Glucosa

Laglucosaes unmonosacáridoconfórmula molecularC6H12O6.​aldosa, esto es, el grupocarboniloestá en el extremo de la molécula (es un grupoaldehído). Es una forma deazúcarque se encuentra libre en lasfrutasy en lamiel. Su rendimiento energético es de 3,75kcal/g en condiciones estándar. Es unisómerode lagalactosa, con diferente posición relativa de los grupos-OHy=O.
La aldohexosa glucosa posee dosenantiómeros, si bien la D-glucosa es predominante en la naturaleza. En terminología de laindustria alimentariasuele denominarsedextrosa(término procedente de «glucosa dextrorrotatoria») a este compuesto.​
El término «glucosa» procede del idiomagriegoγλεῦκος(gleûkos; "mosto", "vino dulce"), y el sufijo «-osa» indica que se trata de un azúcar. La palabra fue acuñada enfrancéscomo "glucose" (con anomalíafonética) porJean-Baptiste Dumasen 1838; debería ser fonéticamente "gleucosa" (o "glicosa" si partimos de glykos, otro lexema de la mismaraíz).​
La glucosa libre o combinada, es elcompuesto orgánicomás abundante de la naturaleza. Es la fuente primaria de síntesis de energía de lascélulas, mediante suoxidacióncatabólica, y es el componente principal depolímerosde importancia estructural como lacelulosay de polímeros de almacenamiento energético como elalmidóny elglucógeno.
A partir de su estructura lineal, la D-glucosa sufre una ciclación hacia su formahemiacetálicapara dar sus formasfuranoypirano(D-glucofuranosa y D-glucopiranosa) que a su vez presentananómerosalfa y beta. Estos anómeros no presentan diferencias de composición estructural, pero sí diferentes características físicas y químicas.
La glucosa es uno de los tresmonosacáridosdietéticos, junto confructosaygalactosa, que se absorben directamente altorrente sanguíneodurante ladigestión. Las células lo utilizan como fuente primaria de energía y es un intermediario metabólico. La glucosa es uno de los principales productos de lafotosíntesisy combustible para larespiración celular.
Todas lasfrutasnaturales tienen cierta cantidad de glucosa (a menudo confructosa), que puede extraerse y concentrarse para preparar un azúcar alternativo. Sin embargo, a escala industrial tanto el jarabe de glucosa (disolución de glucosa) como la dextrosa (glucosa en polvo) se obtienen a partir de lahidrólisisenzimáticadealmidóndecereales(generalmentetrigoomaíz).
Los organismosfotoautótrofos, como lasplantas, sintetizan la glucosa en lafotosíntesisa partir decompuestos inorgánicoscomoaguaydióxido de carbono, según la reacción:
(en presencia de luz solar como catalizador)
Los seresheterótrofos, como los animales, son incapaces de realizar este proceso y toman la glucosa de otros seres vivos o la sintetizan a partir de otros compuestos orgánicos. Puede obtenerse glucosa a partir de otros azúcares, comofructosaogalactosa. Otra posibilidad es la síntesis de glucosa a partir de moléculas no glucídicas, proceso conocido comogluconeogénesis. Hay diversas moléculas precursoras, como ellactato, eloxalacetatoy elglicerol.​
También existen ciertasbacterias anaerobiasque utilizan la glucosa para generardióxido de carbonoymetanosegún esta reacción:
La glucosa se produce industrialmente a partir del almidón mediantehidrólisisenzimáticautilizandoamilasa, o mediante hidrólisis ácida, conácidos. La hidrólisis enzimática ha desplazado en gran medida a la hidrólisis con ácidos.​ El resultado es el jarabe de glucosa (enzimáticamente con más del 90% de glucosa en materia seca)​ con un volumen de producción mundial anual de 20 millones de toneladas (en 2011).​ De ahí la antigua denominación común de "azúcar de almidón". Las amilasas suelen proceder deBacillus licheniformis​ oBacillus subtilis(cepa MN-385),​ que son más termoestables que las enzimas utilizadas originalmente.​​ Desde 1982, pululanasas deAspergillus nigerse utilizaron en la producción de jarabe de glucosa para convertir la amilopectina en almidón (amilosa), aumentando así el rendimiento de la glucosa.​ La reacción se lleva a cabo a un pH = 4,6-5,2 y a una temperatura de 55-60 °C.​ Eljarabe de maíztiene entre un 20 % y un 95 % de glucosa en materia seca.​​ La forma japonesa del jarabe de glucosa,Mizuame, se elabora con almidón debatatao dearroz.​Maltodextrinacontiene aproximadamente un 20 % de glucosa.
