گلوکز
گلوکز از هیدرولیز انواع کربوهیدرات‌ها از جمله ساکاروز، مالتوز، سلولز، نشاسته و گلیکوژن به دست می‌آید. تخمیر گلوکز توسط مخمر باعث تولید الکل اتیلیک و دی اکسید کربن می‌شود. گلوکز، مونوساکاریدی است که در گرید صنعتی از هیدرولیز ناقص نشاسته تحت تأثیر اسید رقیق یا معمولاً تحت تأثیر آنزیم‌ها ساخته می‌شود. این ماده عمدتاً به عنوان یک عامل شیرین کننده در صنایع غذایی استفاده می‌شود. گلوکز با نام‌های گلوکز مایع یا شربت ذرت یا شربت گلوکز نیز شناخته می‌شود. گلوکز محلولی شفاف، چسبناک، بی رنگ و بی بو است. گلوکز بسته به محصولی که ساخته می شود می تواند تا 20 تا 50 درصد جایگزین قند نیشکر شود.
خواص فیزیکوشیمیایی گلوکز
- جرم مولی: 16 گرم بر مول
- فورمول مولکولی: C6H12O6
- چگالی: 58 گرم بر سانتی‌متر مکعب
- دمای ذوب: 146 درجه سانتیگراد
- دمای جوش: 1°C at 760 mmHg
- حلالیت: در آب کاملا محلول، کمی در اتانول محلول، در اتر نامحلول
- شرایط نگهداری: 2 تا 8 درجه سانتیگراد، کاملا به دور از رطوبت
- DE ≥ 95
- سرعت هیدرولیز سریع و هیدراتاسیون کم.
گلوکونات سدیم و گلوکونات پتاسیم
گلوکز جزء تشکیل دهنده اسید گلوکنیک است و اسید گلوکنیک واحد اصلی سازنده گلوکونات سدیم و گلوکونات پتاسیم است. گلوکونات سدیم و گلوکونات پتاسیم آستانه طعم عالی دارند. گلوکونات سدیم هیچگونه تحریک و حساسیت ایجاد نمی‌کند و طعم تلخی ندارد. طعم این نمک‌ها نزدیک به نمک خوراکی معمولی است است. آستانه این نمک‌ها بسیار بالاتر از سایر نمک‌های اسید آلی و معدنی است. گلوکونات سدیم و گلوکونات پتاسیم در فرآوری مواد غذایی برای تنظیم pH و بهبود طعم غذا استفاده می‌شوند. همچنین به جای نمک خوراکی معمولی در مواد غذایی سالم کم نمک یا بدون نمک (بدون کلرید سدیم)، به کار می‌روند.
کاربرد گلوکز در صنایع مختلف
گلوکز در صنایع مختلفی از جمله داروسازی، مواد غذایی و آشامیدنی، خمیر کاغذ و لوازم آرایشی و بهداشتی استفاده می شود. کارکرد عمده آن به غلیظ کننده، شیرین کننده است و در مرطوب نگه داشتن مواد غذایی موثر عمل می‌کند. اغلب در آب نبات‌ها، نوشابه‌ها و نوشیدنی های میوه‌ای می‌شود.
- صنایع دارویی
در صنعت داروسازی، گلوکز به شربت‌های سرفه و همچنین تقویت کننده‌های حاوی ویتامین اضافه می‌شود. داروسازان همچنین اغلب از آن به عنوان یک عامل گرانول کردن و همچنین برای پوشش قرص استفاده می‌کنند.
- صنایع غذایی
گلوکز در تولید آب نبات، شیرینی، بستنی، مربا، ژله، آدامس، کمپوت، شربت و نان کاربرد دارد. در محصولات پخت و نان، از شربت ذرت برای تخمیر با مخمر استفاده می‌شود تا محصولات نانوایی خاصی تولید شود. گلوکز مایع همچنین به بهبود ماندگاری محصولات غذایی کمک می‌کند. گلوکز در بستنی بافت همگن‌تر و صاف‌تری را با توجه به خاصیت ضد کریستال شدن، ارائه می‌دهد. وجود گلوکز علاوه بر ایجاد شیرینی به سفت‌تر و دلپذیرتر شدن بافت بستنی کمک می‌کند. گلوکز به محصولات صنعت پخت و نان، شیرینی و حجم می‌بخشد و به نرم بودن بافت ماده غذایی کمک می‌کند. گلوکز مایع همچنین در فرایند تولید آدامس برای ایجاد طعم، بافت و ضخامت استفاده می‌شود. در ژله و مربا از کریستال شدن (به اصطلاح شکرک زدن) قند نیشکر جلوگیری می‌کند. برخی آب نبات‌ها را می‌توان به طور کامل از گلوکز مایع بدون افزودن شکر نیشکر تهیه کرد. گلوکز همچنین پایه سازنده عسل مصنوعی است. در صنعت، مقدار زیادی گلوکز به عنوان ماده اولیه برای سنتز ویتامین C (اسید اسکوربیک) استفاده می‌شود.
