Glukoza lub dekstroza to bezwonny biały proszek. Jest to prosty cukier i węglowodany naturalnie wytwarzane w roślinach podczas fotosyntezy i magazynowane u zwierząt w postaci skrobi lub glikogenu do wykorzystania w oddychaniu tlenowym lub fermentacji beztlenowej.
Glukoza jest także naturalnym składnikiem żywności. Ma niższy indeks glikemiczny niż sacharoza i fruktoza.
Glukoza
Glukoza jest najpowszechniejszym monosacharydem występującym w przyrodzie i stanowi kluczowe źródło energii dla organizmów. Jest głównym węglowodanem występującym w owocach i warzywach oraz w wielu przetworzonych produktach spożywczych. Jest cukrem redukującym, ulegającym karmelizacji i reakcjom Maillarda. Jest także kluczowym składnikiem glikanów, które zapewniają strukturę komórkom. Ma mniejszą tendencję niż inne aldoheksozy do niespecyficznego reagowania z grupami aminowymi w białkach (glikacja), w wyniku czego powstają izomery glukopiranozy, takie jak dekstroza i fruktoza.
Glukoza jest magazynowana w roślinach w postaci skrobi, a u zwierząt w postaci glikogenu, który wykorzystuje się w metabolizmie komórkowym. W naszym organizmie glukoza jest wchłaniana w jelicie cienkim i transportowana po całym organizmie w celu wykorzystania jako energia. Glukoza jest wytwarzana w wątrobie i mięśniach i może być rozkładana w celu wytworzenia energii dla komórek lub polimerowych form glukozy zwanych glikanami. Glukoza jest prawoskrętna, co oznacza, że obraca spolaryzowane światło w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, a jej izomer w lustrzanym odbiciu, l-glukoza, jest lewoskrętny, obracający spolaryzowane światło w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
Glukany
Glukany są najbardziej rozpowszechnionymi polisacharydami w przyrodzie. Ich struktura jest bardzo zróżnicowana w zależności od ich pierwotnego źródła. Różnorodność ta znajduje również odzwierciedlenie w ich masie cząsteczkowej i konfiguracji. Do identyfikacji liniowych i rozgałęzionych glukanów a, b i mieszanych można zastosować metody spektroskopowe i chemiczne.
Typowy glukan zawiera kilka monomerów glukozy połączonych wiązaniami glikozydowymi. Można je rozdzielić metodą całkowitej hydrolizy w warunkach mocnego kwasu, uzyskując monosacharydy. Monosacharydy można następnie analizować metodą GC w celu potwierdzenia ich tożsamości i czystości. Alternatywnie, można je poddać działaniu utleniania nadjodanem z wytworzeniem alditoli. Powstałe mezoalditole można dalej rozdzielać za pomocą GC w celu otrzymania czystych pochodnych monosacharydów.
Liniowe a-D-glukany, takie jak amyloza i amylopektyna, są podstawowymi składnikami skrobi w roślinach i odgrywają ważną rolę w dostarczaniu energii. Charakteryzują się wiązaniami glikozydowymi a-(1-4) i b-(1-6). Pullulan to rozpuszczalny w wodzie polisacharyd grzybowy zawierający zarówno wiązania a-(1-4), jak i a-(1-6). Ma budowę podobną do celulozy, różni się jednak od niej tym, że jest rozpuszczalny w zimnej wodzie.
Glikacja
Glukoza jest najważniejszym monosacharydem i niezbędnym źródłem energii dla większości organizmów. Pochodzi z asymilacji dwutlenku węgla i wody w roślinach podczas fotosyntezy. Jest również wytwarzana u ludzi w procesie glukoneogenezy w wątrobie i rozkładu polimerycznych form glukozy (glikogenoliza). Glukoza krąży we krwi w postaci cukru we krwi. Jest stosowany w metabolizmie energetycznym i jest magazynowany w roślinach w postaci skrobi i amylopektyny w postaci polimeru, a u zwierząt w postaci glikogenu.
Glukoza występuje w naturalnej żywności, takiej jak owoce i warzywa. Można go również syntetyzować w laboratorium. Glukoza może występować zarówno w postaci otwartego łańcucha, jak i pierścienia (D-glukoza, D-fruktoza) i może tworzyć polisacharydy z innymi monosacharydami, tworząc glikany, które zapewniają strukturę komórkom. Glukoza spożywana w nadmiarze może wywołać w organizmie szkodliwy proces zwany glikacją, w wyniku którego powstają końcowe produkty zaawansowanej glikacji (AGE). Te struktury molekularne zakłócają funkcję białek i są zaangażowane w wiele chorób zwyrodnieniowych.
Indeks glikemiczny
Monohydrat glukozy o prostych strukturach chemicznych składających się z jednego cukru (monosacharydów) lub dwóch cukrów (disacharydów) są łatwo rozkładane przez organizm na energię. Prowadzi to do szybkiego wzrostu poziomu cukru we krwi i może wywołać wydzielanie insuliny, co może mieć negatywne skutki zdrowotne.
Żywność można uszeregować według indeksu glikemicznego, który określa, jak szybko podnosi poziom glukozy we krwi po posiłku. Jednakże rzeczywisty wzrost poziomu glukozy we krwi może się znacznie różnić w zależności od osoby. Dzieje się tak dlatego, że niektóre pokarmy zawierają więcej strawnych węglowodanów niż inne. Ładunek glikemiczny, który łączy indeks glikemiczny pożywienia z całkowitą ilością węglowodanów, pomaga wyjaśnić te różnice.
Badania powiązały wysoki indeks glikemiczny z cukrzycą, otyłością i chorobami serca. Jedzenie żywności o niskim indeksie glikemicznym może pomóc zmniejszyć to ryzyko. Uniwersytet w Sydney prowadzi przeszukiwalną bazę danych dotyczącą żywności i jej indeksu glikemicznego. Indeks glikemiczny może się również różnić w zależności od sposobu przygotowania żywności: na przykład chleb pełnoziarnisty ma niższy IG niż rafinowany biały chleb, ponieważ zachowuje więcej oryginalnej struktury i otrębów.
