กลูโคส

กลูโคส (อังกฤษ: Glucose; คำย่อ: Glc) เป็นน้ำตาลประเภทโมโนแซคคาไรด์ (monosaccharide) ที่มีปริมาณมากที่สุด^[3] และมีความสำคัญที่สุดในกลุ่มคาร์โบไฮเดรตด้วยกัน เซลล์ของสิ่งมีชีวิติทุกชนิดใช้กลูโคสเป็นแหล่งพลังงาน และสารเผาผลาญขั้นกลาง (metabolic intermediate) กลูโคสเป็นหนึ่งในผลผลิตหลักของการสังเคราะห์แสง (photosynthesis) และเป็นแหล่งพลังงานสำหรับการหายใจของเซลล์ (cellular respiration) โครงสร้างโมเลกุลตามธรรมชาติของมัน (D-glucose) จะอยู่ในรูปที่เรียกว่า เดกซ์โตรส (dextrose) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมอาหาร

กลูโคส

ชื่อ
IUPAC names 6- (hydroxymethyl) oxane -2,3,4,5-tetrol OR (2R,3R,4S,5R,6R) -6 - (hydroxymethyl) tetrahydro -2H-pyran-2,3,4,5-tetraol
ชื่ออื่น Dextrose
เลขทะเบียน
เลขทะเบียน CAS	(D-glucose) 921-60-8 (L-glucose) 50-99-7 (D-glucose) 921-60-8 (L-glucose)
3D model (JSmol)	รูปภาพแบบโต้ตอบ
ตัวย่อ	Glc
เคมสไปเดอร์	71358
ผับเคม CID	5793
SMILES C (C1C (C (C (C (O1) O) O) O) O) O
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	C6H12O6
มวลโมเลกุล	180.156 g mol−1
ความหนาแน่น	1.54 g cm−3
จุดหลอมเหลว	α-D-glucose: 146 °C β-D-glucose: 150 °C
อุณหเคมี
ความจุความร้อน (C)	218.6 J/(K·mol)[1]
Std molar entropy (S⦵298)	209.2 J/(K·mol)[1]
Std enthalpy of formation (ΔfH⦵298)	−1271 kJ/mol[2]
ความร้อนจากการเผาไหม้ ค่าที่สูงขึ้น (HHV)	2,805 kJ/mol (670 kcal/mol)
เภสัชวิทยา
ATC code	B05CX01 (WHO) V04CA02, V06DC01
ความอันตราย
NFPA 704 (fire diamond)	0 1 0
เอกสารข้อมูลความปลอดภัย (SDS)	ICSC 08655
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa อ้างอิงกล่องข้อมูล

การผลิต

จากธรรมชาติ

1. ในพืชและสิ่งมีชีวิตจำพวกโพรแคริโอต จากการสังเคราะห์แสง^[4]
2. ในสัตว์และเชื้อรา จากการแยกสลายไกลโคเจน โดยกระบวนการที่รู้จักกันในชื่อ การสลายไกลโคเจน (Glycogenolysis) ในพืชจะเป็นการแยกสลาย ซับสเตรต คือ แป้ง^[5]
3. ในสัตว์ กลูโคสจะถูกสังเคราะห์ในตับและไต^[6] จากสารขั้นกลาง (intermediates) ที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรต (non-carbohydrate) เช่น ไพรูเวต (pyruvate) และ กลีเซอรอล (glycerol) โดยกระบวนการที่เรียกว่า กลูโคนีโอเจนีสิส (gluconeogenesis)

ผลิตเพื่อการค้า

กลูโคสสามารถผลิตเป็นการค้าได้โดยการ ไฮโดรไลซิสแป้ง ที่มี เอ็นไซม์ ช่วยเร่งปฏิกิริยา^[7] พืชผักมากมายสามารถใช้เป็นแหล่งของแป้งได้เช่น ข้าว ข้าวโพด ข้าวสาลี มันเทศ มันสำปะหลัง (cassava)^[7] ต้นไม้เท้ายายม่อม (arrowroot) และ สาคู การใช้แป้งจากพืชจะแตกต่างกันไปตามส่วนต่าง ๆ ของโลก ในสหรัฐอเมริกาแป้งส่วนใหญ่จะเป็นแป้งข้าวโพด (จากต้นข้าวโพด) ในประเทศแถบเอเชียอย่างประเทศไทย จะใช้ข้าวทำแป้งเช่น แป้งข้าวเจ้าและแป้งข้าวเหนียว

กระบวนการที่ใช้เอนไซม์ช่วยจะมี 2 ขั้นตอน ดังนี้

1. ขั้นตอนแรกใช้เวลาประมาณ 1–2 ชั่วโมง อุณหภูมิประมาณ 100 °C เอนไซม์เหล่านี้จะ ไฮโดรไลซ์แป้งให้กลายเป็นคาร์โบไฮเดรตที่เล็กลง โดยจะมีโมเลกุลของกลูโคส 5–10 หน่วย ความผิดเพี้ยนของกระบวนการจะอยู่ที่การต้มส่วนผสมของแป้งที่อุณหภูมิ 130 °C หรือร้อนกว่านี้ หนึ่งครั้งหรือมากกว่า การใช้ความร้อนระดับนี้เพื่อช่วยการละลายของแป้งในน้ำแต่มันก็จะทำลายฤทธิ์เอนไซม์ ซึ่งจะต้องเติมเอนไซม์เข้าไปใหม่ในการต้มแต่ละครั้ง
2. ขั้นตอนที่สองเรียกว่า แซคคาริฟิเคชัน (saccharification) ขั้นตอนนี้จะไฮโดรไลซ์แป้งบางส่วนและไฮโดรไลซ์กลูโคสอย่างสมบูรณ์โดยใช้เอนไซม์ กลูโคอะไมเลส (glucoamylase) จาก เชื้อราแอสเปอร์จิลลัสไนเกอร์ (Aspergillus niger)^[8] สภาวะของปฏิกิริยาจะต้องควบคุมให้อยู่ที่ pH 4.6–5.2, 55–60 °C^[9] และความเข้มข้นของคาร์โบไฮเดรตจะต้องอยู่ที่ 30–35% โดยน้ำหนัก ภายใต้สภาวการณ์เหล่านี้แป้งจะถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคสประมาณ 96% หลังจากใช้เวลา 1–4 วัน ถ้าจะให้ผลผลิตสูงกว่านี้สามารถทำได้โดยการทำให้สารละลายจางลง แต่จะต้องใช้หม้อต้มที่ใหญ่กว่าและต้องการน้ำมากกว่าซึ่งสรุปแล้วไม่ประหยัดกว่า สารละลายกลูโคสที่ได้จะถูกทำให้บริสุทธิ์โดย การกรอง และเคี่ยวให้งวดใน เครื่องระเหยเอนกประสงค์ (multiple-effect evaporator) ดี-กลูโคสที่เป็นของแข็งจะทำได้โดย การตกผลึก (crystallization)