosintesis di bawah pengaruh cahaya matahari di daun tumbuhan:

Glukosa adalah nutrien yang berharga. Ia adalah komponen penting dalam darah dan tisu haiwan dan sumber tenaga langsung untuk reaksi selular. Apabila teroksidasi dalam tisu, tenaga dilepaskan, yang diperlukan untuk fungsi normal organisma:

Glukosa adalah komponen penting dalam metabolisme karbohidrat. Ia diperlukan untuk pembentukan glikogen di hati (karbohidrat simpanan pada manusia dan haiwan).

Tahap glukosa darah seseorang tetap. Seluruh darah orang dewasa mengandungi 5-6 g glukosa. Jumlah ini cukup untuk menampung kos tenaga badan selama 15 minit seumur hidupnya..

Dengan penurunan tahap darah atau kepekatan tinggi dan ketidakmungkinan penggunaan, seperti yang terjadi pada diabetes mellitus, mengantuk terjadi, kehilangan kesedaran dapat terjadi (koma hipoglikemik).

Struktur glukosa. Isomerisme

Molekul glukosa mengandungi kumpulan aldehid dan hidroksil.

Pengalaman video "Pengiktirafan glukosa menggunakan reaksi kualitatif"

Monosakarida juga dicirikan oleh struktur yang berbeza yang dihasilkan daripada tindak balas intramolekul antara kumpulan karbonil dengan salah satu hidroksida alkohol. Tindak balas sedemikian di dalam satu molekul disertai dengan pengedarannya.

Telah diketahui bahawa yang paling stabil adalah cincin 5 dan 6 anggota. Oleh itu, sebagai peraturan, interaksi kumpulan karbonil dengan hidroksil pada atom karbon ke-4 atau ke-5 berlaku.

Hasil daripada interaksi kumpulan karbonil dengan salah satu kumpulan hidroksil, glukosa boleh wujud dalam dua bentuk: rantai terbuka dan siklik.

Pembentukan bentuk glukosa siklik semasa interaksi kumpulan aldehid dan hidroksil alkohol pada Clima membawa kepada kemunculan hidroksil baru di C1 dipanggil semi-asetal (paling kanan). Ia berbeza dengan yang lain dalam kereaktifan yang lebih besar, dan bentuk siklik dalam kes ini juga disebut hemiacetal.

Dalam keadaan kristal, glukosa dalam bentuk siklik, dan apabila dibubarkan, sebahagiannya berubah menjadi terbuka dan keadaan keseimbangan mudah alih terjalin.

Sebagai contoh, dalam larutan glukosa berair, terdapat struktur berikut:

Keseimbangan bergerak antara isomer struktur (tautomer) yang saling bertukar dipanggil tautomerisme. Kes ini merujuk kepada tautomerisme rantai siklo monosakarida.

Bentuk glukosa α- dan β berbentuk glukosa adalah isomer spatial yang berbeza dalam kedudukan hidroksil hemiacetal berbanding dengan satah cincin.

Dalam α-glukosa, hidroksil ini berada dalam kedudukan trans ke kumpulan hidroksimetil -CH2OH, dalam β-glukosa - dalam kedudukan cis.

Dengan mengambil kira struktur ruang kitaran enam anggota

formula untuk isomer ini adalah:

Filem video "Glukosa dan isomernya"

Proses serupa berlaku dalam larutan ribosa:

Dalam keadaan pepejal, glukosa mempunyai struktur siklik.

Glukosa kristal biasa adalah bentuk α. Bentuk-β lebih stabil dalam larutan (pada keseimbangan keadaan mantap ia menyumbang lebih daripada 60% molekul).

Perkadaran bentuk aldehid dalam keseimbangan tidak signifikan. Ini menjelaskan kekurangan interaksi dengan asid sulfurik fuchsine (tindak balas kualitatif aldehid).

Fenomena kewujudan zat dalam beberapa bentuk isomer yang saling bertukar dipanggil isomerisme dinamik oleh A.M. Butlerov. Fenomena ini kemudian disebut tautomerisme..

Selain fenomena tautomerisme, glukosa dicirikan oleh isomerisme struktur dengan keton (glukosa dan fruktosa adalah isomer interclass struktur) dan isomerisme optik:

Sifat fizikal glukosa

Glukosa adalah bahan kristal yang tidak berwarna, mudah larut dalam air, rasa manis (lat. "Glukos" - manis).

Ia terdapat dalam tumbuhan dan organisma hidup, terutama dalam jus anggur (maka nama - gula anggur), pada buah-buahan dan buah beri yang sudah masak. Madu terutamanya terdiri daripada campuran glukosa dan fruktosa.

Dalam darah manusia mengandungi sekitar 0.1%

Eksperimen video "Penentuan glukosa dalam jus anggur"

Mendapatkan glukosa

Kaedah utama mendapatkan monosakarida, yang sangat mustahak, adalah hidrolisis di- dan polisakarida.

1. Hidrolisis polisakarida

Glukosa paling kerap diperoleh dengan hidrolisis pati (kaedah pengeluaran industri):

2. Hidrolisis disakarida 3. Pemeluwapan formaldehid aldol (tindak balas AM Butlerov)

Sintesis karbohidrat pertama dari formaldehid dalam medium alkali dilakukan oleh A.M. Butlerov pada tahun 1861.

