Глюкоз гэдэг нь Грекээр "амтлаг" гэсэн утгатай. Байгальд энэ нь усан үзмийн шүүс зэрэг жимс, жимсгэний шүүсэнд их хэмжээгээр агуулагддаг тул үүнийг "дарсны сахар" гэж нэрлэдэг.
Нээлтийн түүх
Глюкозыг 19-р зууны эхээр Английн эмч, химич, гүн ухаантан Уильям Проут нээжээ. Энэ бодисыг 1819 онд Анри Бракконо модны үртэсээс гарган авсны дараа олны танил болсон.
Физик шинж чанар
Глюкоз нь чихэрлэг амттай өнгөгүй талст нунтаг юм. Энэ нь ус, төвлөрсөн хүхрийн хүчил, цайрын хлорид, Швейтцерийн урвалжид маш сайн уусдаг.
Молекулын бүтэц
Бүх моносахаридын нэгэн адил глюкоз нь гетерофункциональ нэгдэл (молекул нь хэд хэдэн гидроксил, нэг карбоксил бүлэг агуулдаг). Глюкозын хувьд карбоксил бүлэг нь альдегид юм.
Глюкозын ерөнхий томьёо нь C6H12O6. Энэ бодисын молекулууд нь цикл бүтэцтэй, альфа ба бета хэлбэрийн хоёр орон зайн изомеруудтай. Хатуу төлөвт, бараг л100% давамгайлсан альфа хэлбэр. Уусмалын хувьд бета хэлбэр нь илүү тогтвортой байдаг (энэ нь ойролцоогоор 60% -ийг эзэлдэг). Глюкоз нь бүх поли- ба дисахаридын гидролизийн эцсийн бүтээгдэхүүн бөгөөд өөрөөр хэлбэл глюкозын нийлэгжилт ихэнх тохиолдолд ийм байдлаар явагддаг.
Бодис авч байна
Байгальд глюкоз нь фотосинтезийн үр дүнд ургамалд үүсдэг. Глюкозыг олж авах үйлдвэрлэлийн болон лабораторийн аргыг авч үзье. Лабораторид энэ бодис нь альдол конденсацийн үр дүн юм. Аж үйлдвэрийн хувьд хамгийн түгээмэл арга бол цардуулаас глюкоз авах явдал юм.
Цардуул нь полисахарид бөгөөд нэг хэсэг нь глюкозын молекул юм. Өөрөөр хэлбэл, үүнийг олж авахын тулд полисахаридыг монопарт болгон задлах шаардлагатай. Энэ процесс хэрхэн явагддаг вэ?
Цардуулаас глюкоз авах нь цардуулыг устай саванд хийж хольж (цардуултай сүү) хийхээс эхэлдэг. Өөр нэг савтай ус буцалгаад авчирна. Буцалж буй ус нь цардуултай сүүнээс хоёр дахин их байх ёстой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Глюкоз үүсгэх урвал дуусахын тулд катализатор хэрэгтэй. Энэ тохиолдолд энэ нь давсны хүчил эсвэл хүхрийн хүчил юм. Тооцоолсон хэмжээг буцалсан устай саванд нэмнэ. Дараа нь цардуултай сүүг аажмаар хийнэ. Энэ процесст зуурмаг авахгүй байх нь маш чухал бөгөөд хэрвээ энэ нь үүссэн ч бүрэн арилах хүртэл буцалгана. Дунджаар буцалгахад нэг цаг хагасын хугацаа шаардагдана. Цардуул бүрэн гидролиз болсон гэдэгт итгэлтэй байхын тулд чанарын шинжилгээ хийх шаардлагатай.урвал. Сонгосон дээжинд иодыг нэмнэ. Хэрэв шингэн нь цэнхэр өнгөтэй болбол гидролиз дуусаагүй боловч хүрэн эсвэл улаан хүрэн өнгөтэй бол уусмалд цардуул байхгүй болно. Гэхдээ энэ уусмал нь зөвхөн глюкоз агуулдаггүй, үүнийг катализаторын тусламжтайгаар олж авсан бөгөөд энэ нь хүчилд бас байх ёстой гэсэн үг юм. Хүчиллэгийг яаж арилгах вэ? Хариулт нь энгийн: цэвэр шохой болон нарийн буталсан шаазангаар саармагжуулах замаар.
Саармагжуулалтыг лакмус цаасаар туршина. Үүний дараа үүссэн уусмалыг шүүнэ. Гол нь жижиг юм: үүссэн өнгөгүй шингэнийг ууршуулах хэрэгтэй. Үүссэн талстууд нь бидний эцсийн үр дүн юм. Одоо цардуулаас глюкоз авах талаар бодож үзээрэй (урвал).
