Η αξία της κατανόησης μιας διεργασίας, ενός φαινομένου ή ενός πειράματος είναι σημαντική από την οπτική της παρατήρησης, της ανάλυσης και της εξέλιξης αυτών.

Η αλκοολική ζύμωση είναι η κυριότερη διεργασία στην παραγωγή της μπίρας. Η μαγιά χρειάζεται σάκχαρα για να μπορέσει να παράξει αλκοόλ και διοξείδιο του άνθρακα. Το βασικότερο σάκχαρο είναι η γλυκόζη. Η ανάλυσής της επομένως είναι αναγκαία για να μπορέσει ο αναγνώστης να κατανοήσει την παραγωγική διαδικασία της μπίρας από την σακχαροποίηση έως την ζύμωση.

Η γλυκόζη είναι ένα λευκό κρυσταλλικό σώμα με μοριακό τύπο C6H12O6. Το όνομα γλυκόζη προέρχεται από το γλυκύς που σημαίνει γλυκό.

Η γλυκόζη

1. είναι μια αλδεϋδη με 5 υδροξύλια -ΟΗ (πολύ-ύδροξυ αλδεϋδη)

2. είναι ο κυριότερος μονοσακχαρίτης και ο πιο άφθονος στη γη (οι άλλοι μονοσακχαρίτες είναι η φρουκτόζη, η μαννόζη και η γαλακτόζη) και οι οποίοι δεν μπορούν να υδρολυθούν σε μικρότερα μόρια

3. αποτελεί μέρος των δισακχαριτών (π.χ. η σουκρόζη ή σακχαρόζη ή αλλιώς η κοινή ζάχαρη αποτελείται από ένα μόριο γλυκόζης και ένα μόριο φρουκτόζης ενώ η λακτόζη αποτελείται από ένα μόριο γλυκόζης και ένα μόριο γαλακτόζης

4. αποτελεί επίσης μέρος ολιγοσακχαριτών (3-10 σάκχαρα) και πολυσακχαριτών (>10 μόρια σακχάρων)

5. είναι ο σημαντικότερος υδατάνθρακας στην Βιολογία διότι τα κύτταρα την χρησιμοποιούν ως πηγή ενέργειας ("ενεργειακό καύσιμο"). Χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας από τους περισσότερους οργανισμούς, από τα απλά βακτήρια μέχρι και τον άνθρωπο μέσω είτε αερόβιας είτε αναερόβιας αναπνοής ή μέσω της ζύμωσης

6. προσφέρει 16 θερμίδες ανά γραμμάριο

7. είναι από τα κυριότερα προϊόντα της φωτοσύνθεσης αφού το ηλιακό φως προσφέρει την ενέργεια που απαιτείται για να μετατραπεί το CO2 σε γλυκόζη σύμφωνα με την αντίδραση

                                                                                                                                         6CO2 + 6 H20 -> C6H12O6 + 6O2

​ Η γλυκόζη που παράγεται αποθηκεύεται με την πολυμερισμένη μορφή της, ως άμυλο ή ως κυτταρίνη

Υπάρχουν πολλές διαφορετικές μοριακές δομές αλλά στη φύση υπάρχει ένας ζεύγος ισομερών:

1. η D-γλυκόζη ή αλλιώς δεξτρόζη. Το δεξτρόζη ως όνομα έχει προέλθει από τον όρο "δεξιόστροφη γλυκόζη"

2. η L-γλυκόζη (αριστερόστροφη γλυκόζη) η οποία απαντάται ελάχιστα στη φύση.

