葡萄糖的環(huán)狀的的D,L結(jié)構(gòu)式及葡萄糖檢測方法

PAGE上面寫的葡萄糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)式，從環(huán)的穩(wěn)定性上來看這種過長的氧橋是明顯不合理的。為了更接近真實性并形象地表達糖的環(huán)氧結(jié)構(gòu)，哈武斯提出把直立的結(jié)構(gòu)式改寫成平面的環(huán)狀來表示，俗稱臺面式?，F(xiàn)以D-（＋）-葡萄糖為例，將它的費歇爾投影式改寫成哈武斯透視式的過程表示如下：

圖中粗線表示平面向前的邊緣，細線表示向后的邊緣。對D-型葡萄糖來說，在哈武斯透視式中當環(huán)氧原子處在平面的后方，則在費歇爾投影式中向左的羥基，在哈武斯式中變成在平面之上的位置，向右的羥基則在平面之下。在成環(huán)的時候，為了使第五碳上羥基能與醛基接近，依照單鍵自由旋轉(zhuǎn)而不改變構(gòu)型的原理，將第五碳原子旋轉(zhuǎn)120°，因此D-構(gòu)型的糖的尾端羥甲基在環(huán)的平面上，L-型的羥甲基在環(huán)的平面下。由于天然存在的糖絕大多數(shù)屬于D-構(gòu)型，我們經(jīng)?？吹降奶堑奈捕肆u甲基都是在環(huán)平面上方的。這樣，當命名D-構(gòu)型葡萄糖的α-和β-體時，可將C-1上的羥基與C-6上的—CHOH基在同側(cè)的稱為β-體；異側(cè)的稱為α-體。

下面的三個圖式都是α-D-（＋）吡喃型葡萄糖的哈武斯透視式。將中間的圖式離開紙平面向左或向下翻轉(zhuǎn)180°，便得到另外兩種形式。很明顯，經(jīng)翻轉(zhuǎn)后，H和OH在環(huán)上的位置發(fā)生了上下變換，而其構(gòu)型仍不變，這是因為哈武斯式不是以平面表現(xiàn)的投影式而是表現(xiàn)整個立體的透視式。

五元環(huán)狀糖也可用哈武斯式表示，下面是D-核糖的五元環(huán)狀形式。

果糖是一種重要的己酮糖，像大多數(shù)糖一樣，主要以環(huán)狀結(jié)構(gòu)形式存在，它在分子中不含醛基而含酮羰基，所以它的結(jié)構(gòu)是環(huán)狀半縮酮。D-果糖是一種左旋糖，它的開鏈式在2-位上有一個酮羰基，其3，4，5-位的構(gòu)型與D-葡萄糖完全相同，它既可在C-2與C-6之間成氧橋而生成吡喃果糖，也可以在C-2與C-5之間形成氧橋生成一個五元環(huán)的呋喃果糖，一般在游離狀態(tài)時以六元環(huán)狀半縮酮形式存在，而作為糖類的一個組分。例如，在蔗糖中，常以呋喃形式存在。果糖的呋喃式和吡喃式的開鏈式，及哈武斯透視式表示如下圖：

從以上結(jié)構(gòu)可知，D-（－）-果糖以六元環(huán)狀半縮酮形式存在時，C-2處的半縮酮羥基與C-3羥基位于同側(cè)者稱為β-體，反之，稱為α-體。它們都稱為D-（－）-吡喃果糖。而以五元環(huán)狀的半縮酮形式存在時，C-2的半縮酮羥基與C-3羥基及C-5羥甲基位于同側(cè)者稱為β-體，而位于異側(cè)者稱為α-體，都稱為D-（－）-呋喃果糖。上一層葡萄檢測方法匯總與葡萄糖檢測相關(guān)的國家地方標準匯總：GB/T30390-2013油料種籽中果糖、葡萄糖、蔗糖含量的測定高效液相色譜法DB41/T321-2003食品添加劑.

