Apakah glukosa? Mendapatkan glukosa dan sifatnya

Glukosa yang diterjemahkan dari bahasa Yunani bermaksud "manis." Secara semula jadi, dalam kuantiti yang banyak, ia berlaku dalam jus buah-buahan dan buah-buahan, termasuk jus anggur, itulah sebabnya orang mempunyai nama "gula arak".

Sejarah penemuan

Glukosa ditemui pada abad XIX awal oleh seorang doktor, ahli kimia dan ahli falsafah Inggeris, William Prout. Bahan ini menjadi terkenal selepas Henri Braccone diekstrak daripada habuk papan pada tahun 1819.

Hartanah fizikal

Glukosa adalah serbuk kristal berwarna tanpa rasa manis. Ia larut dalam air, asid sulfurik pekat, zink klorida dan reagen Schweizer.

Struktur molekul

Seperti semua monosakarida, glukosa adalah sebatian hetero berfungsi (molekul mengandungi beberapa hidroksil dan satu kumpulan karboksil). Dalam kes glukosa, kumpulan karboksil adalah aldehida.

Formula umum untuk glukosa ialah C6H12O6. Molekul-molekul bahan ini mempunyai struktur kitaran dan dua isomer spatial bentuk alfa dan beta. Dalam keadaan pepejal, bentuk alfa mendominasi hampir 100%. Dalam penyelesaian, bentuk beta lebih stabil (ia menduduki kira-kira 60%). Glukosa adalah produk akhir hidrolisis semua poli dan disakarida, iaitu, pengeluaran glukosa berlaku dalam banyak kes yang tepat dengan cara ini.

Penyediaan bahan

Secara semula jadi, glukosa terbentuk dalam tumbuhan akibat fotosintesis. Pertimbangkan kaedah industri dan makmal untuk mendapatkan glukosa. Di makmal, bahan ini adalah hasil pemeluwapan aldol. Dalam industri, cara yang paling biasa adalah untuk mendapatkan glukosa daripada kanji.

Pati adalah polisakarida yang mono-bahagiannya adalah molekul glukosa. Iaitu, untuk mendapatkannya, polysaccharide mesti diuraikan ke dalam bahagian mono. Bagaimanakah proses ini dijalankan?

Pengeluaran glukosa dari kanji bermula dengan kanji yang diletakkan dalam bekas air dan campuran (susu kanji). Satu lagi bekas air dibawa ke mendidih. Perlu diperhatikan bahawa air mendidih sepatutnya sebanyak dua kali lebih tinggi daripada susu kanji. Agar reaksi untuk mendapatkan glukosa pada akhirnya, pemangkin diperlukan. Dalam kes ini, ia bertindak sebagai asid hidroklorik atau sulfur. Jumlah yang dikira ditambah kepada bekas air mendidih. Kemudian susu kanji perlahan-lahan dituangkan. Dalam proses ini adalah sangat penting untuk tidak mendapatkan pasta, jika masih terbentuk, perlu untuk terus mendidih sehingga ia hilang sepenuhnya. Rata-rata, mendidih mengambil masa satu setengah jam. Untuk memastikan bahawa kanji itu benar-benar dihidrolisis, tindak balas kualitatif mesti dibuat. Iodin ditambah kepada sampel yang dipilih. Jika cecair mendapat warna biru, maka hidrolisis tidak lengkap, tetapi jika ia menjadi coklat atau coklat kemerah-merahan, maka tidak ada kanji dalam penyelesaiannya. Tetapi dalam penyelesaian ini terdapat bukan sahaja glukosa, ia diperolehi dengan bantuan pemangkin, yang bermaksud bahawa asid juga mempunyai tempat untuk menjadi. Bagaimana untuk membuang asid? Jawapannya mudah: menggunakan peneutralan dengan kapur tulen dan porselin cincang halus.

