Glyukoza yunoncha "shirin" degan ma'noni anglatadi. Tabiatda u ko'p miqdorda rezavorlar va mevalar sharbatlarida, jumladan uzum sharbatida uchraydi, shuning uchun u xalq orasida "sharob shakari" deb ataladi.
Kashfiyot tarixi
Glyukoza 19-asr boshlarida ingliz shifokori, kimyogari va faylasufi Uilyam Prout tomonidan kashf etilgan. Bu modda 1819-yilda Anri Brakkono uni talaşdan ajratib olgandan keyin keng ma'lum bo'ldi.
Jismoniy xususiyatlar
Glyukoza shirin ta'mga ega rangsiz kristall kukundir. U suvda, konsentrlangan sulfat kislotada, rux xloridda va Shvaytser reaktivida yaxshi eriydi.
Molekulaning tuzilishi
Barcha monosaxaridlar singari, glyukoza ham geterofunksional birikmadir (molekulada bir nechta gidroksil va bitta karboksil guruhi mavjud). Glyukoza holatida karboksil guruhi aldegiddir.
Glyukozaning umumiy formulasi C6H12O6. Ushbu moddaning molekulalari tsiklik tuzilishga va alfa va beta shakllarining ikkita fazoviy izomerlariga ega. Qattiq holatda, deyarli100% dominant alfa shakli. Eritmada beta shakli ancha barqaror (u taxminan 60% ni egallaydi). Glyukoza barcha poli- va disaxaridlar gidrolizining yakuniy mahsulotidir, ya'ni glyukoza ishlab chiqarilishi aksariyat hollarda shu tarzda sodir bo'ladi.
Madda olinmoqda
Tabiatda glyukoza oʻsimliklarda fotosintez natijasida hosil boʻladi. Glyukoza olishning sanoat va laboratoriya usullarini ko'rib chiqing. Laboratoriyada bu modda aldol kondensatsiyasining natijasidir. Sanoatda eng keng tarqalgan usul kraxmaldan glyukoza olishdir.
Kraxmal polisaxarid bo'lib, monopartlari glyukoza molekulalaridir. Ya'ni, uni olish uchun polisaxaridni monopartlarga parchalash kerak. Bu jarayon qanday amalga oshiriladi?
Kraxmaldan glyukoza olish kraxmalni suv solingan idishga solib, aralashtirishdan boshlanadi (kraxmalli sut). Yana bir idishdagi suvni qaynatishga keltiring. Shunisi e'tiborga loyiqki, qaynoq suv kraxmalli sutdan ikki baravar ko'p bo'lishi kerak. Glyukoza ishlab chiqarish reaktsiyasi tugashi uchun katalizator kerak. Bunday holda, u xlorid yoki sulfat kislotadir. Hisoblangan miqdor qaynoq suv idishiga qo'shiladi. Keyin kraxmalli sut asta-sekin quyiladi. Bu jarayonda xamirni olmaslik juda muhim, agar u hosil bo'lsa ham, u butunlay yo'qolguncha qaynatishni davom ettirishingiz kerak. O'rtacha qaynatish bir yarim soat davom etadi. Kraxmal to'liq gidrolizlanganligiga ishonch hosil qilish uchun sifatli tozalashni o'tkazish kerak.reaktsiya. Tanlangan namunaga yod qo'shiladi. Agar suyuqlik ko'k rangga aylansa, gidroliz tugamaydi, lekin agar u jigarrang yoki qizil-jigarrang bo'lsa, eritmada kraxmal yo'q. Ammo bu eritma nafaqat glyukozani o'z ichiga oladi, u katalizator yordamida olingan, ya'ni kislotaning ham bo'lgan joyi bor. Kislotalarni qanday olib tashlash mumkin? Javob oddiy: toza bo‘r va mayda maydalangan chinni bilan neytrallash orqali.
Neytrallash lakmus qog'ozi bilan tekshiriladi. Keyin olingan eritma filtrlanadi. Gap kichik: hosil bo'lgan rangsiz suyuqlik bug'lanishi kerak. Shakllangan kristallar bizning yakuniy natijamizdir. Endi kraxmaldan glyukoza olishni o'ylab ko'ring (reaktsiya).
