Glukoseproduktion

Glukoseproduktion bezeichnet die Erzeugung von Glukose, einem Monosaccharid, das als zentraler Brennstoff des Kohlenhydratstoffwechsels dient. Die Bezeichnung fasst natürliche Prozesse in Organismen ebenso zusammen wie industrielle Herstellungsverfahren, bei denen Glukose als Lebensmittelzucker, Biozucker oder Vorprodukt verwendet wird.

In Pflanzen erfolgt die Glukoseproduktion vor allem durch Photosynthese. In Chloroplasten wandeln Lichtreaktionen Wasser und CO2 in ATP und NADPH um, die im Calvinzyklus genutzt werden, um CO2 schrittweise zu Glukose zu reduzieren. Glukose dient als unmittelbarer Energieüberträger oder wird zu Stärke als Langzeitspeicher oder zu Saccharose für den Transport umgewandelt.

Bei Tieren und Menschen entsteht Glukose durch Glukoneogenese, vorwiegend in Leber und Niere. Substrate wie Laktat, Glycerin und Aminosäuren werden schrittweise zu Glukose umgebaut. Die Blutzuckerregulation erfolgt durch Hormone wie Insulin und Glukagon.

Industriell wird Glukose hauptsächlich durch enzymatische Hydrolyse von Stärke hergestellt, meist aus Mais, Weizen oder Kartoffeln. Prozesse umfassen Wärmebehandlung, Hydrolyse durch α-Amylase und Glucoamylase, Reinigung und Kristallisation oder Adsorption, wodurch Dextrose oder Glukose-Sirupe entstehen. Durch Glucoseisomerase lässt sich Glukose auch in Fruktose umwandeln, zum Beispiel zu High-Fructose-Corn Syrup (HFCS).

Anwendungen finden sich in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie, in der Biotechnologie sowie in der medizinischen Versorgung (Infusionslösungen). Glukose ist eine zentrale Referenzsubstanz in Analysen und Forschungsarbeiten.