Neutralisasi diperiksa dengan ujian litmus. Seterusnya, penyelesaian yang dihasilkan ditapis. Kes yang kecil: cecair tidak berwarna yang terhasil perlu disejat. Kristal terbentuk adalah hasil akhir kami. Sekarang perhatikan pengeluaran glukosa daripada kanji (tindak balas).

The Essence Chemical of the Process

Persamaan glukosa ini dibentangkan kepada produk perantaraan - maltosa. Maltose adalah disaccharide yang terdiri daripada dua molekul glukosa. Adalah jelas bahawa kaedah untuk mendapatkan glukosa dari kanji dan dari maltosa adalah sama. Iaitu, dalam penerusan tindak balas, kita boleh meletakkan persamaan berikut.

Sebagai kesimpulan, adalah perlu untuk meringkaskan syarat-syarat yang diperlukan untuk mendapatkan glukosa daripada kanji berjaya.

Prasyarat

• Pemangkin (asid hidroklorik atau sulfur);
• Suhu (tidak kurang daripada 100 darjah);
• Tekanan (cukup tekanan atmosfera, tetapi tekanan meningkatkan proses).

Kaedah ini adalah yang paling mudah, dengan hasil akhir produk akhir dan kos tenaga minimum. Tetapi dia bukan satu-satunya. Pengeluaran glukosa juga dilakukan dari selulosa.

Penyediaan dari selulosa

Inti dari proses ini hampir sepenuhnya konsisten dengan reaksi sebelumnya.

Pengeluaran glukosa (formula) dari selulosa diberikan. Malah, proses ini lebih rumit dan intensif tenaga. Oleh itu, produk yang menjadi tindak balas adalah sisa dari industri pemprosesan kayu, tanah ke pecahan, saiz zarah yang mana ialah 1.1 - 1.6 mm. Produk ini dirawat terlebih dahulu dengan asid asetik, kemudian hidrogen peroksida, kemudian dengan asid sulfurik pada suhu tidak kurang daripada 110 darjah dan hidromodule 5. Tempoh proses ini adalah 3-5 jam. Kemudian, selama dua jam, hidrolisis dengan asid sulfurik pada suhu bilik dan modul hidro 4-5 berlalu. Kemudian, pencairan air dan penyongsangan berlaku selama kira-kira satu setengah jam.

Kaedah penentuan kuantitatif

Setelah mempertimbangkan semua kaedah untuk mendapatkan glukosa, perlu mempelajari kaedah untuk kuantifikasinya. Terdapat keadaan apabila hanya penyelesaian yang mengandungi glukosa yang perlu mengambil bahagian dalam proses itu, iaitu proses penyejatan cecair sebelum mendapatkan kristal tidak diperlukan. Kemudian timbul persoalan, bagaimana menentukan kepekatan sesuatu bahan dalam penyelesaiannya. Jumlah glukosa yang dihasilkan dalam penyelesaian ditentukan oleh kaedah spektrofotometri, polarimetrik dan kromatografi. Terdapat juga kaedah penentuan yang lebih spesifik - enzimatik (dengan glukosidase enzim). Dalam kes ini, kiraan sudah merupakan produk tindakan enzim ini.

Penggunaan glukosa

Dalam perubatan, glukosa digunakan dalam mabuk (ini boleh menjadi keracunan makanan dan aktiviti jangkitan). Dalam kes ini, larutan glukosa ditadbir secara intravena dengan penitis. Ini bermakna bahawa di farmasi, glukosa adalah antioksidan sejagat. Juga, bahan ini memainkan peranan kecil dalam pengesanan dan diagnosis diabetes mellitus. Di sini, glukosa berfungsi sebagai ujian tekanan.

Dalam industri makanan dan masakan, glukosa mengambil tempat yang sangat penting. Secara berasingan, perlu diperhatikan peranan glukosa dalam winemaking, bir dan pembuatan bir. Ini adalah kaedah seperti mendapatkan etanol dengan menapai glukosa. Marilah kita mempertimbangkan proses ini secara terperinci.

