Глюкоза

Глюкоза (жүзім қанты) — Денеге тез және жеңіл сіңетін қанттың қарапайым түрі. Ол жеміс-жидектерде және балда болады, денедегі суды қалпына келтіруге пайдалануға арналған ақ ұнтақ түрінде сатылады. Глюкоза — моносахарид тобындағы көмірсутек. Тамақ өнеркәсібінде, медицинада және аналитикалық химияда реактив ретінде қолданылады. Өсімдік жемістерінде және жануар организмдерінде болатын жүзім қанты. Сахароза, лактоза құрамына кіреді және крахмал, гликоген, целлюлоза түзеді. Глюкоза маңызды зат алмасу азығы болып есептеледі, тірі тіндерді энергиямен қамтамасыз етеді. Адам организмде қандағы глюкозаның керекті мөлшері (100 мг % шамасында) гликогеннің синтезі мен ыдырауы арқылы тұрақтандырылады. Өндірісте Глюкоза крахмалды гидролиздеу арқылы алынады.

Глюкоза

Глюкозаның табиғатта түзілуі мен алынуы

1. Табиғатта глюкоза фотосинтез реакциясы нәтижесінде түзіледі.

2. Қантты заттарды, ең алғаш A.M. Бутлеров (1861 ж.) кальций гидроксиді қатысында формальдегидтен синтездеді:

3. Өнеркәсіпте глюкозаны, негізінен, полисахаридтерді (крахмалды немесе целлюлозаны) гидролиздеп алады:

Физикалық қасиеттері

Түссіз, қатты кристалды зат, дәмі тәтті, суда жақсы ериді.

Химиялық қасиеттері

Глюкоза құрамында альдегид тобы бар көпатомды спирт болғандықтан, альдегидтерге және көпатомды спирттерге тән екі жақты қасиет көрсетеді.

Альдегид тобына тән реакциялары

1. Глюкоза жақсы тотықсыздандырғыш, жұмсақ тотықтырғыштардың әсерінен, мысалы, күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісімен альдегид тобы ғана тотығып, глюкон қышқылына айналады:

2. Мыс (II) гидроксидімен қыздырғанда, альдегид тобы тотығып, карбоксил тобына айналады және мыс (І) оксидінің қызыл түсті тұнбасы түзіледі:

3. Глюкозаның альдегид тобы тотықсыздану реакциясына да түседі. Катализатор қатысында сутекпен тотықсызданғанда, глюкоза алтыатомды спирт — сорбит түзеді:

Глюкозаның көпатомды спирттерге тән қасиеттері

4. Бөлме температурасында мыс (II) гидроксидімен әрекеттескенде, ашық көк түсті ерітінді түзеді, бұл глюкозаның көпатомды спирт екенін дәлелдейді. Глюкоза көпатомды спирт болғандықтан, күрделі және жай эфирлер түзеді.

5.Күрделі эфирлер түзілуі. Қанттардың гидроксил топтары этерификация реакциясына оңай түседі. Кең таралған этерификация реакциясы ацилдеу, оны сірке ангидридімен катализатор (ZnCl₂, H₂SO₄ натрий ацетаты) қатысында жүргізеді. Гексозалардың тұйық құрылымы тұйық пентаацетаттар түзеді. Қышқылмен әрекеттесу реакциясы глюкозаның құрамында бес гидроксил тобы бар екенін дәлелдейді. Мысалы, глюкоза сірке ангидридімен мырыш хлориді қатысында әрекеттесіп, α-пентаацетаттар түзеді:

6. Жай эфирлер түзілуі. Глюкозаны метил спиртімен қышқыл ортада алкилдесе, реакцияға гликозид гидроксилі түседі, реакция нәтижесінде жай эфир түзіледі. Бұл реакция глюкозаның циклді түріндегі глюкозид гидроксил тобы басқа гидроксилдермен салыстырғанда реакцияға түскіш екенін көрсетеді:

Ашуы

Глюкозаның маңызды химиялық қасиеттерінің бірі — әр түрлі микроорганизмдер әсерінен ашуы.

