Какие свойства глюкозы находят практическое применение
Глюкоза (декстроза) – моносахарид, являющийся универсальным источником энергии для человека. Это конечный продукт гидролиза ди – и полисахаридов. Соединение открыто английским врачом Уильямом Праутом в 1802 году.
Глюкоза или виноградный сахар – важнейшее питательное вещество для центральной нервной системы человека. Оно обеспечивает нормальное функционирование организма при сильной физической, эмоциональной, интеллектуальной нагрузках и быстрое реагирование мозга на форс – мажорные ситуации. Другими словами, глюкоза – реактивное топливо, поддерживающее все процессы жизнедеятельности на клеточном уровне.
Структурная формула соединения – C6H12O6.
Глюкоза представляет собой кристаллическое вещество сладкого вкуса, без запаха, хорошо растворимое в воде, концентрированных растворах серной кислоты, хлорида цинка, реактиве Швейцера. В природе образуется в результате фотосинтеза растений, в промышленности – путем гидролиза целлюлозы, крахмала.
Молярная масса соединения – 180,16 грамм на моль.
Сладость глюкозы вдвое ниже, чем сахарозы.
Моносахарид используют в кулинарии, медицинской промышленности. Препараты на ее основе применяют для снятия интоксикации и определения наличия, а также типа сахарного диабета.
Рассмотрим термины “гипергликемия”, “гипогликемия” – что это такое, польза и вред глюкозы, где содержится вещество, использование в медицине.
Суточная норма
Для питания клеток головного мозга, эритроцитов крови, поперечно – полосатых мышц и обеспечения организма энергией человеку нужно съедать «свою» индивидуальную норму. Для ее вычисления умножьте фактический вес тела на коэффициент 2,6. Полученное значение – суточная потребность вашего организма в моносахариде.
При этом, работникам умственного труда (офисным сотрудникам), выполняющим вычислительно–планирующие операции, спортсменам и людям, испытывающим тяжелые физические нагрузки дневную норму следует увеличить, поскольку данные операции требуют большего количества энергии.
Потребность в глюкозе снижается при малоподвижном образе жизни, склонности к сахарному диабету, избыточном весе. В данном случае для выработки энергии организм будет использовать не легко усваиваемый сахарид, а запасы жира.
Помните, глюкоза в умеренных дозах – это лекарство и «топливо» для внутренних органов, систем. Чрезмерное употребление сладости превращает ее в яд, оборачивая полезные свойства во вред.
Гипергликемия и гипогликемия
У здорового человека уровень глюкозы в крови натощак составляет 3,5 – 5,5 миллимоль на литр, после приема пищи он повышается до отметки 7,8.
Если данный показатель ниже нормы – развивается гипогликемия, выше – гипергликемия. Любые отклонения от допустимого значения вызывают нарушения в организме, иногда – необратимые расстройства.
Повышенное содержание глюкозы в крови увеличивает выработку инсулина, что ведет к интенсивной работе поджелудочной железы «на износ». В результате орган начинает истощаться, возникает риск развития сахарного диабета, страдает иммунитет. При достижении концентрации глюкозы в крови до 10 миллимоль на литр, печень перестает справляться со своими функциями, нарушается работа кровеносной системы. Избыток сахара участвует в образовании триглицеридов, (жировые клетки), которые провоцируют появление ишемической болезни, атеросклероза, гипертонии, инфаркта, кровоизлияния в мозг.
Главная причина развития гипергликемии – нарушение функционирования поджелудочной железы.
Продукты, снижающие сахар в крови:
- овсяная каша;
- омары, лангусты, крабы;
- сок черники;
- помидоры, черная смородина;
- соевый сыр;
- листья салата, тыква;
- зеленый чай;
- авокадо;
- мясо, рыба, курица;
- лимон, грейпфрут;
- миндаль, кешью, арахис;
- бобовые;
- арбуз;
- чеснок и лук.
Падение глюкозы в крови приводит к недостаточному питанию мозга, ослаблению организма, что провоцирует обморок. Человек теряет силы, появляется мышечная слабость, апатия, физические нагрузки даются с трудом, ухудшается координация, возникает ощущение беспокойства, помрачение сознания. Клетки находятся в состоянии голодания, замедляются их деление и регенерация, возрастает риск отмирания тканей.
