葡萄糖


葡萄糖又稱為玉米葡糖、玉蜀黍糖,甚至簡稱為葡糖,是自然界分布最廣且最為重要的一種單糖,它是一種多羥基醛。純凈的葡萄糖為無色晶體,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,故亦稱“右旋糖”。葡萄糖在生物學領域具有重要地位,是活細胞的能量來源和新陳代謝中間產物。植物可通過光合作用產生葡萄糖。在糖果制造業和醫藥領域有著廣泛套用。

簡介

管制信息

  本品不受管制

名稱

  中文名稱:葡萄糖
  系統命名法:2,3,4,5,6-五羥基環己醛
  中文別名:右旋糖
  英文別名:Dextrose,Dextrose,Cornsugar,Grapesugar,Bloodsugar

化學式

  分子式:C6H12O6
  結構簡式:CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,與果糖(CH2OH(CHOH)3COCH2OH)互為同分異構體

相對分子質量

  180

性狀

  白色結晶或顆粒狀粉末。味甜,甜度是蔗糖的0.74倍。1g溶于約1ml水,約60ml乙醇。熔點83℃。比旋光度[α]D+102.0°→47.9°(水中)。

儲存

  密封陰涼干燥儲存。

用途

  生物培養基。金屬還原劑。滴定硼酸的絡合物形成劑。微量分析。測定全血葡萄糖。

簡寫

  生化簡寫G,是己醛糖

結構

  它是自然界分布最廣泛的單糖。葡萄糖含五個羥基,一個醛基,具有多元醇和醛的性質。

物理性質

  1.旋光性
  D-葡萄糖在20攝氏度光時的比旋光度數值為+52.2.
  2.溶解度
  在20攝氏度時單一的葡萄糖溶液最高濃度為50%。
  3.甜度
  a-D-葡萄糖的比甜度為0.7.
  4.黏度
  葡萄糖的黏度隨著溫度的升高而增大。

化學性質

  (1)分子中的醛基,有還原性,能與銀氨溶液反應:CH2OH-(CHOH)4-CHO+2[Ag(NH3)2OH]2==CH2OH-(CHOH)4-COOH+2Ag↓+H2O+4NH3,被氧化成葡萄糖酸
  立體模型(2)醛基還能被還原為己六醇
  (3)分子中有多個羥基,能與酸發生酯化反應
  (4)葡萄糖在生物體內發生氧化反應,放出熱量。
  (5)葡萄糖能用淀粉在酶或硫酸的催化作用下水解反應制得

驗證醛基

  葡萄糖驗證:
  1.葡萄糖溶液與新制氫氧化銅懸濁液反應生成磚紅色沉淀(濃度高時生成黃色沉淀)
  CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2—加熱→CH2OH(CHOH)4COONH4+Cu2O↓+2H2O
  注意事項:(1)新制2Cu(OH)2懸濁液要隨用隨配、不可久置
  (2)配制新制Cu(OH)2懸濁液時,所用NaOH溶液必須過量
  (3)反應液必須直接加熱至沸騰
  (4)葡萄糖分子中雖然含有醛基,但是d-葡萄糖中不含有醛基。
  2.葡萄糖溶液與銀氨溶液反應有銀鏡反應
  CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2OH](水浴加熱)→CH2OH(CHOH)4COOH+2Ag↓+4NH3+H2O
  CAS No.:50-99-7
  注意事項:(1)試管內壁必須潔凈
  (2)銀氨溶液隨用隨配不可久置
  (3)水浴加熱,不可用酒精燈直接加熱
  (4)乙醛用量不宜太多,一般加3滴
  (5)銀鏡可用稀HNO3浸泡洗滌除去
  加熱還原生成的銀附著在試管壁上,形成銀鏡,所以,這個反應也叫銀鏡反應。