Mendapatkan alkohol

Teknologi mendapatkan alkohol mempunyai dua peringkat: penapaian dan penyulingan. Fermentasi, seterusnya, dijalankan dengan bantuan bakteria. Dalam bioteknologi, budaya mikroorganisma telah lama dikumuhkan, yang membolehkan mendapatkan hasil maksimum alkohol pada masa yang minimum. Dalam kehidupan seharian, yis makan biasa boleh digunakan sebagai pembantu reaksi.

Pertama sekali, glukosa dicairkan di dalam air. Dalam tangki lain, mikroorganisma yang digunakan dicairkan. Selanjutnya, cecair yang terhasil dicampur, digoncang dan diletakkan dalam bekas dengan tabung gas. Tiub ini disambungkan kepada satu lagi (berbentuk U). Di tengah-tengah tiub kedua, air kapur dicurahkan. Hujung tiub ditutup dengan penyumbat getah dengan batang kaca berongga yang mempunyai akhir yang ditarik.

Bekas ini diletakkan dalam termostat pada suhu 25-27 darjah selama empat hari. Dalam tiub dengan air berkapur akan ada kekacauan, yang menunjukkan kemasukan ke dalam reaksi dengannya karbon dioksida. Sebaik sahaja karbon dioksida terhenti, penapaian boleh dianggap selesai. Kemudian mengikuti tahap penyulingan. Di makmal untuk penyulingan alkohol, gunakan penyejuk refluks - peralatan di mana air sejuk mengalir melalui dinding luar, dengan itu menyejukkan gas yang terbentuk dan memindahkannya kembali ke cecair.

Pada peringkat ini, cecair yang ada dalam tangki kami harus dipanaskan hingga 85-90 darjah. Oleh itu, alkohol akan menguap, air tidak akan dibawa ke mendidih.

Mekanisme mendapatkan alkohol

Pertimbangkan penyediaan alkohol daripada glukosa dalam persamaan tindak balas: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2.

Jadi, dapat diperhatikan bahawa mekanisme untuk mendapatkan etanol dari glukosa sangat mudah. Selain itu, ia telah diketahui oleh manusia selama berabad-abad, dan telah hampir sempurna.

Nilai glukosa dalam kehidupan manusia

Oleh itu, mempunyai idea yang jelas mengenai bahan ini, sifat fizikal dan kimia, digunakan dalam pelbagai industri, kita dapat menyimpulkan bahawa glukosa tersebut. Mendapatkannya dari polisakarida sudah memberikan pemahaman bahawa, sebagai komponen utama semua gula, glukosa adalah sumber tenaga yang sangat diperlukan untuk seseorang. Akibat metabolisme, asid triphosphorik adenosin terbentuk daripada bahan ini, yang ditukar menjadi satu unit tenaga.

Tetapi tidak semua glukosa yang memasuki tubuh manusia pergi untuk menambah tenaga. Dalam keadaan bangun, seseorang hanya menyerang 50 peratus daripada glukosa yang diperolehi ke ATP. Selebihnya ditukar kepada glikogen dan terkumpul di hati. Glikogen dari masa ke masa telah musnah, dengan itu mengawal paras gula dalam darah. Kuantitatif kandungan bahan ini dalam tubuh adalah petunjuk langsung kesihatannya. Fungsi hormon semua sistem bergantung kepada jumlah gula dalam darah. Oleh itu, perlu diingatkan bahawa penggunaan bahan yang berlebihan ini boleh membawa kepada akibat yang serius.

Glukosa pada pandangan pertama adalah bahan mudah dan mudah difahami. Malah dari sudut pandangan kimia, molekulnya mempunyai struktur yang agak mudah, dan sifat kimia dapat difahami dan biasa dalam kehidupan seharian. Tetapi, walaupun ini, glukosa sangat penting bagi orang itu sendiri dan untuk semua bidang aktiviti hidupnya.