Причины гипогликемии: алкогольное отравление, отсутствие сладких продуктов в рационе питания, онкологические заболевания, дисфункция щитовидной железы.
Для поддержания глюкозы в крови в пределах нормы обратите внимание на работу инсулярного аппарата, обогатите ежедневное меню полезными природными сладостями, содержащими моносахарид. Помните, низкий уровень инсулина препятствует полноценному всасыванию соединения, как следствие развивается гипогликемия.
Польза и вред
Главные функции глюкозы – питательная и энергетическая. Благодаря им она поддерживает биение сердца, дыхание, мышечное сокращение, работу мозга, нервной системы и регулирует температуру тела.
Значение глюкозы в организме человека:
- Участвует в обменных процессах, выступает наиболее усвояемым энергоресурсом.
- Поддерживает работоспособность организма.
- Питает клетки головного мозга, улучшает память, обучаемость.
- Стимулирует работу сердца.
- Быстро утоляет чувство голода.
- Снимает стресс, корректирует психическое состояние.
- Ускоряет восстановление мышечной ткани.
- Помогает печени в нейтрализации токсических веществ.
Глюкозу много лет используют для снятия интоксикации организма, при гипогликемии. Моносахарид входит в состав кровезаменителей, противошоковых препаратов, используемых для лечения болезней печени и центральной нервной системы. Многие препараты вводятся в вену на глюкозе, в том числе – новокаин, хлорид калия, часто используемые во врачебной практике.
Помимо положительного влияния, глюкоза способна нанести вред организму людей в преклонном возрасте, больным с нарушенным обменом веществ и привести к следующим последствиям:
- ожирению;
- развитию тромбофлебита;
- перегрузке поджелудочной железы;
- возникновению аллергических реакций;
- возрастанию холестерина;
- появлению воспалительных, сердечных заболеваний, расстройству коронарного кровообращения;
- артериальной гипертензии;
- повреждению сетчатки глаза;
- сахарному диабету;
- эндотелиальной дисфункции.
Помните, количество поступившего моносахарида в организм должно в полной мере компенсироваться расходом калорий на энергетические нужды.
Источники
Моносахарид содержится в мышечном гликогене животных, крахмале, ягодах и фруктах. 50 % энергии, необходимой для организма, человек получает за счет гликогена (отложенного в печени, мышечной ткани) и употребления глюкозосодержащих продуктов.
Главный природный источник соединения – мед (80 %), он содержит в своем и другой полезный углевод – фруктозу.
Диетологи рекомендуют стимулировать организм добывать сахариды из продуктов питания, избегая приема рафинированного сахара.
| Наименование продукта | Содержание моносахарида в 100 граммах, грамм |
|---|---|
| Сахар – рафинад | 99,7 |
| Пчелиный мед | 80,1 |
| Мармелад | 79,2 |
| Пряники | 77,6 |
| Макароны | 70,5 |
| Сладкая соломка | 69,1 |
| Финики | 69,0 |
| Перловая крупа | 66,8 |
| Курага | 66,1 |
| Изюм | 65,6 |
| Яблочное повидло | 65,0 |
| Шоколад | 63,2 |
| Рис | 62,2 |
| Овсянка | 61,7 |
| Кукуруза | 61,3 |
| Гречка | 60,3 |
| Хлеб белый | 52,8 |
| Хлеб ржаной | 44,2 |
| Сливочное мороженое | 21,2 |
| Картофель | 8,0 |
| Яблоки | 7,8 |
| Виноград | 7,7 |
| Свекла | 6,6 |
| Морковь | 5,6 |
| Вишня | 5,4 |
| Черешня | 5,4 |
| Молоко | 4,4 |
| Крыжовник | 4,3 |
| Тыква | 4,1 |
| Бобовые | 4,1 |
| Капуста | 4,0 |
| Малина | 3,8 |
| Помидоры | 3,3 |
| Творог | 3,2 |
| Сметана | 3,0 |
| Сливы | 3,0 |
| Печень | 2,7 |
| Клубника | 2,6 |
| Клюква | 2,4 |
| Арбуз | 2,3 |
| Апельсины | 2,3 |
| Абрикосы | 2,1 |
| Мандарины | 2,0 |
| Сыр | 2,0 |
| Персики | 2,0 |
| Груша | 1,7 |
| Черная смородина | 1,4 |
| Огурцы | 1,2 |
| Масло | 0,4 |
| Яйца | 0,3 |
Глюкоза в медицине: форма выпуска
Препараты глюкозы относят к дезинтоксикационным и метаболическим средствам. Их спектр действия направлен на улучшение обменных и окислительно–восстановительных процессов в организме. Действующим веществом данных медикаментов является декстрозы моногидрат (сублимированная глюкоза в комбинации со вспомогательными веществами).
