葡萄糖

  葡萄糖又称为玉米葡糖、玉蜀黍糖,甚至简称为葡糖,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,宜溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚。水溶液旋光向右,故亦称“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。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。 

简介

  葡萄糖(glucose)
葡萄糖化学分子式
葡萄糖化学分子式
  生化简写G,是己醛糖,
  化学式C6H12O6,
  最简式:CH2O,
  分子量为180,
  化学名:2,3,4,5,6-五羟基己醛,
  物理特性:白色晶体,易溶于水,味甜,熔点146℃,它的结构式如图:
  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。葡萄糖含五个羟基,一个醛基,具有多元醇和醛的性质。  

化学性质

  (1)分子中的醛基,有还原性,能与银氨溶液反应:CH2OH-(CHOH)4-CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-==CH2OH-(CHOH)4-COONH4+2Ag↓+H2O+3NH3,被氧化成葡萄糖酸
  (2)醛基还能被还原为己六醇
  (3)分子中有多个羟基,能与酸发生酯化反应
  (4)葡萄糖在生物体内发生氧化反应,放出热量。
 

·验证醛基

  葡萄糖验证:
  1.葡萄糖溶液与新制氢氧化铜浊液反应生成砖红色沉淀
葡萄糖化学分析
葡萄糖化学分析
  CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2---加热→CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O
  2.葡萄糖溶液与银氨溶液反应有银镜反应
  CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH(水浴加热)→CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
  CAS No.: 50-99-7
  葡萄糖分子中虽然含有醛基,但是d-葡萄糖中不含有醛基。

·同分异构体

  葡萄糖是最常见的六碳单糖,又称右旋糖。以游离或结合的形式,广泛存在于生物界。葡萄、无花果等甜果及蜂蜜中,游离的葡萄糖含量较多。正常人血浆中葡萄糖含量为3.89~6.11mmol/L,尿中一般不含游离葡萄糖,糖尿病患者尿中的含量变化较大。血液或尿中游离葡萄糖含量的测定,是临床常规检验的一个项目。结合的葡萄糖主要存在于糖原、淀粉纤维素、半纤维素等多糖中;一些寡糖如:麦芽糖、蔗糖、乳糖以及各种形式的糖苷中也含有葡萄糖。
  天然的葡萄糖,无论是游离的或是结合的,均属D构型,在水溶液中主要以吡喃式构形含氧环存在,为α和β两种构型的衡态混合物。
  在常温条件下,可以 β-D-葡萄糖的水合物(含1个水分子)形式从过饱和的水溶液中析出晶体,熔点为80℃;而在50~115℃之间析出的晶体则为无水 α-D-葡萄糖,熔点146℃;115℃以上析出的稳定形式则为β-D-葡萄糖,熔点为148~150℃。呋喃环形式的葡萄糖仅以结合状态存在于少数天然化合物中。[α-D-葡萄糖 (吡喃]-D-葡萄糖 (吡喃" class=image>[型) []=+113,溶液中达平衡为+52.2 D-葡萄糖]]=+113,溶液中达平衡为+52.2 D-葡萄糖" class=image>[(直链式) β-D-葡萄糖(吡喃型)[β]=+19,溶液中]=+19,溶液中" class=image>[达平衡为+52.2]" class=image>,D-葡萄糖具有一般醛糖的化学性质:在氧化剂作用下,生成葡萄糖酸,葡萄糖二酸或葡萄糖醛酸;在还原剂作用下,生成山梨醇;在弱碱作用下,葡萄糖可与另两种结构相近的六碳糖──果糖和甘露糖──三者之间通过烯醇式相互转化。葡萄糖还可与苯肼结合,生成葡萄糖脎,后者在结晶形状和熔点方面都与其他糖脎不同,可作为鉴定葡萄糖的手段。
  大多数生物具有酶系统可分解D-葡萄糖以取得能量的能力。在活细胞中,例如哺乳动物的肌肉细胞或单细胞的酵母细胞中,葡萄糖先后经过不需氧的糖酵解途径、需氧的三羧酸循环以及生物氧化过程生成二氧化碳和水,释放出较多的能量,以ATP(三磷酸腺苷)形式贮存起来,供生长、运动等生命活动之需。在无氧的情况下,葡萄糖仅仅被分解生成乳酸或乙醇,释放出的能量少得多;酿酒是无氧分解的过程。工业上,用酸或酶水解淀粉制得的葡萄糖可用做食品、制酒、制药等工业生产的原料。 

