葡萄糖在各行業(醫藥｜食品｜工業)中的作用及用途

葡萄糖又稱為玉米葡糖、玉蜀黍糖。是自然界分佈最廣且最為重要的一種單糖，它是一種多羥基醛。純淨的葡萄糖為無色晶體，易溶於水，微溶於乙醇，不溶於乙醚。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，即生物的主要供能物質。植物可透過光合作用產生葡萄糖。在糖果製造業和醫藥領域有著廣泛應用。

葡萄糖作為人體的基本元素和最基本的醫藥原料，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用於食品行業，為葡萄糖的應用開拓了更廣闊的領域。

工業葡萄糖、食用葡萄糖

一、發酵工業

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，是發酵培養基的主料，如抗生素、味精、維生素、氨基酸、有機酸、酶製劑等都需大量使用葡萄糖，同時也可用作微生物多聚糖和有機溶劑的原料。

1、抗生素髮酵

葡萄糖是醫藥工業的重要原料，尤其是抗生素髮酵必不可少的原料，抗生素中最主要的品種是青、鏈黴素，而這兩種抗生素髮酵都是以葡萄糖為碳底物。青黴素發酵以高DE值的葡萄糖液為底物，也可以用結晶葡萄糖母液，或DE值在95％以上的澱粉水解液（即葡萄糖液）；鏈黴素發酵以結晶葡萄糖為主，也可用高DE值的葡萄糖液；其他如利福平也以葡萄糖為主要碳源；沽黴素、紅黴索、麥迪黴素也是以葡萄糖為底物，只需少量澱粉；卡那黴素、慶大黴素等也需要用葡萄糖為底物。

2、氨基酸發酵

氨基酸是所有活細胞中蛋白質的基本成分，其營養價值極高，為醫藥上的營養補充劑和某些急病治療劑，有的氨基酸可製成鈉鹽注射液，如穀氨酸鈉注射液；氨基酸又是重要的食品調味品和新增劑，多數氨基酸特別是從發酵製得的氨基酸，是以葡萄糖為碳源生產的。如L-穀氨酸就是以葡萄糖或澱粉水解液為碳源，在較高通氣條件下，中性PH，溫度28～30℃，發酵36-48h，穀氨酸對葡萄糖的吸收率可達33％～5O％；L-賴氨酸也是由葡萄糖發酵生產的，以葡萄糖為碳源，蛋白水解物和尿素為氨源，中性PH，2℃，通氣良好的條件下，發酵3-4d，賴氨酸對葡萄糖的吸收率可達33％左右。

3、有機酸發酵

工業上重要的有機酸多數是透過葡萄糖或澱粉水解液發酵生產的，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澱粉水解液發酵製得。如食品工業用量最多的檸檬酸，以其獨特的效能而80％用於食品工業，檸檬酸酸性溫和並具有pH緩衝性，可作為pH穩定劑、增味劑和抗氧增效劑，約有10％用於醫藥作為藥物釋放的載體調味劑和抗凝血的組分，其餘用於其他工業，如金屬清潔刑、水泥凝結刑等。葡萄糖酸，葡萄糖經發酵，pH維持在4-7，通氣須充足，經葡萄糖脫氫酶的氧化產生葡萄糖酸，用碳酸鈣或氫氧化鈉中和可製得葡萄糖酸鈣或酸鈉，也可採用專門菌種發酵後不經中和即可生產葡萄糖酸δ-內脂。葡萄糖酸發酵在通氣充足時，葡萄糖酸對葡萄糖的收率可達90％，檸檬酸對葡萄糖的收率可達80％-85％。

4、酶製劑生產

酶工業近年來發展迅猛，由於其有效的、專一的催化作用，廣泛在醫藥和食品及日用化工等方面應用。酶的發酵生產絕大多數都以葡萄糖或澱粉水解液為培養基，如細菌α-澱粉酶以澱粉液化液為培養基；葡萄糖異構酶就是以2％的葡萄糖為培養基生產的；蛋白酶的工業生產也是用葡萄糖為培養基。