葡萄糖含量測定方法NY/T2279-2012食用菌中巖藻糖、阿糖醇、海藻糖、甘露醇、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、核糖的測定離子色譜法GB/T22428.1-2008淀粉水解產(chǎn)品還原力和葡萄糖當量測定GB/T20379-2006淀粉衍生物葡萄糖漿、果糖漿和氫化葡萄糖漿成分的測定GB/T16285-2008食品中葡萄糖的測定酶-比色法和酶-電極法CNS2874-N5083葡萄糖漿及干葡萄糖漿GB/T18932.22-2003蜂蜜中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖含量的測定方法液相色譜示差折光檢測法GB/T22221-2008食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定高效液相色譜法YC/T252-2008煙用料液

葡萄糖、果糖、蔗糖的測定

離子色譜法國家地方標準檢測方法匯總表方法名稱項目DNS比色菲林滴定高效液相色譜酶電極法原理在堿性溶液中，還原糖變?yōu)橄┒?，烯二醇可被DNS氧化為糖酸，加熱進一步產(chǎn)生一種棕紅色的氨基化合物，在540nm波長處有最大吸收，在一定濃度范圍內(nèi)，還原糖的量與棕紅色物質(zhì)的深淺成一定比例關(guān)系在加熱條件下，直接滴定已標定過的費林氏液，費林氏液被還原析出氧化亞銅后，過量的還原糖立即將次甲基藍還原，使藍色褪色，溶液的顏色變化過程為：淺藍色—棕色—磚紅色（沉淀），根據(jù)樣品消耗體積，計算糖含量利用待分離的各種物質(zhì)在兩相中的分配系數(shù)、吸附能力等親和能力的不同來進行分離參見GB/T16285-2008操作前處理除去蛋白質(zhì)除去蛋白質(zhì)過氨基柱除去蛋白質(zhì)同上過程做標準曲線，加熱，計算配置標準液，加熱，滴定計算根據(jù)色譜計算同上檢驗時間40分鐘40分鐘45分鐘同上專一性還原糖還原糖保留時間相同的物質(zhì)同上儀器分光光度計示差檢測器，糖柱，氨基柱傳感器分析儀檢驗難易程度專業(yè)人員專業(yè)人員專業(yè)人員簡單試劑現(xiàn)配現(xiàn)用色譜純試劑只需緩沖液葡萄糖的應(yīng)用范圍葡萄糖作為人體的基本元素和最基本的醫(yī)藥原料，其作用和用途十分廣泛。尤其是隨著廣大人民生活水平的提高，葡萄糖作為蔗糖的替代用糖應(yīng)用于食品行業(yè)，為葡萄糖的應(yīng)用開拓了更廣闊的領(lǐng)域。（一）發(fā)酵工業(yè)微生物的生長需要合適的碳氮比，葡萄糖作為微生物的碳源，是發(fā)酵培養(yǎng)基的主料，如抗生素、味精、維生素、氨基酸、有機酸、酶制劑等都需大量使用葡萄糖，同時也可用作微生物發(fā)酵多聚糖和有機溶劑的原料。1.抗生素發(fā)酵葡萄糖是醫(yī)藥工業(yè)的重要原料，尤其是抗生素發(fā)酵必不可少的原料，抗生素中最主要的品種是青、鏈霉素，而這兩種抗生素發(fā)酵都是以葡萄糖或者高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)為碳底物。鏈霉素發(fā)酵以結(jié)晶葡萄糖為主，也可用高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)；其他如利福平也以葡萄糖或者高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)為主要碳源；沽霉素、紅霉索、麥迪霉素也是以葡萄糖或者高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)為底物；卡那霉素、慶大霉素等也需要用葡萄糖或者高DE值的淀粉水解液(即葡萄糖液)為底物。2.氨基酸發(fā)酵氨基酸是所有活細胞中蛋白質(zhì)的基本成分，其營養(yǎng)價值極高，多數(shù)氨基酸特別是從發(fā)酵制得的氨基酸，是以葡萄糖或者淀粉水解液(即葡萄糖液)為碳源生產(chǎn)的。如L-谷氨酸、賴氨酸等。3.有機酸發(fā)酵工業(yè)上重要的有機酸多數(shù)是通過葡萄糖或淀粉水解液發(fā)酵生產(chǎn)的，其中包括醋酸、檸檬酸、葡萄糖酸、乳酸和衣康酸，其他還有馬來酸、富馬酸和D-酒石酸也可用葡萄糖或淀粉水解液發(fā)酵制得。葡萄糖酸也是葡萄糖經(jīng)發(fā)酵，經(jīng)葡萄糖脫氫酶的氧化產(chǎn)生葡萄糖酸。4．酶制劑生產(chǎn)酶工業(yè)近年來發(fā)展迅猛，由于其有效的、專一的催化作用，廣泛在醫(yī)藥和食品及日用化工等方面應(yīng)用。酶的發(fā)酵生產(chǎn)絕大多數(shù)都以葡萄糖或淀粉水解液為培養(yǎng)基，如細菌α-淀粉酶以淀粉液化液為培養(yǎng)基；葡萄糖異構(gòu)酶就是以2％的葡萄糖為培養(yǎng)基生產(chǎn)的；蛋白酶的工業(yè)生產(chǎn)也是用葡萄糖為培養(yǎng)基。5．微生物多聚糖發(fā)酵當今開發(fā)了許多發(fā)酵法生產(chǎn)的微生物多聚糖，如黃原膠等均可用葡萄糖為底物發(fā)酵法制得，在食品工業(yè)上有多種用途。黃原膠主要用于紡織印染、石油鉆探、食品添加劑、冷食調(diào)味品，亦可用于去除工業(yè)廢水的金屬離子，增強紙張強度以及用于橡膠等。6.有機溶劑生產(chǎn)葡萄糖為可發(fā)酵的糖，最適合于生產(chǎn)各種有機溶劑，如甲醇、丙酮、丁醇等。（二）食品工業(yè)目前結(jié)晶葡萄糖主要用于食品行業(yè)，隨著生活水平的提高和食品行業(yè)科技的不斷發(fā)展，葡萄糖在食品行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，今后很長一段時間內(nèi)食品行業(yè)仍是最大的市場。1、直接食用葡萄糖不經(jīng)過消化就能夠被人體直接吸收，快速為人體補充能量，比較適合口服。據(jù)實際應(yīng)用者介紹，使用葡萄糖為家庭日常糖料優(yōu)于蔗糖，雜質(zhì)少，色、香、味都好；各種冷飲及夏季食品糖料，如冰綠豆湯、花生湯、酸梅湯等。2.糖果業(yè)葡萄糖已經(jīng)由開始的只做添加劑轉(zhuǎn)為主要原料，既提高了糖果的口味，又符合營養(yǎng)保健的要求。結(jié)晶葡萄糖還可以為口香糖和泡泡糖進行涂層并增加其甜度，它可以提高口香糖涂層的顏色和光澤，而且可以產(chǎn)生很涼爽的口感，同時它還為糖涂層提供很高的硬度3、焙烤行業(yè)葡萄糖作為一種全新的高檔食品添加劑，應(yīng)用于各種糕點的生產(chǎn)制作，用來提高產(chǎn)品的風味、口感、色澤，尤其是能提高產(chǎn)品質(zhì)量檔次，已被業(yè)內(nèi)人士大力推崇。在焙烤食品中使用葡萄糖，不僅可以降低成本，還有意想不到的改善質(zhì)量的效果。用于面包可以促進酵母生長，并產(chǎn)生氣體，葡萄糖還易與面粉中的蛋白質(zhì)和氨基酸產(chǎn)生美拉德反應(yīng)，生產(chǎn)出金黃色的外皮和面包特有的香味。面包皮具有較好的韌性，搬運中不易破碎，并更易于切片。4、蔬菜加工業(yè)隨著國際市場的需求加大和蔬菜加工技術(shù)的不斷進步，葡萄糖作為一種營養(yǎng)劑和保鮮劑，在高檔保鮮、脫水蔬菜加工地位無可替代。各種蔬菜在脫水前均需添加糖類，其主要目的在于提高脫水效果；降低脫水后產(chǎn)品水分活度；防止脫水過程蔬菜體積過分收縮，復水后蔬菜易恢復原有的組織狀態(tài)。