7. Спирттік ашуы. Ашытқы ферменті әсерінен ашып, глюкозадан этанол түзіледі. Бұл процестің химизмі өте күрделі. Жүретін өзгерістерді қысқаша былай жазады:

С₆Н₁₂O₆ → 2С₂Н₅ОН + 2СO₂

8. Сүт қышқылды ашуы. Глюкоза сүт қышқылды ашығанда, сүт қышқылы түзіледі. Процесс сүт қышқылды бактерия ферменттерінің әсерінен жүреді:

Сүт қышқылы екі функционалдық тобы бар болғандықтан (гидроксил және карбоксил топтары), екі түрлі қасиет көрсетеді. Сүт қышқылы сүт іріген кезде пайда болады, оны лакмус қағазы арқылы анықтауға болады.

9. Тотығуы. Органикалық қосылыс болғандықтан, глюкоза толық тотыға алады. Ең соңғы өнім ретінде көміртек (IV) оксиді мен су түзіледі. Бұл процесті ықшамдап былай жазуға болады:

С₆Н₁₂O₆ + 6O₂ → 6СO₂ + 6Н₂O + Q

Глюкозаның маңызы, қолданылуы

Глюкоза адам ағзасында зат алмасу процесіне қатысады. Тамақ арқылы қабылданған крахмал, қант сияқты күрделі көмірсулар ферменттердің әсерінен ас қорыту жолдарында глюкозаға ыдырайды. Адам ағзасында глюкозаның негізгі бөлігі энергия қоры ретінде жұмсалады (28-кесте). Тірі ағза клеткаларында глюкоза оттекпен бірнеше саты арқылы біртіндеп тотығады. Нәтижесінде, фотосинтез процесінде сіңірілген энергия бөлінеді:

С₆Н₁₂O₆+ 6O₂ → 6СO₂ + 6Н₂O + Q

Глюкоза ағзада оңай қорытылып энергия бөлетіндіктен денсаулықты нығайтатын дәрі ретінде медицинада қолданады. Кондитер өнеркәсібінде (мармелад, печенье, карамель, күлше нандар жасағанда), мата өңдегенде пайдаланылады. Тотықсыздандырғыш қасиетіне байланысты айна және шырша ойыншықтарын жасағанда қолданады.
Глюкоза — бағалы қоректік зат. Глюкоза жүзімнің және басқа өсімдіктердің шырынында болады. Оның қалдықтарынан өте маңызды полисахаридтер (целлюлоза мен крахмал) түзіледі. Глюкозаның сүт қышқылдық ашу процесінің ауыл шаруашылығында маңызы зор. Мысалы, сүт қышқылды ашу арқылы айран, сүзбе, қаймақ, т.б. сүт өнімдерін алады. Капуста тұздағанда немесе шөпті сүрлемге салғанда, реакция нәтижесінде түзілген сүт қышқылы қышқылдык қасиет көрсетіп, өнімді шіруден қорғайды. Глюкозаның спирттік ашуы да практикада, мысалы, сыра жасағанда қолданылады.

Глюкоза өндіру

Глюкоза өндіру - крахмалды өндірісте күкірт қышқылының ерітіндісінде қайнатып алу. Мұндай процесті қышқылды гидролиз дейді. Қайнағаннан соң қышқылды бормен бейтараптандырады, ал глюкоза ерітіндісі ерімейтін кальций сульфатынан сүзіліп, вакуумда шулықтырады. Пайда болған қою шырынды сірне деп атайды. Кристалды глюкоза алу үшін крахмалды толық гидролиздейді, қоюланған қою шырынды формаларға салып қатырады. Сусыз глюкоза 146° С-та балқиды және суда жақсы ериді. Тәттілігі сахарозадан екі еседей кем болады. Глюкозада күшті қышқылдандырғыштардың әсерінен (мысалы, Н1Ч03) екі негізді оксиқышқыл (қант қышқылы) пайда болады. Қайта қалыптасқанда қант қышқылы алты атомды спирт-сорбитке айналады.