Questo è in realtà più complicato di quanto sembri all’inizio. Come hanno detto le altre risposte, il glucosio è una molecola polare a causa di tutti i gruppi OH che possiede. Queste società formeranno legami a idrogeno con l’acqua, che in generale sono interazioni favorevoli.

Tuttavia, come risulta, l’entalpia di soluzione del glucosio, e in effetti di qualsiasi beta-glucano, è positiva. Ciò significa che la dissoluzione del glucosio in acqua non è in realtà favorevole da un punto di vista energetico, un risultato che è sorprendente alla luce della precedente discussione sul legame a idrogeno. La spiegazione è che mentre i legami a idrogeno glucosio-acqua sono effettivamente energeticamente favorevoli, l’energetica dell’interazione complessiva acqua-glucosio è meno favorevole di quella delle interazioni originali glucosio-glucosio solido e acqua-acqua liquida. Questo a sua volta deriva sia dalla natura anfifila (al contrario di quella puramente idrofila o puramente idrofoba) del glucosio, sia dalle specifiche interazioni glucosio-glucosio disponibili per lo zucchero nella sua struttura cristallina.

E allora, perché il glucosio si scioglie in acqua? Bene, la risposta è un’altra forza motrice termodinamica, l’entropia. Un sistema composto da glucosio disciolto in acqua possiede un’entropia maggiore di un cubo solido di glucosio in acqua liquida. L’entropia è di solito spiegata in termini di disordine, che più alto disordine = alta entropia, il che ha senso in questo caso (ma si noti che questo non è sempre il caso). E per ragioni che vanno oltre lo scopo di questo post, l’universo tende verso macrostati con entropia più alta.

Un’ultima cosa, il fatto che la dissoluzione dei beta-glucani sia controintuitivamente energeticamente sfavorevole ha in realtà alcune implicazioni piuttosto importanti. La cellulosa, il principale componente delle pareti cellulari delle piante, è un beta-glucano con un grado di polimerizzazione da centinaia a decine di migliaia. Poiché è molto più grande del glucosio, è anche entropicamente sfavorevole per la sua dissoluzione in acqua, e quindi manca qualsiasi forza motrice termodinamica per la dissoluzione acquosa. Questo è un bene per le piante (così non si sciolgono quando piove), ma è un male per noi, in quanto è un grosso problema quando si cerca di elaborare la biomassa vegetale per la produzione di biocarburanti o altri scopi.