同分異構體

  葡萄糖是最常見的六碳單糖,又稱右旋糖。以遊離或結合的形式,廣泛存在于生物界。葡萄、無花果等甜果及蜂蜜中,遊離的葡萄糖含量較多。正常人血漿中葡萄糖含量為3.89~6.11mmol/L,尿中一般不含遊離葡萄糖,糖尿病患者尿中的含量變化較大。血液或尿中遊離葡萄糖含量的測定,是臨床一般檢驗的一個項目。結合的葡萄糖主要存在于糖原、淀粉、纖維素、半纖維素等多糖中;一些寡糖如:麥芽糖、蔗糖、乳糖以及各種形式的糖苷中也含有葡萄糖。
  天然的葡萄糖,無論是遊離的或是結合的,均屬D構型,在水溶液中主要以吡喃式構形含氧環存在,為α和β兩種構型的衡態混合物。
  在常溫條件下,可以β-D-葡萄糖的水合物(含1個水分子)形式從過飽和的水溶液中析出晶體,熔點為80℃;而在50~115℃之間析出的晶體則為無水α-D-葡萄糖,熔點146℃;115℃以上析出的穩定形式則為β-D-葡萄糖,熔點為148~150℃。呋喃環形式的葡萄糖僅以結合狀態存在于少數天然化合物中。[α-D-葡萄糖(吡喃]-D-葡萄糖(吡喃" class=image>[型) []=+113,溶液中達平衡為+52.2 D-葡萄糖]]=+113,溶液中達平衡為+52.2 D-葡萄糖" class=image>[(直鏈式) β-D-葡萄糖(吡喃型)[β]=+19,溶液中]=+19,溶液中" class=image>[達平衡為+52.2]" class=image>
  D-葡萄糖具有一般醛糖的化學性質:在氧化劑作用下,生成葡萄糖酸,葡萄糖二酸或葡萄糖醛酸;在還原劑作用下,生成山梨醇;在弱堿作用下,葡萄糖可與另兩種結構相近的六碳糖──果糖和甘露糖──三者之間通過烯醇式相互轉化。葡萄糖還可與苯肼結合,生成葡萄糖脎,后者在結晶形狀和熔點方面都與其他糖脎不同,可作為鑒定葡萄糖的手段。
  大多數生物具有酶系統可分解D-葡萄糖以取得能量的能力。在活細胞中,例如哺乳動物的肌肉細胞或單細胞的酵母細胞中,葡萄糖先后經過不需氧的糖酵解途徑、需氧的三羧酸迴圈以及生物氧化過程生成二氧化碳和水,釋放出較多的能量,以ATP(三磷酸腺苷)形式貯存起來,供生長、運動等生命活動之需。在無氧的情況下,葡萄糖僅僅被分解生成乳酸或乙醇,釋放出的能量少得多;釀酒是無氧分解的過程。工業上,用酸或酶水解淀粉制得的葡萄糖可用做食品、制酒、制藥等工業生產的原料。

耐量試驗

  臨床上做糖尿病的診斷試驗時,通常是測定靜脈空腹血糖。當靜脈空腹血糖<5.0mmol/L,可排除糖尿病;當靜脈空腹血糖>7.0mmol/L并且有臨床癥狀時,則可以診斷為糖尿病;而當靜脈空腹血糖在5.5~7.0mmol/L之間并且懷疑糖尿病時,就應該進一步做葡萄糖耐量試驗——OGTT。OGTT試驗是一種口服葡萄糖負荷試驗,用以了解人體對進食葡萄糖后的血糖調節能力。通過OGTT試驗,可以早期發現糖代謝異常,早期診斷糖尿病。

測試方法

  1.做OGTT試驗前3天,不應該控制飲食,每天飲食中碳水化合物含量不應低于150克,并且維持正常活動。
  2、影響本試驗的藥物(引起血糖升高或降低的藥物)應停用。
  3.試驗前病人應10~14個小時不進食。
  4.試驗當日早晨空腹靜脈取血后在5分鐘之內飲入300毫升含75克葡萄糖的糖水,喝糖水后30分鐘、1小時、2小時分別靜脈取血一次,并留取尿液做尿糖定性試驗。整個試驗中不可吸煙、喝咖啡、喝茶或進食,應安靜地坐在椅子上。