4. Fotosintesis

Secara semula jadi, glukosa terbentuk pada tanaman hasil fotosintesis:

Penggunaan glukosa

Glukosa digunakan dalam perubatan sebagai ubat penguat untuk gejala kelemahan jantung, kejutan, untuk penyediaan persediaan ubat, pemeliharaan darah, infus intravena, untuk pelbagai jenis penyakit (terutama dengan penipisan badan).

Glukosa banyak digunakan dalam pembuatan gula-gula (membuat marmalade, karamel, roti halia, dll.)

Glukosa banyak digunakan dalam industri tekstil untuk pencelupan dan pencetakan..

Glukosa digunakan sebagai produk permulaan dalam pengeluaran asid askorbik dan glukonat, untuk sintesis sejumlah turunan gula, dll..

Ia digunakan dalam pembuatan cermin dan hiasan pokok Krismas (perak).

Dalam industri mikrobiologi sebagai medium nutrien untuk pengeluaran ragi makanan.

Proses penapaian glukosa sangat penting. Jadi, sebagai contoh, ketika memetik kubis, timun, susu, fermentasi asid laktik glukosa berlaku, begitu juga ketika memasukan makanan. Sekiranya jisim yang akan dipadatkan tidak cukup dipadatkan, maka di bawah pengaruh udara yang menembus, fermentasi asid butik berlaku dan makanan menjadi tidak sesuai untuk digunakan..

Dalam praktiknya, fermentasi alkohol glukosa juga digunakan, misalnya, dalam pengeluaran bir.

Fruktosa

Fruktosa (gula buah) C6H12TENTANG6 - isomer glukosa. Fruktosa bebas terdapat dalam buah-buahan dan madu. Ia adalah sebahagian daripada sukrosa dan polisakarida insulin. Lebih manis daripada glukosa dan sukrosa. Produk berkhasiat yang berharga.

Tidak seperti glukosa, ia dapat menembusi dari darah ke sel tisu tanpa penyertaan insulin. Atas sebab ini, fruktosa disyorkan sebagai sumber karbohidrat paling selamat untuk pesakit diabetes..

Seperti glukosa, ia boleh wujud dalam bentuk linear dan siklik. Dalam bentuk linear, fruktosa adalah alkohol keton dengan lima kumpulan hidroksil.

Struktur molekulnya dapat dinyatakan dengan formula:

Mempunyai kumpulan hidroksil, fruktosa, seperti glukosa, mampu membentuk sakarat dan ester. Walau bagaimanapun, kerana ketiadaan kumpulan aldehid, ia kurang rentan terhadap pengoksidaan daripada glukosa. Fruktosa, seperti glukosa, tidak mengalami hidrolisis.

Fruktosa memasuki semua reaksi alkohol polihidrat, tetapi, tidak seperti glukosa, tidak bertindak balas dengan larutan ammonia perak oksida.

Karbohidrat

Karbohidrat (gula) adalah sebatian organik dengan struktur yang serupa, komposisi yang kebanyakannya mencerminkan formula Cx(H2O)y, di mana x, y ≥ 3.

Pengecualian adalah deoksiribosa, yang mempunyai formula ClimaHsepuluhO4 (satu atom oksigen kurang daripada ribosa).

Pengelasan karbohidrat

Dengan bilangan pautan struktur

  • Monosakarida - mengandungi satu pautan struktur.
  • Oligosakarida - mengandungi 2 hingga 10 unit struktur (disakarida, trisakarida, dll.).
  • Polisakarida - mengandungi n unit struktur.

Beberapa karbohidrat penting:

MonosakaridaDisakaridaPolisakarida
Glukosa C6H12TENTANG6

Deoxyribose ClimaHsepuluhTENTANG4

Sukrosa C12H22TENTANGsebelas

Cellobiose C12H22TENTANGsebelas

Selulosa (C6HsepuluhTENTANGlima)n

Kanji (C6HsepuluhTENTANGlima)n

Dengan bilangan atom karbon dalam molekul

  • Pentose - mengandungi 5 atom karbon.
  • Heksosa - mengandungi 6 atom karbon.
  • Dan lain-lain.

Ukuran cincin dalam bentuk molekul molekul

  • Pyranose - membentuk sebentuk cincin enam anggota.
  • Furanosa - mengandungi cincin lima anggota.

Sifat kimia yang biasa terdapat pada semua karbohidrat

1. Pembakaran

Semua karbohidrat membakar karbon dioksida dan air.

Contohnya, apabila glukosa terbakar, air dan karbon dioksida terbentuk.

2. Interaksi dengan asid sulfurik pekat

Asid sulfur pekat menghilangkan air dari karbohidrat, sehingga membentuk karbon C ("charring") dan air.

Contohnya, apabila asid sulfurik pekat bertindak pada glukosa, karbon dan air terbentuk

Monosakarida

Monosakarida adalah sebatian heterofungsi, molekulnya merangkumi satu kumpulan karbonil (kumpulan aldehid atau keton) dan beberapa hidroksil.

Monosakarida adalah unit struktur oligosakarida dan polisakarida.

Monosakarida yang paling penting

Nama dan formulaGlukosa

C6H12O6

Fruktosa

C6H12O6

Ribosa

C6H12O6

Formula struktur
Pengelasan
  • heksosa
  • aldose
  • dalam bentuk kitaran - pirranosa
  • heksosa
  • ketosis
  • dalam bentuk kitaran - furanosa
  • pentosa
  • aldose
  • dalam bentuk kitaran - furanosa

Glukosa

Glukosa adalah alkohol aldehid (aldose).