5、微生物多聚糖發酵

當今開發了許多發酵法生產的微生物多聚糖，如黃原膠等均可用葡萄糖為底物發酵法制得，在食品工業上有多種用途。黃原膠主要用於紡織印染、石油鑽探、食品新增劑、冷食調味品，亦可用於去除工業廢水的金屬離子，增強紙張強度以及用於橡膠等。

6、有機溶劑生產

葡萄糖為可發酵的糖，最適合於生產各種有機溶劑，如甲醇、丙酮、丁醇等。

二、食品工業

目前結晶葡萄糖主要用於食品行業，隨著生活水平的提高和食品行業科技的不斷髮展，葡萄糖在食品行業的應用越來越廣泛，今後很長一段時間內食品行業仍是最大的市場。

1、直接食用

葡萄糖不經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。可直接分裝成各種規格的小包裝（通常為500）或新增各種維生素成為多維葡萄糖，可按需要量直接食用，如用作嬰兒糖料利於吸收、能夠消除長期飲用奶粉產生的火氣；各種沖劑糖料，如咖啡、可可、麥乳精、早餐新增的佐料；家庭日常糖料，如燒菜調料、甜食糖料，據實際應用者介紹，使用葡萄糖為家庭日常糖料優於蔗糖，雜質少，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

葡萄糖已經由開始的只做新增劑轉為主要原料，既提高了糖果的口味，又符合營養保健的要求。結晶葡萄糖還可以為口香糖和泡泡糖進行塗層並增加其甜度，它可以提高口香糖塗層的顏色和光澤，而且可以產生很涼爽的口感，同時它還為糖塗層提供很高的硬度。

3、焙烤行業

葡萄糖作為一種全新的高檔食品新增劑，應用於各種糕點的生產製作，用來提高產品的風味、口感、色澤，尤其是能提高產品質量檔次，已被業內人士大力推崇。

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量的效果。用於麵包可以促進酵母生長，併產生氣體，葡萄糖還易與麵粉中的蛋白質和氨基酸產生美拉德反應，生產出金黃色的外皮和麵包特有的香味。麵包皮具有較好的韌性，搬運中不易破碎，並更易於切片。

在餅乾、甜餅等焙烤食品生產中，用葡萄糖取代5%-25%的蔗糖，能在烘焙期間，使麵糰更加均勻的擴張，獲得外表顏色更均勻的產品。

還有很多焙烤食品表面用糖霜，以往均用蔗糖磨細製備糖霜。如用葡萄糖粉代替蔗糖做糖霜，滲有50%葡萄糖粉的糖霜在色彩、質地、光亮度方面，與採用全蔗糖的糖霜相同，高室溫長時間儲存時，葡萄糖糖霜會表現出良好的流動性，不會出現明顯的結塊，其效果與純蔗糖糖霜粉相同。

4、蔬菜加工業

隨著國際市場的需求加大和蔬菜加工技術的不斷進步，葡萄糖作為一種營養劑和保鮮劑，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新增糖類，其主要目的在於提高脫水效果；降低脫水後產品水分活度；防止脫水過程蔬菜體積過分收縮，覆水後蔬菜易恢復原有的組織狀態。一般在蔬菜熱燙以後，加入糖類，並靜置1小時，使糖類滲透到蔬菜的內部。常用的糖類有蔗糖、葡萄糖，最大用量達幹物質的20%。如蔗糖價格高，可全部採用葡萄糖代替。

5、飲料

葡萄糖可降低冰點，防止蔗糖結晶，溶解時的吸熱量比蔗糖高6。5倍，口感好（入口有清涼感），特別適於夏季冰制食品，如冰淇淋、冰糕、冰棒、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，並可提供甜味，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，用於濃縮果汁可代替30%的蔗糖，用於碳酸飲料可代替10%-20%的蔗糖；葡萄糖為單糖，分子量和熱值都低於蔗糖，葡萄糖加至麥芽和其它制啤酒的原料中可加速發酵，並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穫的果實含糖量有差異，可用葡萄糖來調節。