化学分析

葡萄糖粉
葡萄糖粉
  天然的葡萄糖,无论是游离的或是结合的,均属D构型,在水溶液中主要以吡喃式构形含氧环存在,为α和β两种构型的衡态混合物。
  在常温条件下,可以α-D-葡萄糖的水合物(含1个水分子)形式从过饱和的水溶液中析出晶体,熔点为80℃;而在50~115℃之间析出的晶体则为无水α-D-葡萄糖,熔点146℃。115℃以上析出的稳定形式则为β-D-葡萄糖,熔点为148~150℃。呋喃环形式的葡萄糖仅以结合状态存在于少数天然化合物中。
  D-葡萄糖具有一般醛糖的化学性质:在氧化剂作用下,生成葡萄糖酸,葡萄糖二酸或葡萄糖醛酸;在还原剂作用下,生成山梨醇;在弱碱作用下,葡萄糖可与另两种结构相近的六碳糖──果糖和甘露糖──三者之间通过烯醇式相互转化。葡萄糖还可与苯肼结合,生成葡萄糖脎,后者在结晶形状和熔点方面都与其他糖脎不同,可作为鉴定葡萄糖的手段。
  大多数生物具有酶系统可分解D-葡萄糖以取得能量的能力。在活细胞中,例如哺乳动物的肌肉细胞或单细胞的酵母细胞中,葡萄糖先后经过不需氧的糖酵解途径、需氧的三羧酸循环以及生物氧化过程生成二氧化碳和水,释放出较多的能量,以ATP(三磷酸腺苷)形式贮存起来,供生长、运动等生命活动之需。在无氧的情况下,葡萄糖仅仅被分解生成乳酸或乙醇,释放出的能量少得多;酿酒是无氧分解的过程。工业上,用酸或酶水解淀粉制得的葡萄糖可用做食品、制酒、制药等工业生产的原料。  

耐量试验

  临床上做糖尿病的诊断试验时,通常是测定静脉空腹血糖。当静脉空腹血糖<5.0mmol/L,可排除糖尿病;当静脉空腹血糖>7.0mmol/L并且有临床症状时,则可以诊断为糖尿病;而当静脉空腹血糖在5.5~7.0mmol/L之间并且怀疑糖尿病时,就应该进一步做葡萄糖耐量试验——OGTT。OGTT试验是一种口服葡萄糖负荷试验,用以了解人体对进食葡萄糖后的血糖调节能力。通过OGTT试验,可以早期发现糖代谢异常,早期诊断糖尿病。 

·测试方法

    1、做OGTT试验前3天,不应该控制饮食,每天饮食中碳水化合物含量不应低于150克,并且维持正常活动。
  2、影响本试验的药物(引起血糖升高或降低的药物)应停用。
  3、试验前病人应10~14个小时不进食。
  4、试验当日早晨空腹静脉取血后在5分钟之内饮入300毫升含75克葡萄糖的糖水,喝糖水后30分钟、1小时、2小时分别静脉取血一次,并留取尿液做尿糖定性试验。整个试验中不可吸烟、喝咖啡、喝茶或进食,应安静地坐在椅子上。 
葡萄糖
葡萄糖

·试验结果判定

  1、当静脉空腹血糖<6.1mmol/L,OGTT两小时血糖<7.8mmol/L,说明人体对进食葡萄糖后的血糖调节能力正常,为糖耐量正常。
  2、当静脉空腹血糖≥7.0mmol/L或OGTT两小时血糖≥11.1mmol/L,尿糖+~++++,说明人体处理进食后葡萄糖的能力明显降低,已达到糖尿病的诊断标准。
  3、当静脉空腹血糖<7.0mmol/L并且OGTT两小时血糖介于7.8~11.1mmol/L之间,说明人体对葡萄糖的调节能力轻度下降,已达到糖耐量低减的诊断标准。
  4、当静脉空腹血糖介于6.1~7.0mmol/L之间,且OGTT两小时血糖≤7.8mmol/L,说明人体对进食葡萄糖后的血糖调节能力尚好,但对空腹血糖调节能力轻度减退,已达到空腹血糖受损的诊断标准。 

功能作用

  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)。  

口服

  口服葡萄糖(ORAL GLUCOSE)一般呈粉状,所以又称葡萄糖粉。天绿原生产的口服葡萄糖是以玉米淀粉为原料,采用双酶法生产的一种功能性速效营养补充品。作为人体的基本元素和最基本的医药原料,该品的作用和用途十分广泛,即可直接应用于人体,又可用于食品加工和医药化工。 它能迅速增加人体能量、耐力、可用作血糖过低、感冒发烧、头晕虚脱、四肢无力及心肌炎等症的补充液,对癌症也有一定治疗作用。随着广大人民生活水平的提高,葡萄糖作为蔗糖的替代品应用于食品工业,为葡萄糖的应用开拓了更为广阔的领域。
葡萄糖口服液
葡萄糖口服液
  葡萄糖在人体新陈代谢中起着重要作用,因此美国药典载有葡萄糖酸钙针剂、片剂、葡萄糖酸钾、葡萄糖酸铁等并在美国大量生产。在食品加工业非常发达的日本,食品添加剂证书上明确记载葡萄糖酸、葡萄糖酸-δ-内酯、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸亚铁、葡萄糖酸铜可作为食品添加剂,以葡萄糖为原料深加工,除可制造结晶的葡萄糖酸、葡萄糖酸-δ-内酯外,还可制造各种盐,如钾、钠、钙、镁、锌、铁、铜等。
  人体必须的微量元素,人体缺少它,就会发生疾病,如缺铁就会引起贫血,因铁是血红蛋白和肌红蛋白的组织部分,参与氧化和输送二氧化碳,过去硫酸亚铁治疗贫血,人体虽能吸收,但刺激胃肠,会引起一系列不良反应,故改用葡萄糖酸亚铁后,胃肠无明显反应,补铁效果良好,鉴于这种情况,国家规定,用葡萄糖酸的钾、钠、钙、锌、铜、铁、锰等作为人体营养强化剂及药用补充剂,均有很好的治疗效果。
  长期的、科学合理的服用,对一个民族身体素质的提高是不言而喻的,据日本一资料统计,二战后日本青少年的平均身高增长了14.8cm,这与他们在食品、药品制造中科学合理的使用葡萄糖酸微量元素是密不可分的。在我国,大家熟知的葡萄糖酸钙的针剂、片剂和葡萄糖酸锌口服液都具有重要的生理功能、治疗功能,“巨能钙”、“补铁口服液”热销全国就是一个充分的验证。 

