Шта је целулоза? Чињенице и функције

Целулоза [(Ц₆Х₁₀О₅)_н] је органско једињење и најобилнији биополимер на земљи. То је сложени угљени хидрати или полисахарид који се састоји од стотина до хиљада глукоза молекули, повезани заједно да формирају ланац. Иако животиње не производе целулозу, производе је биљке, алге и неке бактерије и други микроорганизми. Целулоза је главни структурни молекул у ћелијски зидови биљака и алги.

Француска хемичарка Анселме Паиен открила је и изоловала целулозу 1838. године. Паиен је такође одредио хемијску формулу. 1870. године, Хиатт Мануфацтуринг Цомпани је произвела први термопластични полимер, целулоид, користећи целулозу. Одатле се целулоза користила за производњу рајона 1890-их целофан у 1912. Херманн Стаудингер је 1920. године утврдио хемијску структуру целулозе. Кобајаши и Шода су 1992. године синтетизовали целулозу без употребе било каквих биолошких ензима.

Целулоза се формира преко β (1 → 4) -гликозидних веза између јединица Д-глукозе. Супротно томе, скроб и гликоген формирају α (1 → 4) -гликозидне везе између молекула глукозе. Везиве у целулози чине полимер равног ланца. Хидроксилне групе на молекулама глукозе формирају водоничне везе са атомима кисеоника, држећи ланце на месту и приписујући влакама високу влачну чврстоћу. У зидовима биљних ћелија више ланаца се веже заједно да би формирало микрофибриле.

Чиста целулоза је без мириса, укуса, хидрофилна, нерастворљива у води и биоразградива. Тачка топљења је 467 степени Целзијуса и може се разградити у глукозу третманом киселине на високој температури.

Целулоза је структурни протеин у биљкама и алгама. Целулозна влакна су уплетена у полисахаридни матрикс да подупру зидове биљних ћелија. Стабљика и дрво биљке подржани су целулозним влакнима распоређеним у лигнинској матрици, где целулоза делује као ојачавајуће шипке, а лигнин делује као бетон. Најчишћи природни облик целулозе је памук, који се састоји од преко 90% целулозе. Насупрот томе, дрво се састоји од 40-50% целулозе.

Неке врсте бактерија излучују целулозу и производе биофилмове. Биофилми пружају површину за причвршћивање микроорганизама и омогућавају им да се организују у колоније.

Иако животиње не могу произвести целулозу, важно је за њихов опстанак. Неки инсекти користе целулозу као грађевински материјал и храну. Преживачи користе симбиотске микроорганизме за варење целулозе. Људи не могу пробавити целулозу, али она је главни извор нерастворљивих дијеталних влакана, која утичу на апсорпцију хранљивих материја и помаже дефекацији.

Постоје многи важни деривати целулозе. Многи од ових полимера су биоразградиви и обновљиви су ресурси. Једињења која су добијена целулозом су нетоксична и неалергенска. Деривати целулозе укључују:

• Целулоид
• Целофан
• Раион
• Целулоза ацетат
• Целулоза триацетат
• Нитроцелулоза
• Метилцелулоза
• Целулозни сулфат
• Етулоза
• Етил хидроксиетил целулоза
• Хидроксипропил метил целулоза
• Карбоксиметил целулоза (целулозна гума)

Главна комерцијална употреба целулозе је производња папира, где се крафт процес користи за одвајање целулозе од лигнина. Целулозна влакна користе се у текстилној индустрији. Памук, лан и друга природна влакна могу се директно користити или прерађивати за прављење зона. Микрокристална целулоза и целулоза у праху користе се као пунила за лекове и као згушњивачи хране, емулгатори и стабилизатори. Научници користе целулозу у филтрацији течности и танкослојној хроматографији. Целулоза се користи као грађевински материјал и електрични изолатор. Користи се у свакодневним материјалима за домаћинство, попут филтера за кафу, сунђера, лепила, капи за очи, лаксатива и филмова. Иако је целулоза из биљака одувек била важно гориво, целулоза из животињског отпада се такође може прерадити да би се добио бутанол биогорива.

• Дхингра, Д; Мицхаел, М; Рајпут, Х; Патил, Р. Т. (2011). "Дијетална влакна у храни: преглед." Часопис за науку и технологију хране. 49 (3): 255–266. дои:10.1007 / с13197-011-0365-5
• Клемм, Диетер; Хеублеин, Бригитте; Финк, Ханс-Петер; Бохн, Андреас (2005). "Целулоза: фасцинантни биополимер и одржива сировина." Ангев. Цхем. Инт. Ед. 44 (22): 3358–93. дои:10.1002 / ани.200460587
• Меттлер, Маттхев С.; Мусхриф, Самир Х.; Паулсен, Алек Д.; Јавадекар, Асхаи Д.; Влацхос, Дионисиос Г.; Дауенхауер, Паул Ј. (2012). "Откривање хемије пиролизе за производњу биогорива: Конверзија целулозе у фуране и мале оксигенате." Енерги Енвиронмент. Сци. 5: 5414–5424. дои:10.1039 / Ц1ЕЕ02743Ц
• Нисхииама, Иосхихару; Ланган, Паул; Цханзи, Хенри (2002). "Кристална структура и систем везивања водоника у целулози Иβ из синхротронске рендгенске зраке и дифракције неутронских влакана." Ј. Сам. Цхем. Соц. 124 (31): 9074–82. дои:10.1021 / ја0257319
• Стениус, Пер (2000). Хемија шумских производа. Наука и технологија за производњу папира. Вол. 3. Финска: Фапет ОИ. ИСБН 978-952-5216-03-5.