Glucose

Définition

Le glucose est un composé chimique naturel. C'est un monosaccharide (sucre simple); il appartient donc aux hydrates de carbone. Le glucose est habituellement présent sous forme solide de dextrose. Le glucose a été découvert en 1792 dans les raisins et reconnu différent du sucre de canne (saccharose).

Structure du glucose :

Le glucose est un monosaccharide de formule moléculaire C₆H₁₂O₆. C'est un hexose, c'est-à-dire qu'il contient 6 atomes de carbone, et c'est un aldose, c'est-à-dire que le groupe carbonyle est à la fin de la molécule (c'est un groupe aldéhyde).

Explications

Le glucose, ou dextrose, identifie un aldohexose représentant la source énergétique principale de toutes les cellules vivantes. Dans les réactions métaboliques, il existe souvent sous forme phosphorylée. C'est une forme de sucre qui est libre dans les fruits et le miel, un isomère du galactose, avec une position relative différente des groupes -OH et =O.

Voir aussi l'effet Crabtree pour la répression du glucose dans les fermentations.

Caractéristiques

Le glucose constitue à lui seul l'amidon, la cellulose et le glycogène. Lié au fructose, il forme le saccharose qui est la forme de transport des glucides chez les végétaux. Lié au galactose, il forme le lactose (sucre du lait). Son rendement énergétique est de 3.75 Kcal/gr.

L'aldohexose glucose a deux énantiomères, bien que le D-glucose soit prédominant dans la nature. Dans la terminologie de l'industrie alimentaire, il est communément appelé dextrose (un terme de "glucose dextrogyre") à ce composé.

Le glucose, libre ou combiné, est le composé organique dynamogène le plus abondant dans la nature. Il est la principale source de synthèse d'énergie des cellules, par son oxydation catabolique, et est le composant principal des polymères structurellement importants tels que la cellulose et les polymères de stockage d'énergie tels que l'amidon et le glycogène.

De sa structure linéaire, le D-glucose subit une cyclisation vers sa forme hémiacétal pour donner ses formes furane et pyrane (D-glucofuranose et F-glucopyranose) qui présentent à leur tour des anomères alpha et bêta. Ces anomères ne présentent pas de différences de composition structurelle, mais des caractéristiques physiques et chimiques différentes.

Le glucose est l'un des trois monosaccharides alimentaires, avec le fructose et le galactose, qui sont absorbés directement dans la circulation sanguine au cours de la digestion. Le glucose peut être absorbé directement par l'intestin grêle à travers le sang. Les cellules l'utilisent comme source primaire d'énergie et c'est un intermédiaire métabolique. Le glucose est l'un des principaux produits de la photosynthèse et du carburant pour la respiration cellulaire.

Tous les fruits naturels ont une certaine quantité de glucose (souvent avec du fructose), qui peut être extraite et concentrée pour préparer un sucre alternatif. Cependant, à l'échelle industrielle, le sirop de glucose (solution de glucose) et le dextrose (poudre de glucose) sont obtenus à partir de l'hydrolyse enzymatique de l'amidon de céréale (généralement du blé ou du maïs).

La glycopexie qualifie la mise en réserve du glucose sous forme de glycogène dans les cellules hépatiques et musculaires.

Le glucose-6-phosphatase désigne et qualifie une enzyme qui catalyse la déphosphorylation du glucose-6-phosphate en glucose.

Biosynthèse

Les organismes photoautotrophiques, comme les plantes, synthétisent le glucose dans la photosynthèse à partir de composés inorganiques tels que l'eau et le dioxyde de carbone, selon la réaction : 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ (en présence de la lumière du soleil comme catalyseur.)

Les êtres hétérotrophes, comme les animaux, sont incapables d'effectuer ce processus et de prendre du glucose à partir d'autres êtres vivants ou de le synthétiser à partir d'autres composés organiques. Le glucose peut être obtenu à partir d'autres sucres, tels que le fructose ou le galactose. Une autre possibilité est la synthèse du glucose à partir de molécules non glucidiques, un processus connu sous le nom de gluconéogenèse. Il existe plusieurs molécules précurseurs, telles que le lactate, l'oxaloacétate et le glycérol.

Il existe également certaines bactéries anaérobies qui utilisent le glucose pour générer du dioxyde de carbone et du méthane sur la base de cette réaction : C₆H₁₂O₆ → 3CO₂ + 3CH₄

Polymères de glucose

Le glucose est le constituant de base de plusieurs polymères d'une grande importance biologique, tels que les polysaccharides de réserve d'amidon et de glycogène, et la cellulose structurelle et la chitine :

• la cellulose : sous sa forme cyclique de D-glucopyranose, deux molécules de glucose sont liées par une liaison β-glucosidique dans laquelle les -OH de leurs atomes de carbone 1 et 4 réagissent, respectivement, pour former le disaccharide cellobiose; l'union de plusieurs de ces molécules forme la cellulose, constituant essentiel de la paroi cellulaire des cellules végétales.
• la chtine : un dérivé azoté du glucose, la N-acétylglucosamine, également sous sa forme cyclique β-D-glucopyranose, forme le disaccharide chytocine, dont la répétition donne naissance à la chitine, composante de l'exosquelette des arthropodes, groupe évolutionnaire animal le plus performant.
• le glycogène et l'amidon : la liaison de deux molécules de D-glucopyranose par liaison α-glucosidique donne naissance à du maltose et à de l'isomaltose, des disaccharides à la base des polysaccharides de glycogène (réserve d'énergie des animaux et des champignons) et de l'amidon (réserve typique de plantes et beaucoup d'algues).

Glucose et plantes

D'autres monosaccharides sont le fructose ("fruit sugar") qui a la même formule brute que le glucose mais forme une cyclomolécule pentagonale, le galactose et le ribose.

Le glucose est produit par les plantes pendant la photosynthèse et ensuite transformé pour le stockage dans l'amidon. Merci en partie à cet amidon, les plantes sont une source de nourriture importante. En particulier, les céréales, les pommes de terre et les légumineuses ont une teneur élevée en amidon.

Un monomère d'a-glucose et un monomère de fructose, dans la betterave à sucre, forment ensemble du saccharose, le sucre de table bien connu.

Gastronomie

La pâtisserie utilise un dérivé du saccharose, produit par hydrolyse acide ou enzymatique, appelé sucre inverti, composé de parties égales de fructose et de glucose. Ajouté au mélange ou formé pendant le processus, il est utilisé dans la production de pâtisseries, bonbons et autres produits de confiserie.

Le mélange cristallise avec plus de difficulté que le saccharose, empêche la dessiccation des produits congelés et abaisse le point de congélation de la glace.

En rapport avec "glucose"

• acétylglucosamine

  

  L'acétylglucosamine est un composé de sucre, d'un groupe amine et d'un groupe acétyle, proche de la cellulose.

• glucosamine

  

  La glucosamine est un dérivé aminé (C6H13NO5) du glucose qui apparaît notamment comme constituant de substances structurelles comme la chitine et le cartilage.

• glucosane

  

  Le glucosane, ou glucane, est un homopolymère de glucose, un hydrate de carbone donnant du glucose par hydrolyse.

• glucose-6-phosphate

  

  Le glucose-6-phosphate (G-6-P) est une forme activée du glucose représentant le composé central du métabolisme du glucose.