Όταν η υδροξυλομάδα (-ΟΗ) και το καβρονύλιο (R-CH=0) βρίσκονται στο ίδο μόριο του μονοσακχαρίτη όπως συμβαίνει στην γλυκόζη, τότε μπορεί να δημιουργηθεί ενδομοριακή πυρηνόφιλη προσθήκη που θα οδηγήσει στο σχηματισμό κυκλικής ημιακετάλης. Έτσι δημιουργείται ένας εξαμελής κυκλικός δακτύλιος (που ονομάζεται πυρανικός δακτύλιος). Επειδή οι εξαμελείς κυκλικές ημιακετάλες είναι σταθερές ενώσεις, τα διαλύματα των υδατανθράκων στα οποία υπάρχει ισορροπία μεταξύ ανοικτής και κλειστής αλυσίδας όπου κυριαρχεί η κυκλική δομή.

Με βάση τα παραπάνω, η γλυκόζη είναι μια κυκλική ένωση η οποία έχει προκύψει από την ανοικτή αλυσίδα όπου ο διπλός δεσμός C=O στον άνθρακα 1 σπάει και το οξυγόνο αυτό λαμβάνει ένα Η και μετατρέπεται σε -ΟΗ ενώ το -ΟΗ του άνθρακα 5 όπου αποσπάται το Η και το οξυγόνο ενώνεται με τον ανθρακα 1. (Εικόνα 4 & 5)

Επίσης, ανάλογα την θέση του -ΟΗ του άνθρακα C1 σε σχέση με την ομάδα CH2OH του άνθρακα C5, η γλυκόζη μπορεί να διακριθεί σε α-γλυκόζη (θέση trans του ΟΗ C1 ως προς την CH2OH του άνθρακα C5) ή σε β-γλυκόζη (θέση cis του ΟΗ C1 ως προς την CH2OH του άνθρακα C5)

Η πρώτη σημαντική έρευνα για την μοριακή δομή της γλυκόζης πραγματοποιήθηκε από τον Γερμανό χημικό Emil Fischer ο οποίος έλαβε και βραβείο νόμπελ για αυτή την έρευνα

Σχετικά με την μπίρα, η γλυκόζη αποτελεί τον δομικό λίθο του αμύλου. Το άμυλο που απαντάται στη βύνη αποτελείται από 80% αμυλοπηκτίνη και 20% αμυλόζη. Η αμυλόζη και η αμυλοπηκτίνη είναι δύο πολυμερή της α-γλυκόζης.

Το ζυθογλεύκος περιέχει περίπου 7% γλυκόζη. Επίσης, η μαλτόζη που αποτελεί περίπου το 45% των σακχάρων του γλεύκους και σχηματίζεται μετά τη διάσπαση του αμύλου από τα ένζυμα α-αμυλάση και β-αμυλάση είναι ένας δισακχαρίτης που αποτελείται από δύο μόρια α-γλυκόζης

Η μαλτοτριόζη η οποία αποτελεί το 20% του ζυθογλεύκους είναι ένας τρισακχαρίτης με 3 μόρια γλυκόζης

Η σακχαρόζη τέλος (ή σουκρόζη ή κοινώς ζάχαρη) είναι ένας άλλος δισακχαρίτης του ζυθογλεύκους σε ποσοστό 5% και η οποία αποτελείται από ένα μόριο α-γλυκόζης και ένα μόριο β-φρουκτόζης

πηγές

[1] http://195.134.76.37/chemicals/chem_glucose.htm

[2] https://el.wikipedia.org

Εικόνα 1: Κυκλική δομή γλυκόζης

Εικόνα 2 : Κυκλική δομή γλυκόζης

Εικόνα 3 : στερεοχημική διάταξη α- και β- γλυκόζης

Εικόνα 4: ισορροπία μεταξύ ευθείας και κυκλικής δομής γλυκόζης

Εικόνα 5: Ισορροπία μεταξύ ευθείας και κυκλικής δομής γλυκόζης

Εικόνα 6: μοριακή δομή γλυκόζης, φρουκτόζης και γαλακτόζης

Εικόνα 7: Μοριακός τύπος Μαλτόζης

Εικόνα 8: Μοριακός τύπος Μαλτοτριόζης