Ia mengandungi enam atom karbon, satu aldehid dan lima kumpulan hidroksil.

Glukosa terdapat dalam larutan bukan sahaja dalam bentuk linier, tetapi juga dalam bentuk siklik (alpha dan beta), yang merupakan pirranosa (mengandungi enam pautan):

α-glukosaβ-glukosa

Sifat kimia glukosa

Penyelesaian glukosa berair

Dalam larutan glukosa berair, terdapat keseimbangan dinamik antara dua bentuk kitaran - α dan β dan bentuk linear:

Tindak balas kualitatif untuk alkohol polihidrat: tindak balas dengan hidroksida tembaga (II) yang baru diendapkan

Apabila hidroksida tembaga (II) yang baru diendapkan berinteraksi dengan glukosa (dan monosakarida lain, hidroksida larut untuk membentuk kompleks biru.

Tindak balas terhadap kumpulan karbonil - CH = O

Glukosa menunjukkan sifat ciri aldehid.

  • Tindak balas cermin perak
  • Tindak balas dengan kuprum (II) hidroksida apabila dipanaskan. Apabila glukosa berinteraksi dengan hidroksida tembaga (II), endapan tembaga (I) oksida bata merah terbentuk:
  • Pengoksidaan dengan air bromin. Apabila glukosa dioksidakan dengan air bromin, asid glukonat terbentuk:
  • Juga glukosa dapat dioksidakan dengan klorin, garam berthollet, asid nitrik.
Asid nitrat pekat mengoksidakan bukan sahaja kumpulan aldehid, tetapi juga kumpulan hidroksil di hujung rantai karbon yang lain.
  • Penghidrogenan pemangkin. Apabila glukosa berinteraksi dengan hidrogen, kumpulan karbonil dikurangkan menjadi hidroksil alkohol, alkohol enam alkohol terbentuk - sorbitol:
  • Penapaian glukosa. Fermentasi adalah proses biokimia berdasarkan transformasi redoks sebatian organik dalam keadaan anaerobik.

Penapaian alkohol. Penapaian glukosa alkohol menghasilkan alkohol dan karbon dioksida:

Penapaian asid laktik. Penapaian glukosa alkohol menghasilkan alkohol dan karbon dioksida:

Penapaian asid butik. Penapaian glukosa alkohol menghasilkan alkohol dan karbon dioksida:

  • Pembentukan ester glukosa (ciri bentuk glukosa siklik).

Glukosa mampu membentuk eter dan ester.

Hidroksil hemiacetal (glikosidik) yang paling mudah diganti.

Contohnya, α-D-glukosa berinteraksi dengan metanol.

Ini membentuk monometil eter glukosa (α-O-metil-D-glukosida):

Eter glukosa dipanggil glikosida.

Dalam keadaan yang lebih teruk (contohnya, dengan CH3-I) alkilasi juga berlaku pada kumpulan hidroksil yang tinggal.

Monosakarida mampu membentuk ester dengan asid mineral dan karboksilik.

Sebagai contoh, β-D-glukosa bertindak balas dengan anhidrida asetik dalam nisbah 1: 5 untuk membentuk glukosa pentaasetat (β-pentaacetyl-D-glukosa):

Mendapatkan glukosa

Hidrolisis kanji

Sekiranya terdapat asid, pati dihidrolisis:

Sintesis dari formaldehid

Reaksi pertama kali dikaji oleh A.M. Butlerov. Sintesis berlaku dengan adanya kalsium hidroksida:

Fotosintesis

Pada tumbuhan, karbohidrat dihasilkan oleh fotosintesis dari CO2 dan H2TENTANG:

Fruktosa

Fruktosa adalah isomer struktural glukosa. Ini adalah alkohol keton (ketosis): ia juga boleh wujud dalam bentuk siklik (furanosa).

Ia mengandungi enam atom karbon, satu kumpulan keton, dan lima kumpulan hidrokso..

Fruktosaα-D-fruktosaβ-D-fruktosa

Fruktosa adalah bahan kristal, mudah larut dalam air, lebih manis daripada glukosa.

Terdapat dalam bentuk percuma dalam madu dan buah-buahan.

Sifat kimia fruktosa dikaitkan dengan kehadiran kumpulan keton dan lima hidroksil.

Hidrogenasi fruktosa juga menghasilkan sorbitol.

Disakarida

Disakarida adalah karbohidrat, molekul-molekulnya terdiri daripada dua residu monosakarida yang saling terhubung satu sama lain melalui interaksi kumpulan hidroksil (dua hemiacetal atau satu hemiacetal dan satu alkohol).

Sukrosa (bit atau gula tebu) C12H22TENTANGsebelas

Molekul sukrosa terdiri daripada residu α-glukosa dan β-fruktosa yang saling berkaitan antara satu sama lain:

Dalam molekul sukrosa, atom karbon glikosid glukosa terikat kerana pembentukan jambatan oksigen dengan fruktosa, oleh itu sukrosa tidak membentuk bentuk terbuka (aldehid).

Oleh itu, sukrosa tidak memasuki reaksi kumpulan aldehid - dengan larutan ammonia perak oksida dengan hidroksida tembaga semasa dipanaskan.