試驗結果判定

  1.當靜脈空腹血糖<6.1mmol/L,OGTT兩小時血糖<7.8mmol/L,說明人體對進食葡萄糖后的血糖調節能力正常,為糖耐量正常。
  2.當靜脈空腹血糖≥7.0mmol/L或OGTT兩小時血糖≥11.1mmol/L,尿糖+~++++,說明人體處理進食后葡萄糖的能力明顯降低,已達到糖尿病的診斷標準。
  3.當靜脈空腹血糖<7.0mmol/L并且OGTT兩小時血糖介于7.8~11.1mmol/L之間,說明人體對葡萄糖的調節能力輕度下降,已達到糖耐量低減的診斷標準。
  4.當靜脈空腹血糖介于6.1~7.0mmol/L之間,且OGTT兩小時血糖≤7.8mmol/L,說明人體對進食葡萄糖后的血糖調節能力尚好,但對空腹血糖調節能力輕度減退,已達到空腹血糖受損的診斷標準。

藥物分析

  方法名稱:右旋糖酐40葡萄糖注射液—葡萄糖的測定—氧化還原滴定法
  套用范圍: 本方法采用滴定法測定右旋糖酐40葡萄糖注射液中葡萄糖的含量。
  本方法適用于右旋糖酐40葡萄糖注射液。
  方法原理:供試品精密加碘滴定液后,邊振搖邊滴加氫氧化鈉滴定液,在暗處放置30分鐘,加稀硫酸,用硫代硫酸鈉滴定液滴定,至近終點時,加淀粉指示液繼續滴定至藍色消失,并將滴定結果用右旋糖酐40作空白試驗校正,根據滴定液使用量,計算葡萄糖的含量。
  試劑:1. 碘化鉀
  2. 碘滴定液(0.05mol/L)
  3. 鹽酸
  4. 氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)
  5. 甲基橙指示液
  6. 硫酸滴定液(0.5mol/L)
  7. 硫代硫酸鈉滴定液(0.1mol/L)
  8. 稀硫酸
  9. 碳酸氫鈉
  10. 淀粉指示液
  11. 酚酞指示液
  12. 甲基紅-溴甲酚綠混合指示液
  13. 基準三氧化二砷
  14. 基準鄰苯二甲酸氫鉀
  15. 基準無水碳酸鈉
  1.6 基準重鉻酸鉀
  試樣制備:1.碘滴定液(0.05mol/L)
  配制:取碘13.0g,加碘化鉀36g與水50mL溶解后,加鹽酸3滴與水適量使成1000mL,搖勻,用垂熔玻璃濾器濾過。
  標定:取在105℃干燥至恒重的基準三氧化二砷約0.15g,精密稱定,加氫氧化鈉滴定液(1mol/L)10mL,微熱使溶解,加水20mL與甲基橙指示液1滴,加硫酸滴定液(0.5mol/L)適量使黃色轉變為粉紅色,再加碳酸氫鈉2g、水50mL與淀粉指示液2mL,用本液滴定至溶液顯淺藍紫色。每1mL碘滴定液(0.05mol/L)相當于4.946mg的三氧化二砷。根據本液的消耗量與三氧化二砷的取用量,算出本液的濃度。
  2.氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)
  配制:取氫氧化鈉適量,加水振搖使溶解成飽和溶液,冷卻后,置聚乙烯塑膠瓶中,靜置數日,澄清后備用。取澄清的氫氧化鈉飽和溶液5.6mL,加新沸過的冷水使成1000mL,搖勻。
