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
ข้อมูลเบื้องต้น ชื่อ, เลขทะเบียน ...
กลูโคส
![Thumb](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bb/Beta-D-Glucose.svg/220px-Beta-D-Glucose.svg.png) |
![Thumb](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5d/Beta-D-glucose-3D-balls.png/220px-Beta-D-glucose-3D-balls.png) |
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 |
|
|
3D model (JSmol) |
|
ตัวย่อ |
Glc |
เคมสไปเดอร์ |
|
|
|
C (C1C (C (C (C (O1) O) O) O) O) O
|
คุณสมบัติ |
|
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 |
|
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 |
|
B05CX01 (WHO) V04CA02, V06DC01 |
ความอันตราย |
NFPA 704 (fire diamond) |
|
เอกสารข้อมูลความปลอดภัย (SDS) |
ICSC 08655 |
|
ปิด
จากธรรมชาติ
- ในพืชและสิ่งมีชีวิตจำพวกโพรแคริโอต จากการสังเคราะห์แสง[4]
- ในสัตว์และเชื้อรา จากการแยกสลายไกลโคเจน โดยกระบวนการที่รู้จักกันในชื่อ การสลายไกลโคเจน (Glycogenolysis) ในพืชจะเป็นการแยกสลาย ซับสเตรต คือ แป้ง[5]
- 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
- ขั้นตอนแรกใช้เวลาประมาณ 1–2 ชั่วโมง อุณหภูมิประมาณ 100 °C เอนไซม์เหล่านี้จะ ไฮโดรไลซ์แป้งให้กลายเป็นคาร์โบไฮเดรตที่เล็กลง โดยจะมีโมเลกุลของกลูโคส 5–10 หน่วย ความผิดเพี้ยนของกระบวนการจะอยู่ที่การต้มส่วนผสมของแป้งที่อุณหภูมิ 130 °C หรือร้อนกว่านี้ หนึ่งครั้งหรือมากกว่า การใช้ความร้อนระดับนี้เพื่อช่วยการละลายของแป้งในน้ำแต่มันก็จะทำลายฤทธิ์เอนไซม์ ซึ่งจะต้องเติมเอนไซม์เข้าไปใหม่ในการต้มแต่ละครั้ง
- 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)
Boerio-Goates, Juliana (1991), "Heat-capacity measurements and thermodynamic functions of crystalline α-D-glucose at temperatures from 10K to 340K", J. Chem. Thermodynam., 23 (5): 403–09, doi:10.1016/S0021-9614(05)80128-4 Ponomarev, V. V.; Migarskaya, L. B. (1960), "Heats of combustion of some amino-acids", Russ. J. Phys. Chem. (Engl. Transl.), 34: 1182–83
Leszek Szablewski: Glucose Homeostasis and Insulin Resistance. Bentham Science Publishers, 2011, ISBN 978-1-608-05189-2, p. 46. Norman, B. E. (1982). "A Novel Debranching Enzyme for Application in the Glucose Syrup Industry". Starch – Stärke. 34 (10): 340–346. doi:10.1002/star.19820341005.