Se pueden utilizar muchos cultivos como fuente de almidón.Maíz,​ arroz,​trigo,​yuca,​patata,​cebada,​ batata,​ Se utiliza también hojas de maíz ysagúen varias partes del mundo. En losEstados Unidosse utiliza casi exclusivamente elalmidón de maíz(procedente del maíz). Una parte de la glucosa comercial se encuentra como componente delazúcar invertido, una mezcla aproximadamente 1:1 de glucosa y fructosa que se produce a partir de la sacarosa. En principio, la celulosa podría hidrolizarse a glucosa, pero este proceso aún no es comercialmente práctico.​
En Estados Unidos se utiliza casi exclusivamente el maíz (más concretamente, el jarabe de maíz) como fuente de glucosa para la producción deisoglucosa, que es una mezcla de glucosa y fructosa, ya que la fructosa tiene un mayor poder edulcorante – con el mismo valor calórico fisiológico de 374 kilocalorías por 100 g. La producción mundial anual de isoglucosa es de 8 millones de toneladas (a fecha de 2011).​ Cuando se elabora a partir de jarabe de maíz, el producto final es eljarabe de maíz de alta fructosa(JMAF).
La glucosa es el constituyente básico de diversospolímerosde gran importancia biológica, como son los polisacáridos de reservaalmidónyglucógeno, y los estructuralescelulosayquitina.
Celulosa. En su forma cíclica D-glucopiranosa, dos moléculas de glucosa se unen mediante un enlace β-glucosídico en el que reaccionan los -OH de sus carbonos 1 y 4, respectivamente, para formar eldisacáridocelobiosa; la unión de varias de estas moléculas formacelulosa, constituyente esencial de lapared celularde las células vegetales.
Quitina. Un derivado nitrogenado de la glucosa, laN-acetilglucosamina, también en su forma cíclica β-D-glucopiranosa, forma el disacáridoquitocina, cuya repetición da lugar a laquitina, el componente delexoesqueletode losartrópodos, el grupoanimalcon mayor éxitoevolutivo.
Glucógenoyalmidón. La unión de dos moléculas de D-glucopiranosa mediante enlace α-glucosídico da lugar a lamaltosay a laisomaltosa, disacáridos que son la base de los polisacáridosglucógeno(reserva energética propia de animales yhongos) yalmidón(reserva típica de losvegetalesy muchasalgas).
La glucosa se utiliza principalmente para la producción de fructosa y de alimentos que contienen glucosa. En los alimentos, se utiliza como edulcorante,humectante, para aumentar elvolumeny para crear una sensación en boca más suave.​ 
Diversas fuentes de glucosa, como el zumo de uva (para el vino) o la malta (para la cerveza), se utilizan para la fermentación a etanol durante la producción debebidas alcohólicas. La mayoría de losrefrescosen Estados Unidos utilizan JMAF-55 (con un contenido de fructosa del 55 % en materia seca), mientras que la mayoría de los demás alimentos endulzados con JMAF en Estados Unidos utilizan JMAF-42 (con un contenido de fructosa del 42 % en materia seca).​ En México, en cambio, los refrescos se endulzan con azúcar de caña, que contiene sacarosa.​ Además, el jarabe de glucosa se utiliza, entre otras cosas, en la producción deconfiteríacomo caramelos,toffeey glaseado de fondant.​ Las reacciones químicas típicas de la glucosa cuando se calienta en condiciones sin agua son lacaramelizacióny, en presencia de aminoácidos, lareacción de Maillard.
Además, se pueden producir biotecnológicamente varios ácidos orgánicos a partir de la glucosa, por ejemplo mediante la fermentación conClostridium thermoaceticumpara producirácido acético, conPenicillium notatumpara la producción de ácido araboascórbico, conRhizopus delemarpara la producción deácido fumárico, conAspergillus nigerpara la producción deácido glucónico, conCandida brumptiipara producirácido isocítrico, conAspergillus terreuspara la producción de ácido itacónico, conPseudomonas fluorescenspara la producción de ácido 2-cetoglucónico, conGluconobacter suboxydanspara la producción de ácido 5-cetoglucónico, conAspergillus oryzaepara la producción deácido kójico, conLactobacillus delbrueckiipara la producción deácido láctico, conLactobacillus brevispara la producción deácido málico, conPropionibacter shermaniipara la producción deácido propiónico, conPseudomonas aeruginosapara la producción deácido pirúvicoy conGluconobacter suboxydanspara la producción deácido tartárico.​ Recientemente se ha informado de productos naturales potentes y bioactivos como el triptólido que inhibe la transcripción de los mamíferos a través de la inhibición de la subunidad XPB del factor de transcripción general TFIIH como conjugado de la glucosa para dirigirse a las células cancerosas hipóxicas con una mayor expresión del transportador de glucosa.​ Recientemente, la glucosa ha ido ganando uso comercial como componente clave de "kits" que contienen ácido láctico e insulina destinados a inducir hipoglucemia e hiperlactatemia para combatir diferentes cánceres e infecciones.​
En repostería se utiliza un derivado de lasacarosa, producido mediantehidrólisisácida o enzimática, que se llamaazúcar invertido, compuesto a partes iguales defructosay glucosa. Añadido a la mezcla o formado durante el proceso, se usa en la elaboración de bollería, caramelos y otros productos de confitería.​
La mezcla cristaliza con más dificultad que la sacarosa, evita la desecación de los productos congelados y hace descender el punto decongelacióndehelados.​