Disakarida semacam itu disebut tidak mengurangkan, iaitu tidak mampu mengoksidakan.

Sukrosa dihidrolisiskan oleh air berasid. Ini menghasilkan glukosa dan fruktosa:

Maltosa C12H22TENTANGsebelas

Ini adalah disakarida yang terdiri daripada dua residu α-glukosa, ia adalah perantaraan dalam hidrolisis kanji.

Maltosa adalah mengurangkan disakarida (salah satu unit kitaran boleh masuk ke dalam kumpulan aldehid) dan memasuki tindak balas ciri aldehid.

Hidrolisis maltosa menghasilkan glukosa.

Polisakarida

Ini adalah disakarida yang terdiri dari dua residu α-glukosa, ia adalah perantaraan dalam hidrolisis kanji.

Polisakarida adalah karbohidrat berat molekul tinggi semula jadi, makromolekulnya terdiri daripada residu monosakarida.

Wakil utama - pati dan selulosa - dibina dari sisa satu monosakarida - glukosa.

Kanji dan selulosa mempunyai formula molekul yang sama: (C6HsepuluhOlima)n, tetapi sifat yang sama sekali berbeza.

Ini disebabkan oleh keunikan struktur ruang mereka..

Kanji terdiri daripada residu α-glukosa, dan selulosa terdiri daripada β-glukosa, yang merupakan isomer spatial dan hanya berbeza pada kedudukan satu kumpulan hidroksil:

Kanji

Kanji adalah polisakarida yang dibina daripada residu α-glukosa siklik.

Ia termasuk:

  • amilosa (bahagian dalam bijirin pati) - 10-20%
  • amilopektin (kulit biji-bijian pati) - 80-90%

Rantai amilosa merangkumi 200 - 1000 residu α-glukosa (berat molekul purata 160,000) dan mempunyai struktur yang tidak bercabang.

Amylopectin mempunyai struktur bercabang dan berat molekul yang jauh lebih tinggi daripada amilosa.

Sifat kanji

  • Hidrolisis pati: apabila direbus dalam medium berasid, pati dihidrolisis secara berturut-turut:

Merakam hidrolisis kanji lengkap tanpa langkah perantaraan:

  • Kanji tidak memberikan reaksi "cermin perak" dan tidak mengurangkan hidroksida tembaga (II).
  • Tindak balas kualitatif terhadap kanji: pewarnaan biru dengan larutan iodin.

Selulosa

Selulosa (serat) adalah polisakarida tumbuhan yang paling banyak. Rantai selulosa dibina dari residu β-glukosa dan mempunyai struktur linear.

Sifat selulosa

  • Pembentukan ester dengan asid nitrik dan asetik.

Nitrasi selulosa.

Oleh kerana unit selulosa mengandungi 3 kumpulan hidroksil, nitrat selulosa dengan lebihan asid nitrat dapat mengakibatkan pembentukan selulosa trinitrat, letupan pirokilin:

Asilasi selulosa.

Di bawah tindakan asetik anhidrida (asid asetik dipermudahkan) pada selulosa, reaksi esterifikasi berlaku, dan ada kemungkinan 1, 2 dan 3 kumpulan OH turut serta dalam tindak balas.

Ternyata selulosa asetat - serat asetat.

  • Hidrolisis selulosa.

Selulosa, seperti pati, dapat menghidrolisis dalam medium berasid, sehingga menghasilkan glukosa juga. Tetapi prosesnya jauh lebih sukar.

Glukosa, sifat, pengeluaran dan penggunaannya

Glukosa, sifat, pengeluaran dan penggunaannya.

Glukosa adalah salah satu sumber karbohidrat dan tenaga yang paling banyak terdapat dalam organisma hidup di planet ini, dengan formula C6H12O6.

Glukosa, formula, molekul, struktur, isomerisme, bahan:

Glukosa (gula anggur, dekstrosa atau D-glukosa) adalah sebatian organik, monosakarida yang berlaku secara semula jadi (hexahydroxyaldehyde, hexose), yang mempunyai formula C6H12O6.

Glukosa (dari γλυκύς Yunani - "manis" dan akhiran "oza") adalah salah satu sumber karbohidrat dan tenaga yang paling biasa dalam organisma hidup di planet ini.

Dalam kehidupan sehari-hari, glukosa juga disebut gula anggur kerana fakta bahawa ia terkandung dalam anggur dan untuk pertama kalinya pada tahun 1747 ia diperoleh oleh ahli kimia Jerman Andreas Marggraf dari jus anggur. Glukosa juga terdapat di daun dan bahagian tanaman lain, jus buah-buahan, sayur-sayuran dan buah beri: ceri, ceri, labu, raspberi, plum, semangka, epal, pir, tembikai, persik, jeruk keprok, stroberi, tomat, kubis, currant, bit, kurma, kentang, gooseberry, aprikot, timun, cranberry, jeruk, dan lain-lain, serta dalam madu. Madu terutamanya terdiri daripada campuran glukosa dan fruktosa. Selain itu, ia (glukosa) terdapat dalam banyak kekacang dan biji-bijian: gandum, beras, gandum, jagung, soba, dll..

Glukosa adalah monosakarida, iaitu karbohidrat termudah, terdiri daripada satu molekul atau satu unit struktur.