Формы выпуска и фармакологические свойства моносахарида:
- Таблетки, содержащие 0,5 грамм сухой декстрозы. При пероральном приёме глюкоза оказывает сосудорасширяющее и седативное действие (умеренно выраженное). Кроме того, препарат восполняет запасы энергии, повышая интеллектуальную и физическую продуктивность.
- Раствор для инфузий. В литре 5 % глюкозы присутствует 50 грамм безводной декстрозы, в 10 % составе – 100 грамм вещества, в 20 % смеси – 200 грамм углевода, в 40 % концентрате – 400 грамм сахарида. Учитывая, что 5 % раствор сахарида изотоничен относительно плазмы крови, введение препарата в кровоток помогает нормализовать кислотно–щелочное и водно–электролитное равновесия в организме.
- Раствор для внутривенных инъекций. В миллилитре 5 % концентрата содержится 50 миллиграмм высушенной декстрозы, в 10 % – 100 миллиграмм, в 25 % – 250 миллиграмм, в 40 % – 400 миллиграмм. При внутривенном введении глюкоза повышает осмотическое кровяное давление, расширяет сосуды, увеличивает мочеобразование, усиливает отток жидкости из тканей, активизирует обменные процессы в печени, нормализует сократительную функцию миокарда.
Помимо этого, сахарид используют для искусственного лечебного питания, в том числе энтерального и парентерального.
В каких случаях и в какой дозировке назначают «медицинскую» глюкозу?
Показания к применению :
- гипоглекемия (пониженная концентрация сахара в крови);
- нехватка углеводного питания (при умственных и физических перегрузках);
- реабилитационный период после затяжных заболеваний, в том числе инфекционных (как дополнительное питание);
- декомпенсация сердечной деятельности, кишечные инфекционные патологии, болезни печени, геморрагические диатезы (в комплексной терапии);
- коллапс (внезапное падение кровяного давления);
- шок;
- обезвоживание, вызванное рвотой, диареей или хирургическим вмешательством;
- интоксикация или отравление (в том числе наркотиками, мышьяком, кислотами, окисью углерода, фосгеном);
- для увеличения размеров плода при беременности (в случае подозрения на малый вес).
Кроме того, «жидкую» глюкозу используют для разведения лекарственных средств, вводимых парентерально.
Изотонический глюкозный раствор (5 %) вводят следующими способами:
- подкожно (однократная порция – 300 – 500 миллилитров);
- внутривенно капельно (максимальная скорость введения – 400 миллилитров в час, суточная норма для взрослых – 500 – 3000 миллилитров, дневная доза для детей – 100 – 170 миллилитров раствора на килограмм веса ребёнка, для новорожденных данный показатель снижается до 60);
- в виде клизм (разовая порция вещества варьируется от 300 до 2000 миллилитров, в зависимости от возраста и состояния больного).
Гипертонические концентраты глюкозы (10 %, 25 % и 40 %) используются только для внутривенных инъекций. Причём за один приём вводят не более 20 – 50 миллилитров раствора. Однако, при больших кровопотерях, гипогликемии гипертоническую жидкость применяют для инфузионных вливаний (100 – 300 миллилитров в сутки).
Помните, фармакологические свойства глюкозы усиливают аскорбиновая кислота (1 %), инсулин, метиленовый синий (1%).
Таблетки глюкозы принимают перорально по 1 – 2 штуки в сутки (при необходимости дневную порцию увеличивают до 10 драже).
