葡萄糖：从化学结构到生物功能的全面解析

葡萄糖：从化学结构到生物功能的全面解析

葡萄糖是自然界分布最广泛的单糖，不仅是生物体内的主要能源物质，还在工业领域有着广泛的应用。本文将从葡萄糖的化学性质、物理性质以及其在生物体内的功能和工业应用等方面进行详细介绍。

简介

名称

• 中文名称：葡萄糖
• 英文名称：Glucose
• 系统命名法：（2R,3S,4R,5R)-2，3，4，5，6-五羟基己醛
• 中文别名：右旋糖
• 英文别名：Dextrose，Cornsugar，Grapesugar，Bloodsugar
• EINECS号：200-075-1

性状

• 白色结晶或颗粒状粉末。味甜，甜度是蔗糖的0.74倍。1g溶于约1ml水，约60ml乙醇。熔点83℃。比旋光度[α]D+102.0°→47.9°（水中）。

用途

• 生物培养基。金属还原剂。滴定硼酸的络合物形成剂。微量分析。测定全血葡萄糖。可直接被人体吸收。

简写

• 生化简写G，是己醛糖。

结构

• 它是自然界分布最广泛的单糖。葡萄糖含五个羟基，一个醛基，具有多元醇和醛的性质。

性质

化学性质

• 化学式：C6H12O6
• 摩尔质量：180.16 g mol?1
• 密度：1.54
• 熔点：α-D-glucose: 146°C，β-D-glucose: 150°C

物理性质

• 葡萄糖是己醛糖，白色晶体，易溶于水，味甜，熔点146℃。

化学性质

• 它的结构简式：CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO与果糖(CH2OH(CHOH)3COCH2OH)互为同分异构体。它是自然界分布最广泛的单糖。葡萄糖含多个羟基，一个醛基，具有多元醇和醛的性质。其主要化学性质是：
• 分子中有醛基，有还原性，能与银氨溶液反应：CH2OH-（CHOH）4-CHO+2[Ag（NH3)2]++2OH-==CH2OH-（CHOH）4-COOH＋2Ag↓＋H2O＋4N4H3↑，被氧化成葡萄糖酸；
• 醛基还能被还原为己六醇；
• 分子中有多个羟基，能与酸发生酯化反应；
• 葡萄糖在生物体内发生氧化反应，放出热量。

功能作用

生物体内功能

• 中枢神经系统几乎全部依赖血糖的供应作为能源，一旦血糖下降到80毫克%时可能出现糖尿现象。工业上葡萄糖

• 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。

工业应用

• 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）。
• 工业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。