葡萄糖(Glucose)(化学式C6H12O6)又称为玉米葡糖、玉蜀黍糖,简称为葡糖。化学名称:2,3,4,5,6-五羟基己醛,英文另名:Dextrose,Cornsugar,Grapesugar,Bloodsugar。是自然界分布最广且最为重要的一种单糖,它是一种多羟基醛。
纯净的葡萄糖为无色晶体,有甜味但甜味不如蔗糖(一般人无法尝到甜味),易溶于水,微溶于乙醇,不溶于yimi。天然葡萄糖水溶液旋光向右,故属于"右旋糖"。
葡萄糖在生物学领域具有重要地位,是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物,即生物的主要供能物质。植物可通过光合作用产生葡萄糖。在糖果制造业和医药领域有着广泛应用。
1747年,德国化学家马格拉夫S·Marggraf在柏林 首次分离出葡萄糖,并于1749年将这一过程fabiao在《从德国产的几种植物中提炼蔗糖的化学试验》 (德语"Experiences chimiques faites dans le dessein de tirer un veritable sucre de diverses plantes, qui croissent dans nos contrées"[10] )一文内,第90页中写道:"用少量的水润湿葡萄干将其软化,然后压榨被挤出的汁,经过提纯浓缩后,得到了一种糖。"("Les raisins secs, etant humectés d'une petite quantité d'eau, de maniere qu'ils mollissent, peuvent alors etre pilés, & le suc qu'on en exprime, etant depuré & épaissi, fournira une espece de Sucre")。 马格拉夫发现的这种糖就是葡萄糖。
然而,葡萄糖1838才被命名,它的英文名glucose源自于法语的glucose,它是由法国教授尤金-梅尔后佩利戈Eugène-Melchior Péligot (1811-1890)首次创造,源自德语中的gleukos--未发酵的甜果酒,前缀gluc-源于德语glykys,即甘甜的意思[1] ,后缀-ose则表明其化学分类,指出它是一个碳水化合物。
同年,路易斯·贾奎斯·瑟纳德Louis JacquesThénard、约瑟夫·路易·盖-吕萨克Joseph Louis Gay-Lussac、让-巴蒂斯特·毕奥Joseph Louis Gay-Lussac和让-巴蒂斯特·安德烈·杜马Jean Baptiste AndreDumas,四位法国科学家联名fabiao一篇对于后佩利戈先生的学术lunwen集的综述,其名为《对于自然和糖的化学性质的研究》(法文"Rapport sur un mémoire de M. Péligiot, intitulé: Recherches sur la nature et les propriétés chimiques des sucres[11]")。其109页中写道:"那些来源自葡萄、淀粉、蜂蜜甚至导致糖尿病的物质具有相同的构成和属性,将这种单一物质命名为葡萄糖。("Il résulte des comparaisons faites par M. Péligot, que le sucre de raisin, celui d'amidon, celui de diabètes et celui de miel ont parfaitement la même composition et les mêmes propriétés, et constituent un seul corps que nous proposons d'appeler Glucose (1). … (1) γλευχος, moût, vin doux.")
由于葡萄糖在生物体中的重要地位,了解其化学组成和结构成为19世纪有机化学的重要课题。1884年,埃米尔·费歇尔Fischer开始研究糖类 。 当时所知的单糖只有4种::两种已醛糖 ( 葡萄糖、半乳糖 )、两种已酮糖 (果糖 、 山梨糖) ,它们具有相同的分子式C6H6O6,慕尼黑大学的化学家吉连尼 ( H . iK ha n i ) 初步探明葡萄糖和半乳糖是直链的五羟基醛,果糖和山梨糖是直链的五羟基酮。
费歇尔发现,葡萄糖、果糖和甘露糖与苯脐生成相同的脉,因此推断,这三种糖在第二个碳原子以下具有相同的构型。根据范特荷夫(Van'tHoff)和勒贝尔(eLeBl)的立体异构理论,费歇尔推断,已醛糖有16种可能的构型。用氧化、还原、降解、加成等方法,到1891年,他确定了D一系列已醛糖所有成员的构型。 1892年德国化学家费歇尔确定了葡萄糖的链状结构及其立体异构体,并由于其在立体化学的巨大成就,获得1902年诺贝尔化学奖。
应用领域
中枢神经系统几乎全部依赖血糖的供应作为能源,一旦血糖上升到80毫克%时可能出现糖尿现象。
工业上葡萄糖由淀粉水解制得,60年代应用微生物酶法生产葡萄糖。这是一项重大革新,比酸水解法有明显的优点。在生产中原料不必精制,不需耐酸、耐压的设备,而且糖液无苦味,产糖率高。
葡萄糖在医学上主要用作注射用营养剂(葡萄糖注射液)。
食品工业上葡萄糖经异构酶处理后可制造果糖,尤其是含果糖42%的果葡糖浆,其甜度同蔗糖,已成为当前制糖工业的重要产品。
葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质。它的氧化反应放出的热量是人类生命活动所需能量的重要来源。在食品、医药工业上可直接使用,在印染制革工业中作还原剂,在制镜工业和热水瓶胆镀银工艺中常用葡萄糖作还原剂。工业上还大量用葡萄糖为原料合成维生素C(抗坏血酸)。
折叠代谢功能
葡萄糖很容易被吸收进入血液中,因此医院人员、运动爱好者以及平常人们常常使用它当作强而有力的快速能量补充。
葡萄糖加强记忆,刺激钙质吸收和增加细胞间的沟通。但是太多会提高胰岛素的浓度,导致肥胖和糖尿病;太少会造成低血糖症或者更糟,胰岛素休克(糖尿病昏迷)。葡萄糖对脑部功能很重要,葡萄糖的新陈代谢会受下列因素干扰:忧郁、躁郁、厌食和贪食。阿尔兹海默症病人纪录到比其他脑部功能异常更低的葡萄糖浓度,因而造成中风或其他的血管疾病。研究员发现在饮食补充75克的葡萄糖会增加记忆测验的成绩。
葡萄糖被吸收到肝细胞中,会减少肝糖的分泌,导致肌肉和脂肪细胞增加葡萄糖的吸收力。过多的血液葡萄糖会在肝脏和脂肪组织中转换成脂肪酸和甘油三酸脂。