Jarayonning kimyoviy mohiyati
Glyukoza olish uchun bu tenglama oraliq mahsulot - m altoza oldidan keltirilgan. M altoza ikki glyukoza molekulasidan tashkil topgan disaxariddir. Ko'rinib turibdiki, kraxmal va m altozadan glyukoza olish usullari bir xil. Ya'ni, reaksiyani davom ettirib, quyidagi tenglamani qo'yishimiz mumkin.
Xulosa qilib aytganda, kraxmaldan glyukozani muvaffaqiyatli ishlab chiqarish uchun zarur shart-sharoitlarni umumlashtirishga arziydi.
Kerakli shartlar
- katalizator (xlorid yoki sulfat kislota);
- harorat (kamida 100 daraja);
- bosim (atmosfera etarli, lekin bosimning oshishi jarayonni tezlashtiradi).
Bu usul eng sodda, yakuniy mahsulotning yuqori rentabelligi va minimal energiya sarfi bilan. Lekinu yagona emas. Glyukoza tsellyulozadan ham olinadi.
Tsellyulozadan ishlab chiqarilgan
Jarayonning mohiyati avvalgi reaksiyaga deyarli toʻliq mos keladi.
Tsellyulozadan glyukoza (formula) tayyorlash berilgan. Aslida, bu jarayon ancha murakkab va energiya talab qiladi. Shunday qilib, reaktsiyaga kiradigan mahsulot zarracha hajmi 1,1 - 1,6 mm bo'lgan fraktsiyagacha ezilgan yog'ochni qayta ishlash sanoati chiqindilari hisoblanadi. Ushbu mahsulot birinchi navbatda sirka kislotasi bilan, keyin vodorod periks bilan, so'ngra sulfat kislota bilan kamida 110 daraja haroratda va gidromodul 5. Ushbu jarayonning davomiyligi 3-5 soatni tashkil qiladi. Keyin, ikki soat davomida xona haroratida sulfat kislota va gidromodul 4-5 bilan gidroliz sodir bo'ladi. Shundan so'ng suv bilan suyultiriladi va taxminan bir yarim soat davomida inversiya qilinadi.
Miqdorni aniqlash usullari
Glyukoza olishning barcha usullarini ko'rib chiqib, uning miqdoriy aniqlash usullarini o'rganishingiz kerak. Texnologik jarayonda faqat glyukoza o'z ichiga olgan eritma ishtirok etishi kerak bo'lgan holatlar mavjud, ya'ni kristallar olinmaguncha suyuqlikni bug'lantirish jarayoni ortiqcha bo'ladi. Shunda savol tug'iladi, eritmada berilgan moddaning qanday konsentratsiyasini qanday aniqlash mumkin. Olingan eritmadagi glyukoza miqdori spektrofotometrik, polarimetrik va xromatografik usullar bilan aniqlanadi. Aniqlashning aniqroq usuli ham mavjud - fermentativ (glyukosidaza fermenti yordamida). Bunday holda, hisoblash allaqachon bu harakatning mahsulotidirferment.
Glyukoza ishlatish
Tibbiyotda glyukoza zaharlanish uchun ishlatiladi (bu oziq-ovqat zaharlanishi ham, infektsiya faolligi ham bo'lishi mumkin). Bunday holda, glyukoza eritmasi vena ichiga tomchilab yuboriladi. Bu dorixonada glyukoza universal antioksidant ekanligini anglatadi. Shuningdek, ushbu modda diabetes mellitusni aniqlash va tashxislashda muhim rol o'ynaydi. Bu erda glyukoza stress testi vazifasini bajaradi.
Oziq-ovqat sanoati va pazandachilikda glyukoza juda muhim oʻrin tutadi. Alohida-alohida, vinochilik, pivo va moonshine ishlab chiqarishda glyukoza rolini ko'rsatish kerak. Biz glyukoza fermentatsiyasi orqali etanol ishlab chiqarish kabi usul haqida gapiramiz. Keling, bu jarayonni batafsil ko'rib chiqaylik.