  標定:取在105℃干燥至恒重的基準鄰苯二甲酸氫鉀約0.6g,精密稱定,加新沸過的冷水50mL,振搖,使其盡量溶解,加酚酞指示液2滴,用本液滴定,在接近終點時,應使鄰苯二甲酸氫鉀完全溶解,滴定至溶液顯粉紅色。每1mL氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)相當于20.42mg的鄰苯二甲酸氫鉀。根據本液的消耗量與鄰苯二甲酸氫鉀的取用量,算出本液的濃度。
  貯藏:置聚乙烯塑膠瓶中,密封儲存;塞中有2孔,孔內各插入玻璃管1支,1管與鈉石灰管相連,1管供吸出本液使用。
  3. 甲基橙指示液
  取甲基橙0.1g,加水100mL使溶解。
  4. 硫酸滴定液(0.5mol/L)
  配制:取硫酸30mL,緩緩注入適量水中,冷卻至室溫,加水稀釋至1000mL,搖勻。
  標定:取在270~300℃干燥至恒重的基準無水碳酸鈉約1.5g,精密稱定,加水50mL使溶解,加甲基紅-溴甲酚綠混合指示液10滴,用本液滴定至溶液由綠色轉變為紫紅色時,煮沸2分鐘,冷卻至室溫,繼續滴定至溶液由綠色變為暗紫色。每1mL硫酸滴定液(0.5mol/L)相當于53.00mg的無水碳酸鈉。根據本液的消耗量與無水碳酸鈉的取用量,算出本液的濃度。
  5. 硫代硫酸鈉滴定液(0.1mol/L)
  配制:取硫代硫酸鈉26g與無水碳酸鈉0.20g,加新沸過的冷水適量使溶解成1000mL,搖勻,放置1個月后濾過。
  標定:取在120℃干燥至恒重的基準重鉻酸鉀0.15g,精密稱定,置碘瓶中,加水50mL使溶解,加碘化鉀2.0g,輕輕振搖使溶解,加稀硫酸40mL,搖勻,密塞,在暗處放置10分鐘后,加水250mL稀釋,用本液滴定至近終點時,加淀粉指示液3mL,繼續滴定至藍色消失而顯亮綠色,并將滴定結果用空白試驗校正。每1mL硫代硫酸鈉滴定液(0.1mol/L)相當于4.903mg的重鉻酸鉀。根據本液的消耗量與重鉻酸鉀的取用量,算出本液的濃度。
  室溫在25℃以上時,應將反應液及稀釋用水降溫至約20℃。
  6.稀硫酸
  取硫酸57mL,加水稀釋至1000mL。
  7. 淀粉指示液
  取可溶性淀粉0.5g,加水5mL攪勻后,緩緩傾入100mL沸水中,隨加隨攪拌,繼續煮沸2分鐘,放冷,傾取上層清液,即得,本液應臨用新制。
  8. 酚酞指示液
  取酚酞1g,加乙醇100mL使溶解。
  9.甲基紅-溴甲酚綠混合指示液
  取0.1%甲基紅的乙醇溶液20mL,加0.2%溴甲酚綠的乙醇溶液30mL,搖勻。
  操作步驟:精密量取供試品2mL,置具塞錐形瓶中,精密加碘滴定液(0.05mol/L)25mL,邊振搖邊滴加氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)50mL,在暗處放置30分鐘,加稀硫酸5mL,用硫代硫酸鈉滴定液(0.1mol/L)滴定,至近終點時,加淀粉指示液2mL,繼續滴定至藍色消失,并將滴定結果用0.12g(6%規格)或0.20g(10%規格)的右旋糖酐40作用白試驗校正。每1mL碘滴定液(0.05mol/L)相當于9.909mg的C6H12O6·H2O。
  注:“精密稱取”系指稱取重量應準確至所稱取重量的千分之一。“精密量取”系指量取體積的準確度應符合國家標準中對該體積移液管的精度要求。