Үйл явцын химийн мөн чанар
Глюкозыг олж авах энэхүү тэгшитгэлийг завсрын бүтээгдэхүүн болох мальтозын өмнө үзүүлэв. Мальтоз бол глюкозын хоёр молекулаас бүрдэх дисахарид юм. Цардуул болон мальтозоос глюкоз авах аргууд ижил байдаг нь тодорхой харагдаж байна. Өөрөөр хэлбэл, урвалын үргэлжлэлд бид дараах тэгшитгэлийг тавьж болно.
Эцэст нь хэлэхэд цардуулаас глюкозыг амжилттай үйлдвэрлэхэд шаардлагатай нөхцөлүүдийг нэгтгэн дүгнэх нь зүйтэй.
Шаардлагатай нөхцөл
- катализатор (давсны эсвэл хүхрийн хүчил);
- температур (дор хаяж 100 градус);
- даралт (агаар мандал хангалттай боловч даралт ихсэх нь процессыг хурдасгадаг).
Энэ арга нь хамгийн энгийн бөгөөд эцсийн бүтээгдэхүүний өндөр гарц, эрчим хүчний зардал багатай. Гэхдээтэр цорын ганц биш. Мөн глюкозыг целлюлозоос авдаг.
Целлюлозоор үйлдвэрлэсэн
Үйл явцын мөн чанар нь өмнөх урвалтай бараг бүрэн нийцэж байна.
Целлюлозоос глюкоз (томъёо) бэлтгэхийг өгсөн. Үнэн хэрэгтээ энэ үйл явц нь илүү төвөгтэй бөгөөд эрчим хүч их шаарддаг. Тиймээс урвалд орж буй бүтээгдэхүүн нь ширхэгийн хэмжээ нь 1.1 - 1.6 мм хэмжээтэй мод боловсруулах үйлдвэрийн хаягдал юм. Энэ бүтээгдэхүүнийг эхлээд цууны хүчил, дараа нь устөрөгчийн хэт исэл, дараа нь хүхрийн хүчлээр 110 градусаас багагүй температурт, гидромодуль 5. Энэ процессын үргэлжлэх хугацаа 3-5 цаг байна. Дараа нь хоёр цагийн турш тасалгааны температурт хүхрийн хүчил ба гидромодуль 4-5-тай гидролиз явагдана. Үүний дараа усаар шингэлж, ойролцоогоор нэг цаг хагасын турш эргүүлнэ.
Тоон тодорхойлох аргууд
Глюкозыг олж авах бүх аргыг авч үзсэний дараа та түүний тоон тодорхойлох аргыг судлах хэрэгтэй. Технологийн процесст зөвхөн глюкоз агуулсан уусмал оролцох ёстой, өөрөөр хэлбэл талстыг олж авах хүртэл шингэнийг ууршуулах үйл явц илүүдэлтэй байдаг. Дараа нь уусмал дахь өгөгдсөн бодисын концентрацийг хэрхэн тодорхойлох вэ гэсэн асуулт гарч ирнэ. Уусмал дахь глюкозын хэмжээг спектрофотометр, поляриметр, хроматографийн аргаар тодорхойлно. Тодорхойлох илүү тодорхой арга байдаг - ферментийн (глюкозидазын ферментийг ашиглан). Энэ тохиолдолд тооцоолол нь аль хэдийн үйл ажиллагааны бүтээгдэхүүн юмфермент.
Глюкоз хэрэглэх
Анагаах ухаанд глюкозыг хордлогын үед хэрэглэдэг (энэ нь хоолны хордлого, халдварын үйл ажиллагаа аль аль нь байж болно). Энэ тохиолдолд глюкозын уусмалыг дусаагуур ашиглан судсаар тарина. Энэ нь эмийн санд глюкоз нь бүх нийтийн антиоксидант юм гэсэн үг юм. Мөн энэ бодис нь чихрийн шижин өвчнийг илрүүлэх, оношлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энд глюкоз нь стресс тестийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
Хүнсний үйлдвэрлэл, хоол хийхэд глюкоз маш чухал байр суурийг эзэлдэг. Дарс үйлдвэрлэх, шар айраг, сарны ундаа үйлдвэрлэхэд глюкозын үүргийг тусад нь зааж өгөх хэрэгтэй. Бид глюкозыг исгэх замаар этилийн спирт үйлдвэрлэх гэх мэт аргын тухай ярьж байна. Энэ үйл явцыг нарийвчлан авч үзье.