Dia (glukosa) adalah unit struktur kebanyakan disakarida makanan (maltosa, laktosa dan sukrosa) dan polisakarida (selulosa, kanji, glikogen). Polisakarida adalah karbohidrat berat molekul tinggi, polimer monosakarida (glisans). Molekul polisakarida adalah rantai panjang atau bercabang rantai residu monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik. Oligosakarida adalah karbohidrat yang mengandungi 2 hingga 10 residu monosakarida. Disakarida - karbohidrat yang, apabila dipanaskan dengan air di hadapan asid mineral atau di bawah pengaruh enzim, menjalani hidrolisis, terbelah menjadi dua molekul monosakarida.

Formula kimia glukosa C6H12O6.

Glukosa tergolong dalam kelas aldoheksosa, iaitu polihidroksialdehid.

Glukosa adalah monosakarida yang mengandungi enam atom karbon, satu kumpulan aldehid (-CHO) dan lima kumpulan hidroksil (-OH).

Molekul glukosa boleh wujud dalam bentuk dua bentuk siklik (α-D-glukosa dan β-D-glukosa, juga disebut α-D-glucopyranose dan β-D-glucopyranose), berbeza dalam susunan spasial satu kumpulan hidroksil, dan dalam bentuk linear - terbuka bentuk rantai (asiklik) (D-glukosa, juga disebut dextrose).

Bentuk glukosa siklik adalah hasil tindak balas intramolekul antara atom aldehid C dan kumpulan hidroksil C-5 dari bentuk linear glukosa (D-glukosa). Kumpulan OH pada karbon C-5 melekat pada kumpulan aldehid untuk membentuk hemiacetal intramolekul. Bentuk glukosa α- dan β-glukosa adalah isomer spatial yang berbeza dalam kedudukan hidroksil hememiaetal dengan satah gelang. Dalam α-D-glukosa, hidroksil ini berada dalam kedudukan trans ke kumpulan hidroksimetil –CH2OH, dalam β-D-glukosa - dalam kedudukan cis.

Dalam bentuk kitaran, glukosa berada dalam keadaan pepejal yang kristal. Glukosa kristal biasa adalah bentuk-α (α-D-glucopyranose).

Apabila larut dalam air, glukosa sebahagiannya berubah menjadi bentuk rantai terbuka, di mana keadaan keseimbangan bergerak terjalin di antara ketiga-tiga bentuk ini. Bentuk-β (β-D-glucopyranose) lebih stabil dalam larutan. Bentuk glukosa linear kurang daripada 0.02% molekul glukosa dalam larutan berair, selebihnya jatuh pada bentuk kitaran. Bahagian keseimbangan α-D-glucopyranose pada 31 ° C adalah 38%, dan β-D-glucopyranose yang lebih stabil ialah 62%. Dalam penyelesaian, α-D-glucopyranose dan β-D-glucopyranose saling bertukar antara satu sama lain melalui pembentukan bentuk rantai terbuka.

Bersama dengan bentuk rantai terbuka alam (asiklik) yang paling meluas - D-glukosa, terdapat juga enantiomer L-glukosa, yang secara praktikalnya tidak berlaku di alam semula jadi dan diperoleh secara buatan. L-glukosa tidak mempunyai kegunaan yang ketara.

Struktur molekul glukosa, formula struktur glukosa:

Gambar: 1.α-D-glucopyranose

Gambar: 2.β-D-glucopyranose

Gambar: 3. D-glukosa (dekstrosa)

Gambar: 4. D-glukosa (kiri) dan L-glukosa (kanan)

Nama kimia glukosa sistematik: (2R, 3S, 4R, 5R) - 2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal (untuk bentuk asiklik - D-glukosa). Nama kimia lain untuk glukosa juga digunakan: dekstrosa (untuk bentuk asiklik, D-glukosa).

Dalam penampilan, glukosa adalah bahan kristal putih dengan rasa manis, tidak berbau. Walau bagaimanapun, manisnya glukosa adalah separuh daripada sukrosa.

Glukosa sangat larut dalam air. Kelarutan dalam air adalah 32.3 g per 100 g air (pada 0 ° C), 82 g / 100 g (pada 25 ° C), 562 g / 100 g (pada 90.8 ° C). Ia juga sangat larut dalam larutan amonia hidroksida tembaga (reagen Schweitzer), asid sulfurik, zink klorida. Larut sedikit dalam etanol dan metanol.

Suhu lebur α-D-glukosa ialah 146 ° C, β-D-glukosa adalah 148-150 ° C.

Peranan biologi glukosa:

Pada manusia dan haiwan, glukosa adalah sumber tenaga utama dan paling serba boleh untuk proses metabolik. Glukosa adalah nutrien yang berharga. Apabila glukosa teroksidasi dalam tisu manusia dan haiwan, tenaga dibebaskan, yang diperlukan untuk fungsi normal organisma.

Glukosa disimpan pada manusia dan haiwan dalam bentuk glikogen, yang disimpan terutama dalam sel hati (hepatosit) dan otot rangka. Darah manusia juga mengandungi sekitar 5-6 g glukosa. Tahap glukosa darah seseorang tetap. Jumlah glukosa ini cukup untuk menampung kos tenaga badan selama 15 minit aktiviti vitalnya.

Pada tumbuhan, glukosa dihasilkan oleh fotosintesis dan terkumpul dalam bentuk kanji dan selulosa. Yang terakhir adalah bahagian tidak terpisahkan dari membran sel tanaman, memberikan kekuatan mekanikal dan keanjalan tisu tumbuhan.