功能作用

  中樞神經系統幾乎全部依賴血糖的供應作為能源,一旦血糖下降到80毫克%時可能出現糖尿現象。工業上葡萄糖由淀粉水解制得,60年代套用微生物酶法生產葡萄糖。這是一項重大革新,比酸水解法有明顯的優點。在生產中原料不必精制,不需耐酸、耐壓的設備,而且糖液無苦味,產糖率高。葡萄糖在醫學上主要用作注射用營養劑(葡萄糖注射液);食品工業上葡萄糖經異構酶處理后可制造果糖,尤其是含果糖42%的果葡糖漿,其甜度同蔗糖,已成為當前制糖工業的重要產品。
  葡萄糖是生物體內新陳代謝不可缺少的營養物質。它的氧化反應放出的熱量是人類生命活動所需能量的重要來源。在食品、醫藥工業上可直接使用,在印染制革工業中作還原劑,在制鏡工業和熱水瓶膽鍍銀工藝中常用葡萄糖作還原劑。工業上還大量用葡萄糖為原料合成維生素C(抗壞血酸)。

口服

  口服葡萄糖(ORAL GLUCOSE)一般呈粉狀,所以又稱葡萄糖粉。天綠原生產的口服葡萄糖是以玉米淀粉為原料,采用雙酶法生產的一種功能性速效營養補充品。作為人體的基本元素和最基本的醫藥原料,該品的作用和用途十分廣泛,即可直接套用于人體,又可用于食品加工和醫藥化工。它能迅速增加人體能量、耐力、可用作血糖過低、感冒發燒、頭暈虛脫、四肢無力及心肌炎等癥的補充液,對癌癥也有一定治療作用。隨著廣大人民生活水準的提高,葡萄糖作為蔗糖的替代品套用于食品工業,為葡萄糖的套用開拓了更為廣闊的領域。
  化學分子式葡萄糖在人體新陳代謝中起著重要作用,因此美國藥典載有葡萄糖酸鈣針劑、片劑、葡萄糖酸鉀、葡萄糖酸鐵等并在美國大量生產。在食品加工業非常發達的日本,食品增加劑證書上明確記載葡萄糖酸、葡萄糖酸-δ-內酯、葡萄糖酸鋅、葡萄糖酸鈣、葡萄糖酸亞鐵、葡萄糖酸銅可作為食品增加劑,以葡萄糖為原料深加工,除可制造結晶的葡萄糖酸、葡萄糖酸-δ-內酯外,還可制造各種鹽,如鉀、鈉、鈣、鎂、鋅、鐵、銅等。
  人體必須的微量元素,人體缺少它,就會發生疾病,如缺鐵就會引起貧血,因鐵是血紅蛋白和肌紅蛋白的組織部分,參與氧化和輸送二氧化碳,過去硫酸亞鐵治療貧血,人體雖能吸收,但刺激胃腸,會引起一系列不良反應,故改用葡萄糖酸亞鐵后,胃腸無明顯反應,補鐵效果良好,鑒于這種情況,國家規定,用葡萄糖酸的鉀、鈉、鈣、鋅、銅、鐵、錳等作為人體營養強化劑及藥用補充劑,均有很好的治療效果。
  長期的、科學合理的服用,對一個民族身體貭素的提高是不言而喻的,據日本一資料統計,二戰后日本青少年的平均身高成長了14.8cm,這與他們在食品、藥品制造中科學合理的使用葡萄糖酸微量元素是密不可分的。在我國,大家熟知的葡萄糖酸鈣的針劑、片劑和葡萄糖酸鋅口服液都具有重要的生理功能、治療功能,“巨能鈣”、“補鐵口服液”熱銷全國就是一個充分的驗證。