Противопоказания к приёму глюкозы:
- сахарный диабет;
- патологии, сопровождающиеся повышением концентрации сахара в крови;
- индивидуальная непереносимость глюкозы.
Побочные эффекты:
- гипергидратация (вследствие введения объёмных порций изотонического раствора);
- снижение аппетита;
- некроз подкожной клетчатки (при попадании гипертонического раствора под кожу);
- острая сердечная недостаточность;
- воспаления вен, тромбозы (из –за быстрого введения раствора);
- нарушение функции инсулярного аппарата.
Помните, слишком быстрое введение глюкозы чревато гипергликемией, осмотическим диурезом, гиперволемией, гиперглюкозурией.
Вывод
Глюкоза – важный питательный элемент для организма человека.
Потребление моносахарида должно быть разумным. Чрезмерный или недостаточный прием ухудшает иммунитет, нарушает обмен веществ, вызывает проблемы со здоровьем (приводит в дисбаланс работу сердечной, эндокринной, нервной систем, снижает мозговую активность).
Чтобы организм находился на высоком уровне работоспособности и получал достаточно энергии, избегайте изнуряющих физических нагрузок, стрессов, следите за работой печени, поджелудочной железы, употребляйте полезные углеводы (крупы, фрукты, овощи, сухофрукты, мед). При этом, откажитесь от приема «пустых» калорий, представленных тортами, пирожными, конфетами, печеньем, вафлями.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
Автор статьи:
Дружикина Виктория Юрьевна
Специальность: терапевт, невролог.
Общий стаж: 5 лет.
Место работы: БУЗ ОО «Корсаковская ЦРБ».
Образование: Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева.
2011 – диплом по специальности “Лечебное дело”, Орловский государственный университет
2014 – сертификат по специальности “Терапия”, Орловский государственный университет
2016 – диплом по специальности “Неврология”, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева
Заместитель главврача по оргметодработе в БУЗ ОО «Корсаковская ЦРБ»
Источник
Глюкоза, свойства, получение и применение.
Глюкоза – один из самых распространённых углеводов и источников энергии в живых организмах на планете, имеющий формулу C6H12O6.
Глюкоза, формула, молекула, строение, изомерия, вещество
Биологическая роль глюкозы
Физические свойства глюкозы
Получение и производство глюкозы
Химические свойства глюкозы. Химические реакции (уравнения) глюкозы
Применение глюкозы
Глюкоза, формула, молекула, строение, изомерия, вещество:
Глюкоза (виноградный сахар, декстроза или D-глюкоза) – органическое соединение, естественный моносахарид (шестиатомный гидроксиальдегид, гексоза), имеющий формулу C6H12O6.
Глюкоза (от греч. γλυκύς – «сладкий» и суффикса «оза») – один из самых распространённых углеводов и источников энергии в живых организмах на планете.
В быту глюкоза именуется также виноградным сахаром по причине того, что она содержится в винограде и впервые в 1747 году её получил немецкий химик Андреас Маргграф из виноградного сока. Глюкоза также встречается в листьях и других частях растений, соке многих фруктов, овощей и ягод: вишне, черешне, тыкве, малине, сливе, арбузах, яблоках, груше, дыне, персиках, мандаринах, землянике, томатах, капусте, смородине, свекле, финиках, картофеле, крыжовнике, абрикосах, огурцах, клюкве, апельсинах и пр., а также в мёде. Мед в основном состоит из смеси глюкозы с фруктозой. Кроме того, она (глюкоза) содержится во многих бобовых и злаках: пшенице, рисе, овсе, кукурузе, гречке и пр.
Глюкоза – это моносахарид, т.е. простейший углевод, состоящий из одной молекулы или одной структурной единицы.
Она (глюкоза) является структурной единицей большинства пищевых дисахаридов (мальтозы, лактозы и сахарозы) и полисахаридов (целлюлозы, крахмала, гликогена). Полисахариды – высокомолекулярные углеводы, полимеры моносахаридов (гликаны). Молекулы полисахаридов представляют собой длинные линейные или разветвлённые цепочки моносахаридных остатков, соединённых гликозидной связью. Олигосахариды – это углеводы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков. Дисахариды – углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов.