- صنایع شیمیایی و عطرها
گلوکز ماده خام فرآوری اسید سیتریک، اسید کوجیک و همچنین اسید گلوکونیک است. گلوکز معمولاً به عنوان یک عامل کاهنده در صنعت آینه و همچنین در فرآیند آبکاری نقره ظروف نگهدارنده آب گرم استفاده می‌شود. گلوکز در ادکلن‌ها و عطرها به کنترل تبخیر کمک می‌کند.
- دخانیات
صنعت دخانیات از گلوکز مایع برای ایجاد طعم در تنباکو و سیگار استفاده می‌کند. جدا از طعم دادن، شربت گلوکز بافتی صاف به تنباکو می‌دهد، ماندگاری تنباکو را بهبود داده و جای‌گذاری و بسته بندی تنباکوی سیگار را تسهیل می‌کند.
- واکس، چرم و چسب
صنعت چرم، از گلوکز مایع در فرآیند دباغی برای ایجاد انعطاف پذیری و افزودن بافت به چرم استفاده می‌کند. در واکس کفش، افزودن 5 تا 10 درصد گلوکز مایع از کلوخه شدن جلوگیری می‌کند و به درخشندگی سریعتر و بهتر کمک می‌کند. در چسب‌ها باعث افزایش پایداری و بهبود خواص چسبندگی می‌شود.
- صنعت کاغذ و نساجی
گلوکز در فرآیندهای رنگرزی خاص و در ایجاد فاکتورهای تعیین کننده که استحکام و دوام کاغذ و منسوجات را بهبود می‌بخشند، نقش موثری دارد.
- تولید سوخت زیستی
گلوکز را می‌توان از طریق فرآیندهای تخمیر به بیواتانول تبدیل کرد. در واقع گلوکز پتانسیل این را دارد که در صنعت تولید سوخت‌های تجدید پذیر ایفای نقش کند.
- تصفیه آب
در طی فرایند تصفیه فاضلاب، گلوکز به عنوان منبع تامین کننده کربن برای کشت بهتر باکتری‌ها و بهبود زیست تخریب پذیری فاضلاب به کار می‌رود. اگر COD و BOD در سیستم تصفیه فاضلاب برای تامین رشد و تولید مثل باکتری‌ها کافی نیست، گلوکز باید به طور جداگانه اضافه شود تا از نشست لجن و کاهش فعالیت بیولوژیکی جلوگیری شود.
ویژگی‌های کارکردی گلوکز در صنعت غذایی
گلوکز درطی ذخیره سازی ماده غذایی کریستال نمی‌شود و از کریستال شدن ساکارز در شربت‌های ترکیبی جلوگیری می‌کند. نقطه انجماد را کاهش می‌دهد. محصولات غذایی را نرم و تازه نگه می دارد و نگهدارنده‌ای عالی برای مواد غذایی است. افزودن گلوکز به فرمولاسیون ماده غذایی تا 10 درصد، از کلوخه شدن جلوگیری می‌کند و در موارد خاص درخشندگی بهتری به محصول می‌دهد. همچنین گلوگز در فورمولاسیون مواد غذایی خواص زیر را نشان می‌دهد.
- جلوگیری از تبلور و کریستالیزاسیون
- بهبود شفافیت ماده غذایی
- افزایش تردی و رطوبت ماده غذایی
- ویسکوزیته بالا
- تخمیر پذیری بالا
- پخش پذیری بالا
- شکل دهی به دسرهای یخ زده
- نقطه انجماد پایین‌تر و قدرت شیرین کنندگی بالاتر نسبت به ساکارز
ارزش بازار و تولیدکنندگان بزرگ گلوکز در جهان
آمارها حکایت از ارزش 50.12 میلیارد دلاری مبادلات گلوکز در سال 2023 در جهان دارند. چشم انداز جهانی ارزش بازار گلوکز در سال 2033 چیزی در حدود 75.62 میلیارد دلار است. شرکت‌های زیر از مهم‌ترین تامین کنندگان گلوکز در دنیا هستند:
- Gulshan Polyols Ltd
- Roquette Freres
- Cargill, Inc
- Tate & Lyle PLC
- Ingredion Inc
- ProAgro GmbH
- Tereos SCA
- Grain Processing Corporation
- Global Sweeteners Holdings
- Fooding Group Limited
- Pfizer, Inc
- Sigma Aldrich Corporation
- Atn Investments Pty Ltd
- Archer Daniels Midland Company
- Avebe Group
- AGRANA
- Bio-Chem Technology