一般在蔬菜熱燙以后，加入糖類，并靜置1小時，使糖類滲透到蔬菜的內(nèi)部。常用的糖類有蔗糖、葡萄糖，最大用量達干物質(zhì)的20%。如蔗糖價格高，可全部采用葡萄糖代替。5、飲料葡萄糖可降低冰點，防止蔗糖結(jié)晶，溶解時的吸熱量比蔗糖高6.5倍，口感好（入口有清涼感），特別適于夏季冰制食品，如冰淇淋、冰糕、冰棍、冰水以及薄荷類食品；葡萄糖可作為載體，用為風味富集和擴充劑，并可提供甜味，如各種即食茶，檸檬茶、菊花茶、果茶及其它茶品；葡萄糖可平衡甜度，增加風味，用于濃縮果汁可代替30%的蔗糖，用于碳酸飲料可代替10%-20%的蔗糖；葡萄糖為單糖，分子量和熱值都低于蔗糖，葡萄糖加至麥芽和其它制啤酒的原料中可加速發(fā)酵，并可獲得相同酒精含量的低熱啤酒，蘋果酒及其它果酒因每年收獲的果實含糖量有差異，可用葡萄糖來調(diào)節(jié)。6、肉制品葡萄糖在肉制品加工中的應(yīng)用除了作為調(diào)味品，增加營養(yǎng)的目的以外，還有調(diào)節(jié)pH值和氧化還原的目的。對于普通的肉制品加工，其使用量為0.3％～0.5％比較合適。葡萄糖應(yīng)用于發(fā)酵的香腸制品，因為它提供了發(fā)酵細菌轉(zhuǎn)化為乳酸所需要的碳源，為此目的而加入的葡萄糖量為0.5％～1.0％，葡萄糖在肉制品中還作為助發(fā)色劑和保色劑，使腌制出的香腸具有紅色，增添香腸的外觀美。另外兼有殺菌防腐的作用，可以延長香腸保質(zhì)期。（三）化學工業(yè)葡萄糖在工業(yè)上的應(yīng)用也很廣，在印染制革工業(yè)中作還原劑，在制鏡工業(yè)、熱水瓶膽鍍銀及玻璃纖維鍍銀等化學鍍銀工業(yè)也常用葡萄糖作還原劑。（四）合成和轉(zhuǎn)化葡萄糖可氫化、氧化、異構(gòu)、堿性降解、酯化、乙縮醛化反應(yīng)等，合成或轉(zhuǎn)化為其他產(chǎn)品。如氫化制山梨醇；氧化制葡萄糖醛酸、二酸等，并可進一步制成酸鈣、酸鈉、酸鋅以及葡萄糖酸δ內(nèi)酯；異構(gòu)化為F42、F55、F90果葡糖漿和結(jié)晶果糖；也可異構(gòu)化為甘露糖（生產(chǎn)甘露糖醇原料），其中山梨醇可進一步生成維生素C，被廣泛應(yīng)用于臨床治療，而且甘露醇15%在臨床作為一種安全有效的降低顱內(nèi)壓藥物，來治療腦水腫和青光眼。葡萄糖還可用于聚葡萄糖的生產(chǎn)（五）醫(yī)藥工業(yè)葡萄糖是一種能直接吸收利用，補充熱能的碳水化合物，是人體所需能量的主要來源，在體內(nèi)被氧化成二氧化碳和水，并同時供給能量，轉(zhuǎn)化成糖源或脂肪的形式貯存，葡萄糖能促進肝臟的解毒功能，對肝臟有保護作用。主要用于補充熱能和體液，用于各種原因引起的進食不足或大量體液丟失，用于身體虛弱、營養(yǎng)不良等補助營養(yǎng)。其醫(yī)藥上的主要用途可分為口服和注射兩種，口服葡萄糖可單獨服用或制成多維葡萄糖服用。酶電極法檢測樣品中葡萄糖的優(yōu)劣分析為什么選這款產(chǎn)品？節(jié)省檢測時間加快實驗進度傳統(tǒng)的檢測方法無論采用DNS比色，菲林滴定或者高效液相色譜都需要花費大量的時間才能完成一次檢測，一個樣品往往需要三次左右的重復，一天能夠進行的實驗組數(shù)十分有限。并且化學方法具有靈敏度差，專一性不強的特點，容易給實驗數(shù)據(jù)造成假陽性的后果導致實驗重復性差?？萍嫉膭?chuàng)新和提升讓檢測人員從繁瑣的樣本分裝、樣本錄入、結(jié)果記錄等等工作中解放出來，提高效率，降低錯誤；采用葡萄糖生物傳感器分析儀一個小時可以分析25個樣品，不需要復雜的前處理過程，只需要簡單的離心或過濾即可檢測，并且對葡萄糖專一性識別。