Химическая формула глюкозы C6H12O6.
Глюкоза принадлежит к классу альдогексоз, то есть является полигидроксиальдегидом.
Глюкоза представляет собой моносахарид, содержащий шесть атомов углерода, одну альдегидную (-CHO) и пять гидроксильных (-OH) групп.
Молекула глюкозы может существовать в виде двух циклических форм (α-D-глюгоза и β-D-глюкоза, также именуемые α-D-глюкопираноза и β-D-глюкопираноза), отличающихся пространственным расположением одной гидроксильной группы, и в виде линейной – открытой цепной (ациклической) форме (D-глюкоза, также именуемая декстроза).
Циклическая форма глюкозы является результатом внутримолекулярной реакции между атомом альдегида C и гидроксильной группой C-5 линейной формы глюкозы (D-глюкозы). ОН-группа при углероде С-5 присоединяется к альдегидной группе с образованием внутримолекулярного полуацеталя. Циклические α- и β-формы глюкозы представляют собой пространственные изомеры, отличающиеся положением полуацетального гидроксила относительно плоскости кольца. В α-D-глюкозе этот гидроксил находится в транс-положении к гидроксиметильной группе –СН2ОН, в β-D-глюкозе – в цис-положении.
В циклической форме глюкоза находится в кристаллическом, твердом состоянии. Обычная кристаллическая глюкоза – это α-форма (α-D-глюкопираноза).
При растворении в воде глюкоза частично переходит в открытую цепную форму, где устанавливается состояние подвижного равновесия между указанными тремя формами. В растворе более устойчива β-форма (β-D-глюкопираноза). Линейная форма глюкозы составляет менее 0,02% молекул глюкозы в водном растворе, остальное приходится – на циклические формы. Равновесная доля α-D-глюкопиранозы при 31 °C составляет 38 %, а более устойчивой β-D-глюкопираноза – 62 %. В растворах α-D-глюкопираноза и β-D-глюкопираноза взаимопревращаются друг в друга через образование открытой цепной формы.
Наряду с наиболее распространённой в природе открытой цепной (ациклической) формой – D-глюкозой существует также её энантиомер L-глюкоза, которая в природе практически не встречается и получается искусственным путем. L-глюкоза не имеет значительного применения.
Строение молекулы глюкозы, структурная формула глюкозы:
Рис. 1. α-D-глюкопираноза
Рис. 2. β-D-глюкопираноза
Рис. 3. D-глюкоза (декстроза)
Рис. 4. D-глюкоза (слева) и L-глюкоза (справа)
Систематическое химическое наименование глюкозы: (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-пентагидроксигексаналь (для ациклической формы – D-глюкозы). Используются также и другие химические названия глюкозы: декстроза (для ациклической формы – D-глюкозы).
По внешнему виду глюкоза представляет собой белое кристаллическое вещество, со сладким вкусом, без запаха. Однако сладость глюкозы вдвое ниже, чем сахарозы.
Глюкоза очень хорошо растворяется в воде. Растворимость в воде составляет 32,3 г на 100 г воды (при 0 °C), 82 г/100 г (при 25 °C), 562 г/100 г (при 90,8 °C). Хорошо растворима также в аммиачном растворе гидроксида меди (реактив Швейцера), серной кислоте, хлориде цинка. Малорастворима в этаноле и метаноле.
Температура плавления α-D-глюкозы составляет 146 °C, β-D-глюкозы – 148-150 °C.
Биологическая роль глюкозы:
В организме человека и животных глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Глюкоза является ценным питательным веществом. При окислении глюкозы в тканях человека и животных освобождается энергия, необходимая для нормальной жизнедеятельности организмов.
Глюкоза депонируется у человека и животных в виде гликогена, который хранится преимущественно в клетках печени (гепатоцитах) и скелетных мышцах. В крови человека также содержится порядка 5-6 г глюкозы. Уровень глюкозы в крови человека постоянен. Данного количества глюкозы достаточно для покрытия энергетических затрат организма в течение 15 минут его жизнедеятельности.
У растений глюкоза образуется в результате фотосинтеза и накапливается в виде крахмала и целлюлозы. Последняя представляет собой составную часть оболочки клеток растений, обеспечивая механическую прочность и эластичность растительной ткани.
Физические свойства глюкозы:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Цвет | белый, бесцветный |
| Запах | без запаха |
| Вкус | сладкий |
| Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | твердое кристаллическое вещество |
| Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см3 | 1,562 |
| Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 | 1562 |
| Температура разложения, °C | — |
| Температура плавления α-D-глюкозы, °C | 146 |
| Температура плавления β-D-глюкозы, °C | 148–150 |
| Температура кипения, °C | — |
| Молярная масса глюкозы, г/моль | 180,16 |
Получение и производство глюкозы:
В природе глюкоза образуется в результате реакции фотосинтеза и содержится в различных частях растений: листьях и плодах. У животных глюкоза образуется в результате расщепления гликогена.
Глюкоза образуется в ходе следующих химических реакций:
1. реакции сахарозы с водой (гидролиз сахарозы):
С12Н22О11 + Н2О → С6Н12O6 + С6Н12O6 (tо, kat = H2SO4, HCl).
При гидролизе (при нагревании в присутствии ионов водорода) сахароза расщепляется на составляющие ее моносахариды – глюкозу и фруктозу за счёт разрыва гликозидных связей между ними. Данная реакция является обратной процессу образования сахарозы из моносахаридов.
Аналогичная реакция происходит в кишечнике у живых организмов при попадании в него сахарозы. В кишечнике сахароза под действием ферментов быстро гидролизуется на глюкозу и фруктозу.
2. реакции мальтозы с водой (гидролиз мальтозы):
С12Н22О11 + Н2О → 2С6Н12O6 (tо, kat = H2SO4, HCl).
При гидролизе (при нагревании в присутствии ионов водорода) мальтоза расщепляется на составляющие ее моносахариды – две молекулы глюкозы за счёт разрыва гликозидных связей между ними. Данная реакция является обратной процессу образования мальтозы из моносахаридов.
Аналогичная реакция происходит в кишечнике у живых организмов при попадании в него мальтозы. В кишечнике сахароза под действием ферментов быстро гидролизуется на две молекулы глюкозы.
3. реакции крахмала с водой (гидролиз крахмала):
(C6H10O5)n + nН2О → nС6Н12O6 (tо, kat = H2SO4).
Важнейшее свойство крахмала – способность подвергаться гидролизу под действием ферментов или при нагревании с кислотами.
Гидролиз протекает ступенчато. Из крахмала сначала образуется декстрин ((C6H10O5)n), который гидролизуется до мальтозы (C12H22O11). Затем в результате гидролиза мальтозы образуется глюкоза (С6Н12O6).
Аналогичная реакция происходит во рту, желудке и кишечнике у живых организмов при попадании в него крахмала. В желудке и кишечнике крахмал под действием ферментов окончательно гидролизуется на глюкозу.
Данная реакция используется в качестве промышленного способа получения глюкозы.
4. реакции А.М. Бутлерова – альдольной конденсации формальдегида:
CH2O → С6Н12O6 (kat = Ca(OH)2).
Первый синтез углеводов из формальдегида в щелочной среде осуществил А.М. Бутлеров в 1861 году.
Формальдегид под действием гидроксидов щелочноземельных металлов вступает в реакцию самоконденсации, образуя при этом смесь углеводов («формозу»), в т.ч. глюкозу.
5. реакции фотосинтеза:
CO2 + H2O → С6Н12O6 + O2 (hv, kat = хлорофилл).
В природе глюкоза образуется в растениях в результате фотосинтеза из углекислого газа и воды под действием солнечного света в листьях растений. В ходе реакции помимо глюкозы образуется кислород.
6. реакции гидролиза гликогена в кислой среде:
(C6H10O5)n → (C6H10O5)y → C6H12O6 (H2O, Н+).
Важнейшее свойство гликогена – способность подвергаться гидролизу в водных растворах кислот.
Гидролиз протекает ступенчато. Из гликогена ((C6H10O5)n) сначала образуется декстрин ((C6H10O5)y, при этом y < n), который гидролизуется до глюкозы (С6Н12O6).