Alkogol qabul qilish
Spirtli ichimliklar olish texnologiyasi ikki bosqichdan iborat: fermentatsiya va distillash. Fermentatsiya, o'z navbatida, bakteriyalar yordamida amalga oshiriladi. Biotexnologiyada mikroorganizmlar madaniyati uzoq vaqtdan beri ishlab chiqarilgan bo'lib, ular minimal vaqt sarflagan holda spirtli ichimliklarning maksimal hosilini olish imkonini beradi. Kundalik hayotda oddiy stol xamirturushidan reaksiya yordamchisi sifatida foydalanish mumkin.
Birinchi navbatda glyukoza suvda eriydi. Amaldagi mikroorganizmlar boshqa idishda suyultiriladi. Keyinchalik, olingan suyuqliklar aralashtiriladi, chayqatiladi va gaz chiqishi trubkasi bo'lgan idishga joylashtiriladi. Ushbu trubka boshqasiga ulangan (U shaklida). Ikkinchi trubaning o'rtasiga ohak suvi quyiladi. Naychaning uchi ichi bo'sh shisha tayoqli rezina tiqin bilan yopilgan, uning uchi tortilgan.
Bukonteyner to'rt kun davomida 25-27 daraja haroratda termostatga joylashtiriladi. Ohak suvi solingan naychada loyqalik kuzatiladi, bu esa karbonat angidrid bilan reaksiyaga kirishganligini ko'rsatadi. Karbonat angidrid chiqishi to'xtashi bilan fermentatsiya tugallangan deb hisoblanishi mumkin. Keyingi distillash bosqichi keladi. Laboratoriya alkogolni distillash uchun reflyuksli kondensatorlardan foydalanadi - sovuq suv tashqi devor bo'ylab o'tib, hosil bo'lgan gazni sovutib, uni yana suyuqlikka o'tkazadigan qurilmalar.
Ushbu bosqichda idishimizdagi suyuqlik 85-90 gradusgacha qizdirilishi kerak. Shunday qilib, spirt bug'lanadi, lekin suv qaynatilmaydi.
Alkogol ishlab chiqarish mexanizmi
Reaksiya tenglamasida glyukozadan spirt ishlab chiqarishni ko'rib chiqaylik: S6N12O6=2S2N5ON + 2SO2.
Demak, shuni ta'kidlash mumkinki, glyukozadan etanol olish mexanizmi juda oddiy. Bundan tashqari, u ko'p asrlar davomida insoniyatga ma'lum va deyarli mukammallikka erishdi.
Glyukozaning inson hayotidagi ahamiyati
Shunday qilib, ushbu modda, uning fizik va kimyoviy xossalari, turli sohalarda qo'llanilishi haqida ma'lum bir tushunchaga ega bo'lgan holda, biz glyukoza nima ekanligini xulosa qilishimiz mumkin. Uni polisaxaridlardan olish glyukoza barcha shakarlarning asosiy komponenti bo'lganligi sababli, odamlar uchun ajralmas energiya manbai ekanligini tushunishga imkon beradi. Metabolizm natijasida ushbu moddadan adenozin trifosfor kislotasi hosil bo'lib, u energiya birligiga aylanadi.
Ammo inson tanasiga tushgan glyukozaning hammasi ham energiyani to'ldirish uchun ketmaydi. Uyg'onish holatida odam qabul qilingan glyukozaning atigi 50 foizini ATPga aylantiradi. Qolgan qismi glikogenga aylanadi va jigarda saqlanadi. Vaqt o'tishi bilan glikogen parchalanadi va shu bilan qon shakar darajasini tartibga soladi. Miqdoriy jihatdan bu moddaning tanadagi tarkibi uning sog'lig'ining bevosita ko'rsatkichidir. Barcha tizimlarning gormonal ishi qondagi shakar miqdoriga bog'liq. Shu sababli, ushbu moddadan ortiqcha foydalanish jiddiy oqibatlarga olib kelishi mumkinligini yodda tutish kerak.
Glyukoza bir qarashda oddiy va tushunarli moddadir. Hatto kimyo nuqtai nazaridan ham uning molekulalari ancha sodda tuzilishga ega va kimyoviy xossalari kundalik hayotda aniq va tanish. Ammo, shunga qaramay, glyukoza insonning o'zi uchun ham, hayotining barcha sohalari uchun ham katta ahamiyatga ega.