Sifat fizikal glukosa:

Nama parameter:Nilai:
Warnaputih, tidak berwarna
Bautanpa bau
Rasamanis
Keadaan agregat (pada suhu 20 ° C dan tekanan atmosfera 1 atm.)pepejal kristal
Ketumpatan (pada suhu 20 ° C dan tekanan atmosfera 1 atm.), G / cm 31,562
Ketumpatan (pada suhu 20 ° C dan tekanan atmosfera 1 atm.), Kg / m 31562
Suhu penguraian, ° C-
Titik lebur α-D-glukosa, ° C146
Titik lebur β-D-glukosa, ° C148-150
Suhu penyejatan, ° C-
Jisim molar glukosa, g / mol180.16

Menerima dan menghasilkan glukosa:

Secara semula jadi, glukosa terbentuk sebagai hasil reaksi fotosintesis dan terdapat di pelbagai bahagian tanaman: daun dan buah. Pada haiwan, glukosa terbentuk akibat pemecahan glikogen.

Glukosa terbentuk melalui tindak balas kimia berikut:

1. tindak balas sukrosa dengan air (hidrolisis sukrosa):

Semasa hidrolisis (apabila dipanaskan di hadapan ion hidrogen), sukrosa dipecah menjadi monosakarida penyusunnya - glukosa dan fruktosa kerana pecahnya ikatan glikosidik di antara mereka. Reaksi ini adalah sebaliknya proses pembentukan sukrosa dari monosakarida.

Reaksi serupa berlaku di usus organisma hidup ketika sukrosa memasukinya. Di dalam usus, sukrosa di bawah tindakan enzim cepat dihidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa.

2. tindak balas maltosa dengan air (hidrolisis maltosa):

Semasa hidrolisis (apabila dipanaskan dengan adanya ion hidrogen), maltosa dipecah menjadi monosakarida penyusunnya - dua molekul glukosa kerana pecahnya ikatan glikosidik di antara mereka. Reaksi ini adalah sebaliknya proses pembentukan maltosa dari monosakarida.

Reaksi serupa berlaku pada usus organisma hidup apabila maltosa memasukinya. Di dalam usus, sukrosa di bawah tindakan enzim cepat dihidrolisis menjadi dua molekul glukosa.

3. tindak balas kanji dengan air (hidrolisis kanji):

Sifat pati yang paling penting ialah keupayaan menjalani hidrolisis oleh enzim atau ketika dipanaskan dengan asid.

Hidrolisis berjalan secara berperingkat. Dextrin pertama kali terbentuk dari pati ((C6HsepuluhOlima)n), yang dihidrolisis menjadi maltosa (C12H22Osebelas). Kemudian, sebagai hasil hidrolisis maltosa, glukosa terbentuk (C6H12O6).

Reaksi serupa berlaku di mulut, perut dan usus organisma hidup apabila kanji masuk ke dalamnya. Di dalam perut dan usus, kanji akhirnya dihidrolisis menjadi glukosa di bawah tindakan enzim.

Tindak balas ini digunakan sebagai kaedah industri untuk menghasilkan glukosa..

4. reaksi A.М. Butlerov - aldol pemeluwapan formaldehid:

Sintesis karbohidrat pertama dari formaldehid dalam medium alkali dilakukan oleh A.M. Butlerov pada tahun 1861.

Formaldehid, di bawah tindakan hidroksida logam alkali bumi, memasuki reaksi pemeluwapan diri, membentuk campuran karbohidrat ("formosa"), termasuk. glukosa.

5. reaksi fotosintesis:

Secara semula jadi, glukosa dihasilkan pada tanaman sebagai hasil fotosintesis dari karbon dioksida dan air di bawah pengaruh cahaya matahari pada daun tumbuhan. Semasa tindak balas, oksigen terbentuk sebagai tambahan kepada glukosa.

6. tindak balas hidrolisis glikogen dalam persekitaran berasid:

Sifat glikogen yang paling penting adalah keupayaan menjalani hidrolisis dalam larutan asid dalam air.

Hidrolisis berjalan secara berperingkat. Dari glikogen ((C6HsepuluhOlima)n, dextrin mula-mula terbentuk ((C6HsepuluhOlima)y, manakala y Sifat kimia glukosa. Tindak balas kimia (persamaan) glukosa:

Tindak balas kimia utama glukosa adalah seperti berikut:

1. reaksi penapaian glukosa enzimatik:

Sifat kimia monosakarida yang paling penting adalah fermentasi enzimatiknya, iaitu perpecahan molekul menjadi serpihan di bawah tindakan pelbagai enzim. Fermentasi berlaku di hadapan enzim yang dirembeskan oleh ragi, bakteria atau jamur. Bergantung pada sifat enzim aktif, tindak balas jenis berikut masing-masing dibezakan:

1.1. tindak balas penapaian alkohol glukosa:

Hasil tindak balas ini, etil alkohol (etanol) dan karbon dioksida terbentuk..

1.2. tindak balas penapaian asid laktik glukosa:

Hasil daripada tindak balas ini, asid laktik terbentuk..

1.3. tindak balas penapaian asid butik glukosa:

Hasil tindak balas ini, asid butirat, hidrogen dan karbon dioksida terbentuk..

Terima kasih kepada penapaian, produk makanan diperoleh - kefir, keju, alkohol.