儿童服用

  小儿正常生长发育的营养素,以糖、蛋白质及脂肪三大要素为最重要。糖类(碳水化合物)是供应体内热量的主要来源。葡萄糖是一种单糖,进入体内可被直接利用。1~6个月的婴儿,食物中的糖类主要是乳糖和少许淀粉。4个月后含淀粉食物逐渐增加,到1岁时胃肠道消化淀粉的各种酶系统逐渐完善,能迅速将其水解为葡萄糖,并在小肠吸收进入血液。吸收后可直接供给能量,或以糖原形式贮存,过量的可变成脂肪。
  人体平时不进食葡萄糖,体内也不会缺乏葡萄糖,因此,平时不需补充。但当小儿在患病、拒食时,体质极度衰弱,为保证小儿基础代谢热量的需要,短时喂以葡萄糖,是可取的,有时静脉输给葡萄糖,就是这个道理。但认为葡萄糖营养价值高,过多过久的给予喂哺,而忽略其他食品供给,可影响小儿食欲,并且由于蛋白质及其它营养素得不到补充,会导致生长迟缓,严重反复感染、营养不良等。还会因血糖升高,引起一过性糖尿,而发生口渴、多饮多尿症状。
  小儿消化道产生其他消化酶的腺体被废弃不用,长久会导致萎缩,消化功能更加下降,使之更不能进食其他类食物。正常小儿应尽量让其多吃淀粉类食物,练习咀嚼,以促进唾液腺的分泌,增强食欲及消化功能,并有利于颌面骨及牙齿的发育。

注意事项

  (1)静注高渗葡萄糖注射液时应注意药液有无漏出血管外,以免引起静脉炎,在同一部位连续注射5%-10%浓度的药液时也可发生同一并发症。
  (2)治疗脑水肿使用高渗溶液时如突然停药,容易发生反跳现象并致使脑水肿再度发生,故不可突然停药,而应缓缓减量直至停用。
  (3)不宜做皮下注射,以免引起皮下坏死。
  (4)颅内或脊髓膜内出血以及脱水病人谵妄时,均禁止使用高渗葡萄糖注射液,以免发生意外。 

应用领域

  随着广大人民生活水平的提高,葡萄糖作为蔗糖的替代品应用于食品工业,为葡萄糖的应用开拓了更为广阔的领域。
  葡萄糖酸系列产品是食品、医药等产业用途极为广泛的一种产品,在人体新陈代谢中起着重要作用,因此美国药典载有葡萄糖酸钙针剂、片剂、葡萄糖酸钾、葡萄糖酸铁等并在美国大量生产。在食品加工业非常发达的日本,食品添加剂证书上明确记载葡萄糖酸、葡萄糖酸-δ-内酯、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸亚铁、葡萄糖酸铜可作为食品添加剂,以葡萄糖为原料深加工,除可制造结晶的葡萄糖酸、葡萄糖酸-δ-内酯外,还可制造各种盐,如钾、钠、钙、镁、锌、铁、铜等。这些都是人体必须的微量元素,人体缺少它们,就会发生疾病,如缺铁就会引起贫血,因铁是血红蛋白和肌红蛋白的组织部分,参与氧化和输送二氧化碳,过去硫酸亚铁治疗贫血,人体虽能吸收,但刺激胃肠,会引起一系列不良反应,故改用葡萄糖酸亚铁后,胃肠无明显反应,补铁效果良好,鉴于这种情况,国家规定,用葡萄糖酸的钾、钠、钙、锌、铜、铁、锰等作为人体营养强化剂及药用补充剂,均有很好的治疗效果。长期的、科学合理的服用,对一个民族身体素质的提高是不言而喻的,据日本一资料统计,二战后日本青少年的平均身高增长了14.8cm,这与他们在食品、药品制造中科学合理的使用葡萄糖酸微量元素是密不可分的。在中国,大家熟知的葡萄糖酸钙的针剂、片剂和葡萄糖酸锌口服液都具有重要的生理功能、治疗功能,“巨能钙”、“补铁口服液”热销全国就是一个充分的验证。