|
กลูโคส (Glucose)
เป็นน้ำตาลประเภทโมโนแซคคาไรด์
(monosaccharide) มีความสำคัญที่สุดในกลุ่มคาร์โบไฮเดรตด้วยกัน
เซลล์ของสิ่งมีชีวิติทุกชนิดใช้กลูโคสเป็นแหล่งพลังงาน
และสารเผาผลาญขั้นกลาง (metabolic intermediate)
กลูโคสเป็นหนึ่งในผลผลิตหลักของการสังเคราะห์แสง
(photosynthesis) และเป็นแหล่งพลังงานสำหรับการหายใจของเซลล์
(cellular respiration) โครงสร้างโมเลกุลตามธรรมชาติของมัน (D-glucose)
จะอยู่ในรูปที่เรียกว่า เดกซ์โตรส (dextrose)
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมอาหาร
การผลิต
* * จากธรรมชาติ
1.ในพืชและสิ่งมีชีวิตจำพวกโพรแคริโอต
จากการสังเคราะห์แสง
2.ในสัตว์และเชื้อรา จากการแยกสลายไกลโคเจน
โดยกระบวนการที่รู้จักกันในชื่อ
การสลายไกลโคเจน (Glycogenolysis) ในพืชจะเป็นการแยกสลาย ซับสเตรต
คือ
แป้ง
3.ในสัตว์
กลูโคสจะถูกสังเคราะห์ในตับและไต
จากสารขั้นกลาง (intermediates) ที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรต
(non-carbohydrate) เช่น
ไพรูเวต (pyruvate) และ
กลีเซอรอล (glycerol) โดยกระบวนการที่เรียกว่า
กลูโคนีโอเจนีสิส (gluconeogenesis)
* * ผลิตเพื่อการค้า
กลูโคสสามารถผลิตเป็นการค้าไดโดยการ
ไฮโดรไลซิสแป้ง
ที่มี
เอ็นไซม์ ช่วยเร่งปฏิกิริยา
พืชผักมากมายสามารถใช้เป็นแหล่งของแป้งได้เช่น
ข้าว
ข้าวโพด
ข้าวสาลี
มันเทศ
มันสำปะหลัง (cassava)
ต้นไม้เท้ายายม่อม (arrowroot) และ
สาคู การใช้แป้งจากพืชจะแตกต่างกันไปตามส่วนต่างๆของโลก
ในสหรัฐอเมริกาแป้งส่วนใหญ่จะเป็นแป้งข้าวโพด
(จากต้นข้าวโพด) ในประเทศแถบเอเชียอย่างประเทศไทย
จะใช้ข้าวทำแป้งเช่น
แป้งข้าวจ้าวและแป้งข้าวเหนียว
กระบวนการที่ใช้เอนไซม์ช่วยจะมี 2 ขั้นตอน ดังนี้
1.ขั้นตอนแรกใช้เวลาประมาณ 1-2 ชั่วโมง
อุณหภูมิประมาณ 100 °C เอนไซม์เหล่านี้จะ
ไฮโดรไลซ์แป้งให้กลายเป็นคาร์โบไฮเดรตที่เล็กลง
โดยจะมีโมเลกุลของกลูโคส 5-10 หน่วย
ความผิดเพี้ยนของกระบวนการจะอยู่ที่การต้มส่วนผสมของแป้งที่อุณหภูมิ
130 °C หรือร้อนกว่านี้ หนึ่งครั้งหรือมากกว่า
การใช้ความร้อนระดับนี้เพื่อช่วยการละลายของแป้งในน้ำแต่มันก็จะทำลายฤทธิ์เอนไซม์
ซึ่งจะต้องเติมเอนไซม์เข้าไปใหม่ในการต้มแต่ละครั้ง
2.ขั้นตอนที่สองเรียกว่า
แซคคาริฟิเคชัน (saccharification)
ขั้นตอนนี้จะไฮโดรไลซ์แป้งบางส่วนและไฮโดรไลซ์กลูโคสอย่างสมบูรณ์โดยใช้เอนไซม์
กลูโคอะไมเลส (glucoamylase) จาก
เชื้อราแอสเปอร์จิลลัสไนเกอร์
(Aspergillus niger) สภาวะของปฏิกิริยาจะต้องควบคุมให้อยู่ที่
pH 4.0-4.5, 60 °C, และความเข้มข้นของคาร์โบไฮเดรตจะต้องอยู่ที่
30-35% โดยน้ำหนัก
ภายใต้สภาวะการณ์เหล่านี้แป้งจะถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคสประมาณ 96%
หลังจากใช้เวลา 1-4 วัน
ถ้าจะให้ผลผลิตสูงกว่านี้สามารถทำได้โดยการทำให้สารละลายจางลง
แต่จะต้องใช้หม้อต้มที่ใหญ่กว่าและต้องการน้ำมากกว่าซึ่งสรุปแล้วไม่ประหยัดกว่า
สารละลายกลูโคสที่ได้จะถูกทำให้บริสุทธ์โดย
การกรอง และเคี้ยวให้งวดใน
เครื่องระเหยเอนกประสงค์ (multiple-effect evaporator)
ดี-กลูโคสที่เป็นของแข็งจะทำได้โดย
การตกผลึก (crystallization)
ที่มา : Wikipedia.org |