Химические свойства глюкозы. Химические реакции (уравнения) глюкозы:
Основные химические реакции глюкозы следующие:
1. реакции ферментативного брожения глюкозы:
Важнейшим химическим свойством моносахаридов является их ферментативное брожение, т.е. распад молекул на осколки под действием различных ферментов. Брожение происходит в присутствии ферментов, выделяемых дрожжевыми грибками, бактериями или плесневыми грибками. В зависимости от природы действующего фермента соответственно различают реакции следующих видов:
1.1. реакцию спиртовое брожение глюкозы:
С6Н12О6 → 2С2Н5-OН6 + 2СО2.
В результате данной реакции образуются этиловый спирт (этанол) и углекислый газ.
1.2. реакцию молочнокислого брожения глюкозы:
С6Н12О6 → CH3CH(OH)COOH.
В результате данной реакции образуется молочная кислота.
1.3. реакцию маслянокислого брожения глюкозы:
C6H12O6 → C3H7COOH + 2H2 + 2CO2.
В результате данной реакции образуются масляная кислота, водород и углекислый газ.
Благодаря брожению получают продукты питания – кефир, сыр, алкоголь.
2. реакция глюкозы с водородом:
CH2OH(CHOH)4-COH + H2 → CH2OH(CHOH)4-CH2OH (tо, kat = Ni).
Глюкоза вступает в реакцию с водородом в присутствии катализатора (в качестве которого используется никель) при высокой температуре. В результате реакции образуется шестиатомный спирт (сорбит).
3. качественная реакция на глюкозу (реакция глюкозы с гидроксидом меди):
CH2OH(CHOH)4-COH + 2Cu(OH)2 → CH2OH(CHOH)4-COOH + Cu2O + 2H2O.
В молекуле глюкозы имеется несколько гидроксильных групп. Для подтверждения их наличия используют реакцию с гидроксидами металлов, например, с гидроксидом меди, имеющим голубой цвет. Для этого к раствору глюкозы добавляют гидроксид меди. В результате образуются глюконовая кислота, оксид меди (I) и вода, а раствор окрашивается из голубого цвета в красный цвет, т.к. оксид меди (I) обладает красным цветом.
4. качественная реакция «серебряного зеркала» – реакция глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра (I):
C6H12O6 + Ag2O + NH4OH → CH2OH(CHOH)4-COOH + 2Ag.
В молекуле глюкозы имеется альдегидная группа. Поэтому она при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра окисляется и дает реакцию «серебряного зеркала».
В результате образуются глюконовая кислота и серебро, которое выпадает в осадок. Если реакция проводится в сосуде с чистыми и гладкими стенками, то серебро осаждается на них в виде тонкой плёнки, образуя зеркальную поверхность. При наличии малейших загрязнений серебро выделяется в виде серого рыхлого осадка.
Таким образом, глюкоза обладает восстанавливающими свойствами, т.к. она восстанавливает Ag2O и Cu(OH)2.
5. в организме человека глюкоза подвергается сложным биохимическим превращениям:
C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + 2800 кДж.
В результате сложных биохимических превращений образуется углекислый газ и вода, при это выделяется энергия 2800 кДж на 1 моль глюкозы.
6. глюкоза не вступает в некоторые реакции, характерные для альдегидов, например, в реакцию с гидросульфитом натрия.
Применение глюкозы:
Глюкоза используется в различных отраслях промышленности и быту:
– в медицине в качестве лечебного средства, для приготовления лечебных препаратов и пр.;
– в пищевой промышленности при выпечке хлеба, а также при производстве сгущённого молока и мороженого, в кондитерском деле при изготовлении мармелада, карамели, пряников и т.д.;
– в сельском хозяйстве в пчеловодстве для подкормки пчёл;
– в текстильной промышленности при крашении и печатании рисунков;
– в химической промышленности в качестве исходного продукта при производстве аскорбиновых и глюконовых кислот, для синтеза ряда производных сахаров и т.д.;
– в производстве зеркал и елочных игрушек (серебрение);
– в микробиологической промышленности как питательная среда для получения кормовых дрожжей;
– в приготовлении пищи и кормов для животных используются процессы молочнокислого, спиртового и маслянокислого брожения.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com.
карта сайта
Коэффициент востребованности
1 262
Источник