2. tindak balas glukosa dengan hidrogen:

Glukosa bertindak balas dengan hidrogen dengan adanya pemangkin (nikel digunakan) pada suhu tinggi. Sebagai hasil reaksi, alkohol hexahedral (sorbitol) terbentuk.

3. Tindak balas kualiti terhadap glukosa (tindak balas glukosa dengan hidroksida tembaga):

Terdapat beberapa kumpulan hidroksil dalam molekul glukosa. Untuk mengesahkan kehadiran mereka, reaksi dengan hidroksida logam digunakan, misalnya, dengan hidroksida tembaga, yang mempunyai warna biru. Untuk ini, hidroksida tembaga ditambahkan ke dalam larutan glukosa. Akibatnya, asid glukonat, tembaga (I) oksida dan air terbentuk, dan larutan berubah dari biru menjadi merah, kerana kuprum (I) oksida berwarna merah.

4. Reaksi kualitatif "cermin perak" - tindak balas glukosa dengan larutan ammonia perak oksida (I):

Terdapat kumpulan aldehid dalam molekul glukosa. Oleh itu, apabila dipanaskan dengan larutan ammonia oksida perak mengoksidakan dan memberikan reaksi "cermin perak".

Akibatnya, asid glukonat dan perak terbentuk, yang mendakan. Sekiranya tindak balas dilakukan di dalam kapal dengan dinding yang bersih dan halus, maka perak disimpan pada mereka dalam bentuk filem tipis, membentuk permukaan cermin. Sekiranya terdapat pencemaran sedikit pun, perak dilepaskan sebagai endapan longgar kelabu..

Oleh itu, glukosa mempunyai sifat regeneratif kerana dia mengembalikan Ag2O dan Cu (OH)2.

5. dalam tubuh manusia, glukosa mengalami transformasi biokimia kompleks:

Hasil daripada transformasi biokimia kompleks, karbon dioksida dan air terbentuk, sementara tenaga 2800 kJ dilepaskan per 1 mol glukosa.

6. glukosa tidak memasuki beberapa ciri tindak balas aldehid, misalnya, dengan natrium hidrosulfit.

Penggunaan glukosa:

Glukosa digunakan dalam pelbagai industri dan isi rumah:

- dalam perubatan sebagai ubat, untuk penyediaan persediaan ubat-ubatan, dan lain-lain;

- dalam industri makanan ketika membakar roti, serta dalam pembuatan susu pekat dan ais krim, dalam perniagaan gula-gula dalam pembuatan marmalade, karamel, roti halia, dll.;

- dalam pertanian dalam pemeliharaan lebah untuk memberi makan lebah;

- dalam industri tekstil untuk mewarnai dan mencetak lukisan;

- dalam industri kimia sebagai produk awal dalam pengeluaran asid askorbik dan glukonat, untuk sintesis sejumlah derivatif gula, dan lain-lain;

- dalam pembuatan cermin dan hiasan pokok Krismas (perak);

- dalam industri mikrobiologi sebagai medium nutrien untuk pengeluaran ragi makanan;

- dalam penyediaan makanan dan makanan haiwan, proses penapaian asid laktik, alkohol dan asid butirik digunakan.

Makanan apa yang mengandungi glukosa

Formula kimia glukosa adalah C6H12O6, dan nama lain adalah gula anggur. Monosakarida ini adalah karbohidrat yang paling banyak. Ia ditemukan dalam bentuk bebas sebagai oligosakarida dalam tebu dan gula susu, atau sebagai polisakarida sebagai pati, glikogen, selulosa, dan dextran. Untuk mengatur jumlah karbohidrat dalam badan anda, sudah cukup untuk mengetahui makanan mana yang mengandungi glukosa.

Mendapatkan dan menggunakan glukosa

AM Butlerov adalah orang pertama yang menerima glukosa pada tahun 1861: kemudian para saintis sudah mengetahui makanan mana yang mengandungi glukosa, dan menganggap bahawa ia mengandungi beberapa sifat berguna. Pada masa ini glukosa diperoleh dengan hidrolisis tepung jagung dan kentang dengan asid. Secara semula jadi, glukosa terbentuk sebagai hasil fotosintesis di pelbagai bahagian tumbuhan. Dalam organisma hidup, ia mengalami transformasi kompleks, akibatnya karbon dioksida dan air diperoleh. Tindak balas kimia sederhana ini disertai dengan pembebasan tenaga, yang membolehkan badan bergerak..

Oleh kerana fakta bahawa glukosa mudah diserap oleh tubuh, ia digunakan dalam perubatan sebagai alat untuk menguatkan sistem imun. Glukosa boleh menjadi sebahagian daripada zat yang menggantikan darah dan mempunyai kesan yang menenangkan apabila terkejut.

Walau bagaimanapun, glukosa paling popular dalam gula-gula. Dengan penyertaannya, marmalade, karamel, roti halia dan banyak lagi dibuat.

Makanan apa yang mengandungi glukosa, juga penting untuk diketahui kerana ia terlibat dalam proses penapaian. Semasa penapaian kubis, timun dan susu, penapaian asid laktik bermula, yang boleh merosakkan produk. Walau bagaimanapun, penapaian glukosa juga dapat menjadi proses yang bermanfaat, seperti dalam pembuatan bir.

