Kaj je glukoza? Pridobivanje glukoze in njenih lastnosti

Glukoza v prevodu iz grščine pomeni "sladko". V naravi se v velikih količinah pojavlja v sokovih jagod in sadja, vključno s grozdnim sokom, zato ljudje imenujemo "vinski sladkor".

Zgodovina odkritja

Glukozo so ga v začetku XIX. Stoletja odkrili angleški zdravnik, kemik in filozof William Prout. Ta snov je postala znana po letu 1819, ko jo je Henri Braccone izvlekel iz žagovine.

Fizične lastnosti

Glukoza je brezbarvni kristalni prašek sladkega okusa. Je zelo topen v vodi, koncentrirani žveplovi kislini, cinkov klorid in Schweitzerov reagent.

Struktura molekule

Tako kot vsi monosaharidi je glukoza hetero-funkcionalna spojina (nekaj molekul je več hidroksilov in ena karboksilna skupina). V primeru glukoze je karboksilna skupina aldehid.

Splošna formula glukoze je C6H12O6. Molekule te snovi imajo ciklično strukturo in dva prostorska izomera alfa in beta oblike. V trdnem stanju alfa oblika prevladuje skoraj 100%. V raztopini je beta oblika bolj stabilna (zavzema približno 60%). Glukoza je končni produkt hidrolize vseh poli- in disaharidov, kar pomeni, da se proizvodnja glukoze pojavlja v tako velikem številu primerov ravno na ta način.

Priprava snovi

V naravi nastane glukoza v rastlinah zaradi fotosinteze. Razmislite o industrijskih in laboratorijskih metodah za pridobivanje glukoze. V laboratoriju je ta snov posledica kondenzacije aldola. V industriji je najpogostejši način pridobivanja glukoze iz škroba.

Škrob je polisaharid, katerega mono deli so molekule glukoze. To pomeni, da je treba polisaharid razgraditi v monocelico. Kako se ta postopek izvaja?

Proizvodnja glukoze iz škroba se začne s škrobom, ki se dovaja v posodo z vodo in meša (škrobno mleko). Druga posoda z vodo prinaša na vrenje. Treba je opozoriti, da mora vrela voda dvakrat toliko kot škrobno mleko. Za reakcijo, da dobimo glukozo do konca, je potreben katalizator. V tem primeru so fiziološka raztopina ali žveplova kislina. Izračunana količina se doda v posodo z vrelo vodo. Nato se škrobno mleko počasi vlije. V tem procesu je zelo pomembno, da ne dobimo paste, če je še vedno oblikovana, je potrebno nadaljevati z vrenjem, dokler ne izgine v celoti. V povprečju je vrelišče eno uro in pol. Da bi bili prepričani, da je škrob popolnoma hidroliziran, je treba opraviti kvalitativno reakcijo. Jorju dodamo izbranemu vzorcu. Če tekočina dobi modro barvo, potem hidroliza ni končana, če pa postane rjava ali rdečkasto rjava, v raztopini ni škroba. Toda v tej raztopini ni le glukoze, ampak je bila pridobljena s pomočjo katalizatorja, kar pomeni, da ima kislina tudi prostor. Kako odstraniti kisline? Odgovor je preprost: z nevtralizacijo, čisto kredo in fino razkosanim porcelanom.

Preveri se nevtralizacija lakmusov test. Nato dobljeno raztopino filtriramo. Primer za majhne: nastalo brezbarvno tekočino je treba upariti. Nastali kristali so naš končni rezultat. Zdaj razmislite o proizvodnji glukoze iz škroba (reakcije).

Kemijska bistvo procesa

Ta enačba za pridobivanje glukoze je predstavljena vmesnemu proizvodu - maltozi. Maltoza je disaharid, sestavljen iz dveh molekul glukoze. Očitno je, da so metode za pridobivanje glukoze iz škroba in maltoze enake. To pomeni, da v nadaljevanju reakcije lahko postavimo naslednjo enačbo.

Na koncu je treba povzeti potrebne pogoje za pridobitev glukoze iz škroba uspešno.

Predpogoji

• katalizator (klorovodikova ali žveplova kislina);
• temperatura (ne manj kot 100 stopinj);
• tlak (dovolj atmosferskih, vendar naraščajoči tlak pospešuje proces).

Ta metoda je najpreprostejša, z velikim donosom končnega izdelka in minimalnimi stroški energije. Ampak on ni edini. Proizvodnja glukoze se izvaja tudi iz celuloze.

Priprava iz celuloze

Bistvo postopka je skoraj popolnoma v skladu s prejšnjo reakcijo.

Podana je proizvodnja glukoze (formule) iz celuloze. Dejansko je ta proces veliko bolj zapleten in energetsko intenziven. Tako je produkt reagiramo, odpadki iz lesne industrije, zdrobijo na frakcijo S delcev velikosti 1,1 - 1,6 mm. Ta produkt obdelamo najprej z ocetno kislino, nato vodikovega peroksida, nato pa z žveplovo kislino, pri temperaturi, ki ni nižja od 110 stopinj, in kopelno razmerje 5. Trajanje tega procesa 3-5 ur. Nato dve uri potekata hidroliza z žveplovo kislino pri sobni temperaturi in vodni modul 4-5. Nato se redčenje z vodo in inverzijo pojavi približno eno uro in pol.