6、肉製品

葡萄糖在肉製品加工中的應用除了作為調味品，增加營養的目的以外，還有調節pH值和氧化還原的目的。對於普通的肉製品加工，其使用量為0。3％～0。5％比較合適。葡萄糖應用於發酵的香腸製品，因為它提供了發酵細菌轉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％，葡萄糖在肉製品中還作為助髮色劑和保色劑，使醃製出的香腸具有紅色，增添香腸的外觀美。另外兼有殺菌防腐的作用，可以延長香腸保質期。

三、化學工業

葡萄糖在工業上的應用也很廣，在印染製革工業中作還原劑，在制鏡工業、熱水瓶膽鍍銀及玻璃纖維鍍銀等化學鍍銀工業也常用葡萄糖作還原劑。在汙水處理除錯期間投加工業葡萄糖可以提供碳源，可以更好的培養細菌，提高汙水的可生化性，用於水迴圈治理上。

1、葡萄糖在製革工業鉻鞣劑製造中的應用：鉻鞣劑是製造輕革（鞋面革、服裝革）的最好的鞣劑。用鉻鹽製革已有100年的歷史。所制皮革具有收縮溫度高、彈性好、耐撓曲、耐水洗、堅實耐用等特點。鉻鞣劑主要是鹼式硫酸鉻（也可用鹼式氯化鉻，但其鞣劑效果較硫酸鉻差）。其製造方法是以葡萄糖或二氧化硫為還原劑，在硫酸溶液中將重鉻酸鹽還原成鹼式硫酸鉻，即製成鉻鞣液，鞣液經濃縮、乾燥後，可得到粉狀鉻鞣劑。

2、在汙水處理中投加葡萄糖可以更好的培養細菌，提高汙水的可生化性。汙水處理中作為汙泥營養源，比尿素來得快，若執行的系統中COD、BOD不足以供給菌種生長繁殖的話，就需要另外投加，以防汙泥老化，生物活性降低。葡萄糖在穩定水質上具有非常重要作用，比如在亞硝酸鹽和磷的汙水中，由於葡萄糖粉可以用於協調效應，這就可以提升緩蝕的強度了。如果在不同的水源上進行試驗，可以先用少量的工業葡萄糖來求得最合適的投放量，通常企業的生產工藝上會以固體和清水1：5的程度進行配對，先去完成溶解的過程再去新增水分進行稀釋。所以，工業葡萄糖對現實生活的用水問題以及各種工業廢水的處理都佔有重要的應用價值，在工業汙水的淨化上取得不錯的成效。

四、合成和轉化

葡萄糖可氫化、氧化、異構、鹼性降解、酯化、乙縮醛化反應等，合成或轉化為其他產品。如氫化制山梨醇；氧化制葡萄糖醛酸、二酸等，並可進一步製成酸鈣、酸鈉、酸鋅以及葡萄糖酸δ內酯；異構化為F42、F55、F90果葡糖漿和結晶果糖；也可異構化為甘露糖（生產甘露糖醇原料），其中山梨醇可進一步生成維生素C，被廣泛應用於臨床治療，而且甘露醇15%在臨床作為一種安全有效的降低顱內壓藥物，來治療腦水腫和青光眼。

葡萄糖還可用於聚葡萄糖的生產，聚葡萄糖屬於水溶性的膳食纖維，是一種低熱量、無糖、低血糖指數的特殊碳水化合物，還具有益生元的特點，它是由天然存在的葡萄糖、少量山梨醇、檸檬酸經高溫熔融縮聚而成，是隨機交聯的葡萄糖組成的多糖。聚葡萄糖作為一種作用和效能最好的膳食纖維之一，可用於各種食品的纖維強化，取代食品中的糖和脂肪，改善食品的質構和口感。

五、醫藥工業

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，在體內被氧化成二氧化碳和水，並同時供給能量，轉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。主要用於補充熱能和體液，用於各種原因引起的進食不足或大量體液丟失，用於身體虛弱、營養不良等補助營養。其醫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製成多維葡萄糖服用。