優(yōu)化補料策略以金霉素為例；近年的研究發(fā)現(xiàn)，在生物系統(tǒng)中存在混沌現(xiàn)象，發(fā)酵初期的微小變化可能使發(fā)酵過程呈現(xiàn)出多態(tài)性和不穩(wěn)定性。所以,通過控制前期適宜的菌體生長速率(即比生長速率μ=1/X·dX/dt)對整個發(fā)酵過程是至關(guān)重要的。若μ太小，將會使菌體生長緩慢，對數(shù)生長期過長，菌體不能良好生長，酶活力不強，產(chǎn)物產(chǎn)率低；若μ太大,菌體生長快,使代謝過于激烈，在中前期使氧耗過大以及因菌濃很高使發(fā)酵液粘稠導致氧傳遞能力下降,易產(chǎn)生溶氧降至臨界氧濃度以下，影響菌體的正常代謝和產(chǎn)物形成，同時菌體活力過早減弱，也使金霉素效價偏低。因此優(yōu)化培養(yǎng)基的成分,控制補料速率及其它有關(guān)工藝參數(shù),是金霉素發(fā)酵過程的一個關(guān)鍵因素。利用葡萄糖生物傳感器可以隨時監(jiān)測發(fā)酵液中糖濃度，為優(yōu)化補料流加策略提供詳實的數(shù)據(jù)支撐。精確控制發(fā)酵過程糖濃度的利器多年來已知當培養(yǎng)基中有葡萄糖存在時,微生物利用乳糖的能力即受抑制。葡萄糖能夠干擾乳糖降解酶—一半乳糖苷酶的形成。這種“葡萄糖效應(yīng)”不僅影響半乳糖苷酶,而且對細菌、酵母與霉菌中其它碳源的分解所涉及的分解代謝酶亦有普遍的影響，例如葡萄糖對鹽霉素生物合成有嚴重的阻遏效應(yīng)，利用葡萄糖生物傳感器分析儀可以快速準確穩(wěn)定的檢測葡萄糖濃度，很好的控制抗生素代謝過程中的阻遏效應(yīng)，提高單位效價。葡萄糖是發(fā)酵過程中菌體生長和產(chǎn)物合成的主要碳源，但必須控制其在發(fā)酵液中的濃度。在發(fā)酵前期，如果葡萄糖濃度過高（低），容易對菌體生長產(chǎn)生阻遏、抑制和限制作用;在發(fā)酵后期，如果葡萄糖濃度過低（高），則會限制菌體生長和產(chǎn)物合成。需特別注意的是流加的葡萄糖量，即使是超出最適濃度范圍的微小波動都將引起嚴重的阻遏或限制。因此，能夠及時準確的知道發(fā)酵過程中葡萄糖濃度，對提高產(chǎn)量、降低葡萄糖原料使用量、節(jié)省生產(chǎn)成本有著至關(guān)重要的作用。節(jié)約檢測成本一個葡萄糖酶膜可以檢測8000次，平均每個樣品不到五分錢，并且所用的試劑大多為分析純產(chǎn)品，價格便宜，不像液相需要色譜純試劑，價格高昂；前處理過程簡單，不需要專門的儀器。酶催化反應(yīng)具有專一性，檢驗結(jié)果可以和液相色譜相媲美。生產(chǎn)過程半成品檢測用葡萄糖生物傳感器分析儀，提高產(chǎn)品合格率，成品檢驗用液相或者第三方，為公司節(jié)約檢測費用和儀器投入。儀器全自動檢測，容易操作，無需專業(yè)培訓，可以實現(xiàn)現(xiàn)場檢測無需質(zhì)檢人員取樣到化驗室檢測，節(jié)省時間成本，人力成本，提高生產(chǎn)效率。應(yīng)用范圍：發(fā)酵過程糖濃度檢測，食品中葡萄糖檢測，酶活力檢測中還原糖檢測等利用DNS比色，菲林滴定測糖濃度的領(lǐng)域。西爾曼科技有限公司國內(nèi)唯一一家有能力生產(chǎn)可以不用預(yù)稀釋樣本就可以檢測高達10%（100g／L）葡萄糖濃度的全自動分析儀的制造廠商。產(chǎn)品特點檢測原理：采用特殊設(shè)計的葡萄糖氧化酶膜電化學傳感器對葡萄糖濃度進行檢測。儀器自動采集樣本并導入至測試區(qū)域。樣本中所含的葡萄糖在固化的葡萄糖氧化酶的催化下發(fā)生酶解反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為葡萄糖酸和過氧化氫。通過電