兒童服用

  小兒正常生長發育的營養素,以糖、蛋白質及脂肪三大要素為最重要。糖類(碳水化合物)是供應體內熱量的主要來源。葡萄糖是一種單糖,進入體內可被直接利用。1~6個月的嬰兒,食物中的糖類主要是乳糖和少許淀粉。4個月后含淀粉食物逐漸增加,到1歲時胃腸道消化淀粉的各種酶系統逐漸完善,能迅速將其水解為葡萄糖,并在小腸吸收進入血液。吸收后可直接供給能量,或以糖原形式貯存,過量的可變成脂肪。 
  人體平時不進食葡萄糖,體內也不會缺乏葡萄糖,因此,平時不需補充。但當小兒在患病、拒食時,體質極度衰弱,為保證小兒基礎代謝熱量的需要,短時喂以葡萄糖,是可取的,有時靜脈輸給葡萄糖,就是這個道理。但認為葡萄糖營養價值高,過多過久的給予喂哺,而略過其他食品供給,可影響小兒食欲,并且由于蛋白質及其它營養素得不到補充,會造成生長遲緩,嚴重反復感染、營養不良等。還會因血糖升高,引起一過性糖尿,而發生口渴、多飲多尿癥狀。
  小兒消化道產生其他消化酶的腺體被廢棄不用,長久會造成萎縮,消化功能更加下降,使之更不能進食其他類食物。正常小兒應盡量讓其多吃淀粉類食物,練習咀嚼,以促進唾液腺的分泌,增強食欲及消化功能,并有利于頜面骨及牙齒的發育。

注意事項

  (1)靜注高滲葡萄糖注射液時應注意藥液有無漏出血管外,以免引起靜脈炎,在同一部位連續注射5%-10%濃度的藥液時也可發生同一并發癥。
  (2)治療腦水腫使用高滲溶液時如突然停藥,容易發生反跳現象并致使腦水腫再度發生,故不可突然停藥,而應緩緩減量直至停用。
  (3)不宜做皮下注射,以免引起皮下壞死。
  (4)顱內或脊髓膜內出血以及脫水病人譫妄時,均禁止使用高滲葡萄糖注射液,以免發生意外。

套用領域

  隨著廣大人民生活水準的提高,葡萄糖作為蔗糖的替代品套用于食品工業,為葡萄糖的套用開拓了更為廣闊的領域。
  葡萄糖酸系列產品是食品、醫藥等產業用途極為廣泛的一種產品,在人體新陳代謝中起著重要作用,因此美國藥典載有葡萄糖酸鈣針劑、片劑、葡萄糖酸鉀、葡萄糖酸鐵等并在美國大量生產。在食品加工業非常發達的日本,食品增加劑證書上明確記載葡萄糖酸、葡萄糖酸-δ-內酯、葡萄糖酸鋅、葡萄糖酸鈣、葡萄糖酸亞鐵、葡萄糖酸銅可作為食品增加劑,以葡萄糖為原料深加工,除可制造結晶的葡萄糖酸、葡萄糖酸-δ-內酯外,還可制造各種鹽,如鉀、鈉、鈣、鎂、鋅、鐵、銅等。這些都是人體必須的微量元素,人體缺少它們,就會發生疾病,如缺鐵就會引起貧血,因鐵是血紅蛋白和肌紅蛋白的組織部分,參與氧化和輸送二氧化碳,過去硫酸亞鐵治療貧血,人體雖能吸收,但刺激胃腸,會引起一系列不良反應,故改用葡萄糖酸亞鐵后,胃腸無明顯反應,補鐵效果良好,鑒于這種情況,國家規定,用葡萄糖酸的鉀、鈉、鈣、鋅、銅、鐵、錳等作為人體營養強化劑及藥用補充劑,均有很好的治療效果。長期的、科學合理的服用,對一個民族身體貭素的提高是不言而喻的,據日本一資料統計,二戰后日本青少年的平均身高成長了14.8cm,這與他們在食品、藥品制造中科學合理的使用葡萄糖酸微量元素是密不可分的。在中國,大家熟知的葡萄糖酸鈣的針劑、片劑和葡萄糖酸鋅口服液都具有重要的生理功能、治療功能,“巨能鈣”、“補鐵口服液”熱銷全國就是一個充分的驗證。
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