C₆H₁₂O₆ (Glucose) là một monosaccharide thuộc nhóm aldose vì có chứa một nhóm aldehyde (-CHO) ở vị trí đầu mạch carbon, hay còn gọi là đường đơn, có vị ngọt nhẹ, tan tốt trong nước, và là nguồn năng lượng chủ yếu cho hầu hết các sinh vật sống. Đây là nhiên liệu sinh học quan trọng nhất cho tế bào, đặc biệt trong não và hệ thần kinh.
Cấu trúc phân tử của glucose
Công thức đường glucose có hai dạng cấu trúc chính là dạng mạch hở và dạng vòng.
Dạng mạch hở
- Trong dạng này, phân tử glucose bao gồm một mạch 6 nguyên tử carbon (được đánh số từ C1 đến C6).
- Carbon C1 chứa nhóm aldehyde (-CHO).
- Các carbon còn lại (C2-C6) được gắn với các nhóm hydroxyl (-OH) và nguyên tử hydro (-H).
- Dạng mạch thẳng (mạch hở) là dạng kém bền và chỉ tồn tại với tỉ lệ rất thấp (dưới 1%) khi ở trong dung dịch.
Dạng vòng
- Glucose chủ yếu tồn tại ở dạng vòng khi ở trong dung dịch. Cấu trúc này hình thành do nhóm hydroxyl ở C5 phản ứng với nhóm aldehyde ở C1, tạo thành cấu trúc bán acetal.
- Dạng vòng phổ biến nhất của glucose là pyranose (vòng 6 cạnh).
- Trong dạng vòng, glucose có hai dạng đồng phân anome (anomer) là α-glucose và β-glucose, khác biệt ở vị trí không gian của nhóm -OH tại C1.
Tính chất hóa học của glucose
Tính khử
Do sự tồn tại của nhóm aldehyde (-CHO) ở dạng mạch hở, glucose có tính khử. Tính chất này được thể hiện qua các phản ứng đặc trưng như phản ứng với dung dịch Fehling (tạo kết tủa đỏ gạch Cu₂O) hoặc dung dịch Tollens (phản ứng tráng bạc).
Phản ứng tạo este
Giống như một polyol (rượu đa chức), các nhóm hydroxyl (-OH) trong phân tử glucose có thể phản ứng với axit (ví dụ: anhydric acetic) để tạo thành este, chẳng hạn như glucose pentaacetate.
Phản ứng lên men
Dưới tác động của enzyme từ vi khuẩn hoặc nấm men, glucose có thể bị phân giải (lên men) để tạo ra các sản phẩm như ethanol (rượu etylic) và khí CO₂.
Vai trò của glucose đối với cơ thể
Đối với cơ thể người
- Khi glucose đi vào cơ thể, nó được chuyển hóa thành năng lượng (ATP) và các dưỡng chất cần thiết cho mọi hoạt động. Insulin được tuyến tụy sản sinh giúp tế bào hấp thụ glucose, làm giảm cảm giác thèm ăn và hỗ trợ hệ thống tiêu hóa.
- Các tế bào, đặc biệt là tế bào hồng cầu và tế bào não, rất cần glucose để duy trì năng lượng. Gan có nhiệm vụ dự trữ glucose dưới dạng glycogen và phân phối đều đến cơ thể khi cần, song song với việc giữ cho lượng đường trong máu luôn ở trạng thái ổn định.
Trong y học
- Hạ đường huyết (hạ glucose) do suy dinh dưỡng hoặc do tăng chuyển hóa khi bị stress, chấn thương.
- Hỗ trợ điều trị nhiễm ceton do đái tháo đường (thường dùng sau khi đã điều chỉnh glucose và truyền insulin).
- Điều trị mất nước (thường kết hợp với điện giải) do tiêu chảy cấp.
Các thực phẩm giàu glucose
- Mật ong.
- Các loại trái cây tươi (đặc biệt là nho, vải, xoài, cherry, chuối).
- Trái cây sấy khô (như nho khô, mơ khô, chà là).
- Nước ép trái cây.
- Các loại xi-rô (ví dụ: xi-rô ngô, xi-rô cây phong).
- Nước ngọt, đồ uống thể thao.
- Kẹo, mứt và các loại đồ ngọt.
- Các thực phẩm giàu tinh bột (như bánh mì trắng, gạo trắng, khoai tây, bắp), chúng được cơ thể phân hủy nhanh chóng thành glucose.
- Thực phẩm chế biến sẵn (thường được nhà sản xuất thêm vào dưới dạng dextrose).
Một số lưu ý khi bổ sung glucose
- Nếu nồng độ glucose trong máu tăng cao vượt mức cho phép, chúng có thể bị đào thải qua nước tiểu, đây là một dấu hiệu của bệnh đái tháo đường. Ngược lại, nếu lượng glucose trong máu giảm (hạ đường huyết), cơ thể sẽ bị suy nhược, mất sức, ảnh hưởng đến các hoạt động thường ngày.
- Tuyệt đối không nên truyền dung dịch glucose (đặc biệt là dung dịch ưu trương) cho người bị mất nước, vì tình trạng này có thể khiến bệnh nặng hơn do tác dụng lợi niệu thẩm thấu.
- Truyền glucose vào tĩnh mạch không đúng cách có thể dẫn đến rối loạn dịch và điện giải, gây hạ kali huyết, hạ phospho huyết, và nhiều ảnh hưởng khác.
- Sử dụng glucose quá nhiều làm tăng nguy cơ tăng cân, gây tích tụ mỡ (đặc biệt là mỡ bụng). Bổ sung nhiều đường cũng gia tăng khả năng phát triển hormone androgen, làm da tiết nhiều dầu và gây nên mụn trứng cá.
- Khi sử dụng đường glucose (đặc biệt là các chế phẩm y tế), bạn nên tuân theo đúng những chỉ định của bác sĩ để đảm bảo lượng glucose nạp vào cơ thể đáp ứng đủ nhu cầu hoạt động, duy trì tinh thần thoải mái và hạn chế nguy cơ tăng cân, béo phì.
C₆H₁₂O₆ (glucose) là nền tảng của năng lượng cho cơ thể, đóng vai trò thiết yếu trong mọi hoạt động sống. Tuy nhiên, việc hiểu rõ vai trò và bổ sung glucose một cách cân bằng, tuân thủ chỉ dẫn y tế là chìa khóa để duy trì sức khỏe tối ưu, tránh các nguy cơ bệnh lý như đái tháo đường hay béo phì.