Makanan apa yang mengandungi glukosa

Nama lain - gula anggur - mendapat glukosa kerana produk di mana ia paling banyak - anggur. Di samping itu, mereka kaya dengan:

  • ceri dan ceri manis;
  • raspberi dan strawberi;
  • plum;
  • tembikai;
  • pisang;
  • labu;
  • Kubis putih;
  • lobak merah;
  • kentang;
  • bijirin dan bijirin.

Sejumlah glukosa terdapat dalam madu, tetapi di sana ia dicampurkan dengan fruktosa..

Terdapat banyak maklumat mengenai makanan mana yang kaya dengan gula anggur. Apa yang lebih menarik ialah darah dan otot manusia juga dapat menghasilkannya. Kepekatan glukosa yang tinggi dalam darah menyebabkan pengeluaran insulin yang kuat, yang seterusnya menurunkan kadar glukosa. Walau bagaimanapun, rembesan monosakarida yang berlebihan ini boleh menyebabkan perkembangan diabetes. Ini adalah sebab lain mengapa perlu mengetahui makanan mana yang paling banyak mengandung glukosa..

Glukosa adalah wakil monosakarida, struktur, sifat fizikal dan kimia, aplikasi.

Glukosa C6H12TENTANG6 - monosakarida yang tidak menghidrolisis untuk membentuk karbohidrat lebih sederhana.

Seperti yang dapat dilihat dari formula struktur, glukosa adalah alkohol polihidrat dan aldehid, iaitu alkohol aldehid. Dalam larutan berair, glukosa dapat mengambil bentuk siklik.

Ciri-ciri fizikal

Glukosa adalah bahan kristal tanpa warna dengan rasa manis, mudah larut dalam air. Kurang manis daripada gula bit.

Sifat kimia

Glukosa mempunyai sifat kimia yang serupa dengan alkohol dan aldehid. Di samping itu, ia mempunyai beberapa sifat khusus..

1. Glukosa adalah alkohol polihidrat.

Glukosa dengan Cu (OH)2 memberikan larutan biru (glukonat tembaga)

2. Glukosa - aldehid.

a) Bertindak balas dengan larutan ammonia dengan oksida perak untuk membentuk cermin perak:

b) Dengan hidroksida kuprum memberikan Cu endapan merah2O

c) Dikurangkan oleh hidrogen untuk membentuk alkohol heksidrat (sorbitol)

a) Penapaian alkohol (untuk mendapatkan minuman beralkohol)

b) Penapaian asid laktik (susu masam, sayur acar)

Aplikasi, nilai

Glukosa dihasilkan dalam tumbuhan melalui fotosintesis. Haiwan mendapatkannya dari makanan. Glukosa adalah sumber tenaga utama dalam organisma hidup. Glukosa adalah produk berkhasiat yang berharga. Ia digunakan dalam gula-gula, dalam perubatan sebagai tonik, untuk mendapatkan alkohol, vitamin C, dll..

Kanji. Berada di alam semula jadi, penggunaan hidrolisis pati.

Kanji (C6HsepuluhOlima)n - serbuk putih amorf, tanpa rasa dan tidak berbau, kurang larut dalam air, dalam air panas membentuk larutan koloid (tampal). Makromolekul pati dibina dari sebilangan besar residu α-glukosa. Kanji terdiri daripada dua pecahan: amilosa dan amilopektin. Amilosa mempunyai molekul linier, amilopektin - bercabang.

Peranan biologi.

Pati adalah salah satu produk fotosintesis, simpanan nutrien utama tumbuhan. Pati adalah karbohidrat utama dalam makanan manusia.

Menerima.

Kanji paling kerap diperoleh dari kentang. Untuk ini, kentang dihancurkan, dicuci dengan air dan dipam ke dalam kapal besar, di mana penempatannya berlaku. Pati yang dihasilkan dicuci lagi dengan air, diselesaikan dan dikeringkan dalam aliran udara hangat.

Sifat kimia.

1. Dengan iodin, pati memberikan warna ungu.

2. Kanji - alkohol polihidrat.

3. Pati relatif mudah dihidrolisis dalam medium berasid dan di bawah tindakan enzim:

Bergantung pada keadaan, hidrolisis kanji dapat berjalan secara bertahap, dengan pembentukan pelbagai produk perantaraan:

glukosa maltosa dextrins larut kanji

Terdapat penurunan makromolekul secara beransur-ansur.

Aplikasi pati.

Pati digunakan dalam industri gula-gula (memperoleh glukosa dan molase), merupakan bahan mentah untuk penghasilan etil, n-butil alkohol, aseton, asid sitrik, gliserin dan sebagainya. Ia digunakan dalam perubatan sebagai pengisi (dalam salap dan serbuk), sebagai pelekat.

Pati adalah produk berkhasiat yang berharga. Untuk memudahkan penyerapannya, makanan yang mengandungi kanji terkena suhu tinggi, iaitu kentang direbus, roti dibakar. Di bawah keadaan ini, hidrolisis separa pati berlaku dan dekstrin terbentuk, yang larut dalam air. Dextrins di saluran pencernaan mengalami hidrolisis lebih lanjut ke glukosa, yang diserap oleh badan. Glukosa berlebihan ditukar menjadi glikogen (pati haiwan). Komposisi glikogen adalah sama dengan pati, - (C6HsepuluhOlima)n, tetapi molekulnya lebih bercabang.

Tarikh ditambahkan: 2018-02-15; pandangan: 2600;