Архи уух
Спирт авах технологи нь исгэх, нэрэх гэсэн хоёр үе шаттай. Исгэх нь эргээд бактерийн тусламжтайгаар хийгддэг. Биотехнологийн хувьд бичил биетний өсгөвөр эртнээс үржүүлж ирсэн бөгөөд энэ нь хамгийн бага цаг зарцуулсан архины хамгийн их ургац авах боломжийг олгодог. Өдөр тутмын амьдралд ердийн ширээний мөөгөнцрийг урвалын туслах болгон ашиглаж болно.
Юуны өмнө глюкоз нь усанд уусдаг. Хэрэглэсэн бичил биетүүдийг өөр саванд шингэлнэ. Цаашид үүссэн шингэнийг хольж, сэгсэрч, хийн гаралтын хоолойтой саванд хийнэ. Энэ хоолой нь өөр нэг (U хэлбэртэй) холбогдсон байна. Шохойн усыг хоёр дахь хоолойн дундуур хийнэ. Хоолойн төгсгөл нь хөндий шилэн саваа бүхий резин таглаагаар хаагдсан бөгөөд энэ нь татагдсан үзүүртэй байна.
Энэсавыг дөрвөн өдрийн турш 25-27 градусын температурт термостатад хийнэ. Шохойн устай хоолойд булингар үүсэх нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл түүнтэй урвалд орсныг илтгэнэ. Нүүрстөрөгчийн давхар исэл ялгарахаа болмогц исгэх ажил дууссан гэж үзэж болно. Дараа нь нэрэх үе шат ирдэг. Лаборатори нь согтууруулах ундаа нэрэхийн тулд рефлюкс конденсаторыг ашигладаг - хүйтэн ус гадна ханыг даган урсаж, улмаар үүссэн хийг хөргөж, шингэн рүү буцаан шилжүүлдэг төхөөрөмжүүд юм.
Энэ үе шатанд манай саванд байгаа шингэнийг 85-90 хэм хүртэл халаах хэрэгтэй. Тиймээс архи уурших боловч усыг буцалгаад авчрахгүй.
Архи үйлдвэрлэх механизм
С6Н12О6=2С2Н5ОН + 2СО2.
урвалын тэгшитгэлд глюкозоос спирт үүсэхийг авч үзье.
Тиймээс глюкозоос этанол авах механизм нь маш энгийн гэдгийг тэмдэглэж болно. Түүгээр ч барахгүй энэ нь хүн төрөлхтөнд олон зууны турш мэдэгдэж байсан бөгөөд бараг төгс төгөлдөрт хүргэгдсэн.
Хүний амьдрал дахь глюкозын ач холбогдол
Тиймээс энэ бодис, түүний физик, химийн шинж чанар, янз бүрийн үйлдвэрлэлд хэрэглэх талаар тодорхой ойлголттой бол бид глюкоз гэж юу болохыг дүгнэж болно. Үүнийг полисахаридаас авах нь бүх сахарын гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох глюкоз нь хүний эрчим хүчний зайлшгүй эх үүсвэр гэдгийг аль хэдийн ойлгодог. Бодисын солилцооны үр дүнд энэ бодисоос аденозин трифосфорын хүчил үүсч энергийн нэгж болж хувирдаг.
Гэхдээ хүний биед орж буй глюкоз тэр болгон эрчим хүчээ нөхөх гэж явдаггүй. Сэрүүн байдалд хүн хүлээн авсан глюкозын зөвхөн 50 хувийг ATP болгон хувиргадаг. Үлдсэн хэсэг нь гликоген болж хувирч элгэнд хадгалагдана. Гликоген нь цаг хугацааны явцад задардаг бөгөөд ингэснээр цусан дахь сахарын хэмжээг зохицуулдаг. Тоон хувьд энэ бодисын биед агуулагдах агууламж нь түүний эрүүл мэндийн шууд үзүүлэлт юм. Бүх системийн дааврын үйл ажиллагаа нь цусан дахь сахарын хэмжээнээс хамаардаг. Тиймээс энэ бодисыг хэтрүүлэн хэрэглэх нь ноцтой үр дагаварт хүргэж болзошгүйг санах нь зүйтэй.
Глюкоз нь анх харахад энгийн бөгөөд ойлгомжтой бодис юм. Химийн үүднээс авч үзвэл түүний молекулууд нь нэлээд энгийн бүтэцтэй бөгөөд химийн шинж чанарууд нь өдөр тутмын амьдралд тодорхой, танил байдаг. Гэсэн хэдий ч глюкоз нь тухайн хүний хувьд болон түүний амьдралын бүхий л салбарт чухал ач холбогдолтой юм.