Metode kvantitativne določitve

Ob upoštevanju vseh metod pridobivanja glukoze je treba preučiti metode njenega kvantitativnega določanja. Obstajajo primeri, ko bi morala v tehnološkem procesu sodelovati le raztopina, ki vsebuje glukozo, to pomeni, da je postopek uparjanja tekočine pred pridobivanjem kristalov nepotreben. Nato se postavlja vprašanje, kako določiti koncentracijo snovi v raztopini. Dobljeno količino glukoze v raztopini določimo s spektrofotometričnimi, polarimetričnimi in kromatografskimi metodami. Obstaja tudi bolj specifična metoda določanja - encimsko (z uporabo encima glukozidaza). V tem primeru je štetje že izdelki delovanja tega encima.

Uporaba glukoze

V medicini se glukoza uporablja pri zastrupitvah (to je lahko zastrupitev s hrano in aktivnost okužbe). V tem primeru se raztopina glukoze daje intravensko s kapljico. To pomeni, da je v farmaciji glukoza univerzalni antioksidant. Ta snov ima tudi manjšo vlogo pri odkrivanju in diagnostiki diabetesa mellitusa. Glukoza deluje kot test izjemnih situacij.

V prehrambeni industriji in kuhanju je glukoza zelo pomembna. Ločeno je treba določiti vlogo glukoze pri vinogradništvu, pivu in pivovarstvu. To je metoda, kot je pridobivanje etanola fermentacija glukoze. Podrobno proučimo ta proces.

Pridobivanje alkohola

Tehnologija pridobivanja alkohola ima dve stopnji: fermentacija in destilacija. Fermentacija se nato izvaja s pomočjo bakterij. V biotehnologiji so se kulture mikroorganizmov že dolgo izločale, kar omogoča, da dosežejo največji izkoristek alkohola v najkrajšem času. V vsakdanjem življenju lahko kot pomoč pri reakciji uporabljamo navaden jedilen kvas.

Najprej se glukoza vzreja v vodi. V drugem rezervoarju se uporabljeni mikroorganizmi razredčijo. Nadalje se nastale tekočine mešajo, stresajo in dajo v posodo z plinska cev. Ta cev je priključena na še eno (U-oblikovan). Sredi druge cevi se vlije apnena voda. Konec cevi je zaprt z gumijastim zamaškom z votlim steklom, ki ima vlečeni konec.

Ta posoda se v štirih dneh postavi v termostat pri temperaturi 25-27 stopinj. V cevi z apnenčasto vodo se bo opazovala motnost, kar kaže na to, da ogljikov dioksid vstopi v reakcijo z njim. Takoj, ko ogljikov dioksid preneha izstopati, se lahko šteje, da je fermentacija popolna. Nato sledi stopnji destilacije. Laboratorij za destilacijo alkohola refluksu - teče hladna voda, s čimer se ohlajanje tvori plin in ga prenaša nazaj na naprave fluid, v katerem na zunanji steni.

Na tej stopnji je treba tekočino, ki je v naši posodi, segreti na 85-90 stopinj. Tako bo alkohol izhlapel, voda ne bo prišla v vrenje.

Mehanizem pridobivanja alkohola

Razmislite o pripravi alkohola iz glukoze v reakcijski enačbi: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2.

Torej je mogoče ugotoviti, da je mehanizem za pridobivanje etanola iz glukoze zelo preprost. Poleg tega je človeštvo že več stoletij znano in je praktično izpopolnjeno.

Vrednost glukoze v človeškem življenju

Torej, z določeno idejo o tej snovi, njenih fizikalnih in kemijskih lastnosti, uporabite v različnih panogah, lahko sklepamo, da takšna glukoza. Pridobivanje iz polisaharidov že omogoča razumevanje, da je glukoza kot glavna sestavina vseh sladkorjev nepogrešljiv vir energije za osebo. Zaradi metabolizma se iz te snovi tvori adenozin trifosforna kislina, ki se pretvori v enoto energije.

Ampak ne vsa glukoza, ki vstopi v človeško telo, gre za polnjenje energije. V stanju prebujanja oseba vnese samo 50 odstotkov glukoze, pridobljene v ATP. Preostanek se pretvori v glikogen in se kopiči v jetrih. Glikogen skozi čas se uniči, s čimer uravnava raven sladkorja v krvi. Kvantitativno je vsebnost te snovi v telesu neposreden pokazatelj njenega zdravja. Hormonalno delovanje vseh sistemov je odvisno od količine sladkorja v krvi. Zato je treba spomniti, da lahko prekomerna uporaba te snovi povzroči resne posledice.

Glukoza na prvi pogled je preprosta in razumljiva snov. Tudi z vidika kemije imajo njegove molekule precej preprosto strukturo, kemične lastnosti pa so razumljive in znane v vsakdanjem življenju. Ampak kljub temu je glukoza zelo pomembna tako za osebo samega kot za vse sfere njegove življenjske aktivnosti.