Najlepsze pytania
Chronologia
Czat
Perspektywa
Celuloza
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Remove ads
Celuloza (łac. cellula ‘komórka’) – nierozgałęziony biopolimer, polisacharyd zbudowany liniowo z 3000–14 000 cząsteczek D-glukozy połączonych wiązaniami β-1,4-glikozydowymi[5][a] (masa molowa 160–560 kg/mol[1]). Łańcuchy te mają długość około siedmiu mikrometrów. Wiązanie β przyczynia się do utworzenia sztywnych, długich nitek, które układają się równolegle, tworząc micele połączone mostkami wodorowymi[7]. Uważana jest za najpowszechniej występujący biopolimer na Ziemi[8].
Remove ads
Biosynteza
Głównymi producentami celulozy są rośliny naczyniowe, o których jej biosynteza przebiega w błonie komórkowej. Celuloza wytwarzana jest też przez większość glonów, różne bakterie, a nawet zwierzęta – osłonice[9]. Substratem do jej biosyntezy jest glukoza[9], która w pierwszym etapie jest fosforylowana za pomocą heksokinazy do glukozo-6-fosforanu[9][10], który pod wpływem fosfoglukomutazy jest izomeryzowany do glukozo-1-fosforanu[9][11]:
- glukoza + ATP ⇌ glukozo-6-fosforan + ADP
- glukozo-6-fosforan ⇌ glukozo-1-fosforan
Glukozo-1-fosforan ulega następnie kondensacji z UTP z wytworzeniem urydyno 5'-difosfoglukozy (UDP-glukozy)[9][11]:
Reakcję tę katalizuje pirofosforylaza UDP-glukozy[9][11] (UDP-glukoza jest aktywną formą glukozy i służy jako substrat do biosyntezy także innych cukrów, np. sacharozy[12] i glikogenu[11]).
Kolejnym etapem jest polimeryzacja UDP-glukozy, w wyniku czego powstają łańcuchy β-glukanu, które krystalizują, tworząc końcowy produkt – celulozę[9].
Remove ads
Otrzymywanie
Na skalę przemysłową celulozę otrzymuje się z drewna[13][14] metodą siarczynową (działanie Ca(HSO
3)
2, siarczanową (działanie mieszaniną NaOH, Na
2S, Na
2CO
3 i Na
2SO
4) lub natronową (działanie NaOH). Wszystkie one prowadzą do roztworzenia ligniny, podczas gdy w warunkach procesów celuloza pozostaje nienaruszona i można ją wyizolować i oczyścić[14].
Właściwości
W czystej postaci celuloza jest białą, pozbawioną smaku i zapachu, nierozpuszczalną w wodzie substancją. W środowisku wodnym rozpuszcza się w odczynniku Schweizera[2]. Ulega estryfikacji (podobnie jak alkohole), co wykorzystuje się do wytwarzania azotanu oraz octanu celulozy.
Jej trawienie przez przeżuwaczy umożliwia grupa enzymów zwanych celulazami[13].
Jest składnikiem budulcowym ściany komórkowej roślin wyższych[7][15] (np. drewno zawiera zwykle 45–50% celulozy, zaś bawełna ok. 90%)[15] oraz niektórych glonów, grzybów i bakterii[7]. Występuje z innymi substancjami podporowymi (np. ligniną, pektyną, hemicelulozą). Najwięcej celulozy zawierają niektóre włókna, na przykład lnu lub juty, oraz włoski okrywające nasiona bawełny (nawet ponad 90%)[13].
Zastosowanie
Sproszkowana celuloza stanowi znany adsorbent stosowany w chromatografii cienkowarstwowej i kolumnowej, ma zastosowanie w produkcji tabletek i kapsułek jako substancja wypełniająca (do 50%), wiążąca (5–20%) i rozsadzająca (3–15%), a celuloza mikrokrystaliczna jako substancja pomocnicza w praktyce farmaceutycznej (FP VIII:Cellulosum microcrystallinum)[5]. Spełnia funkcję czynnika stabilizującego w zawiesinach oraz zmniejsza sedymentację substancji leczniczych w czopkach[7]. Grupy hydroksylowe celulozy mogą być estryfikowane różnymi kwasami lub tworzyć połączenia eterowe. Tego typu pochodne są stosowane w preparatach farmaceutycznych i lecznictwie, na przykład metyloceluloza, sól sodowa karboksymetylocelulozy, koloksylina. Jest surowcem w przemyśle włókienniczym, papierniczym, a także w produkcji materiałów wybuchowych (nitroceluloza), lakierów oraz tworzyw sztucznych.
Remove ads
Zobacz też
Uwagi
Przypisy
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads