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
Beta-D-Glucose.svg
Beta-D-glucose-3D-balls.png
ชื่อตาม IUPAC 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
ตัวย่อ Glc
เลขทะเบียน CAS [50-99-7 (D-glucose)
921-60-8 (L-glucose)]
PubChem 5793
SMILES
ChemSpider ID 71358
คุณสมบัติ
สูตรเคมี C6H12O6
มวลต่อหนึ่งโมล 180.156 g mol−1
ความหนาแน่น 1.54 g cm−3
จุดหลอมเหลว

α-D-glucose: 146 °C
β-D-glucose: 150 °C

อุณหเคมี
Std enthalpy of
formation
ΔfHo298
−1271 kJ/mol[1]
Standard molar
entropy
So298
209.2 J/(K·mol)[2]
ความจุความร้อนจำเพาะ 218.6 J/(K·mol)[2]
ความอันตราย
NFPA 704
NFPA 704.svg
1
0
0
 
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa
สถานีย่อย:เคมี

การผลิตแก้ไข

จากธรรมชาติแก้ไข

  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)

ผลิตเพื่อการค้าแก้ไข

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)

อ้างอิงแก้ไข

  1. Ponomarev, V. V.; Migarskaya, L. B. (1960), "Heats of combustion of some amino-acids", Russ. J. Phys. Chem. (Engl. Transl.), 34: 1182–83
  2. 2.0 2.1 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
  3. Domb, Abraham J.; Kost, Joseph; Wiseman, David (1998-02-04). Handbook of Biodegradable Polymers. p. 275. ISBN 978-1-4200-4936-7.
  4. "Chemistry for Biologists: Photosynthesis". www.rsc.org. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 2016-08-04. สืบค้นเมื่อ 2018-02-05.
  5. Smith, Alison M.; Zeeman, Samuel C.; Smith, Steven M. (2005). "Starch Degradation". Annu. Rev. Plant Biol. 56: 73–98. doi:10.1146/annurev.arplant.56.032604.144257. PMID 15862090.
  6. Leszek Szablewski: Glucose Homeostasis and Insulin Resistance. Bentham Science Publishers, 2011, ISBN 978-1-608-05189-2, p. 46.
  7. 7.0 7.1 P. J. Fellows: Food Processing Technology. Woodhead Publishing, 2016, ISBN 978-0-081-00523-1, p. 197.
  8. 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.
  9. Encyclopedia of Food and Health (ภาษาอังกฤษ). Academic Press. 2015. p. 239. ISBN 9780123849533. เก็บ จากแหล่งเดิมเมื่อ 2018-02-23.

แหล่งข้อมูลอื่นแก้ไข