Клетчатка целлюлоза это: ЦЕЛЛЮЛОЗА, КЛЕТЧАТКА | это… Что такое ЦЕЛЛЮЛОЗА, КЛЕТЧАТКА?

Целлюлоза (клетчатка)

 

Целлюлоза – наиболее распространенный растительный полисахарид. Она обладает большой механической прочностью и исполняет роль опорного материала растений. Древесина содержит 50–70 % целлюлозы, хлопок представляет собой почти чистую целлюлозу.

Целлюлоза (С₆Н₁₀О₅)_n– гексозан, по химическому строению представляет собой продукт поликонденсации регулярно чередующихся молекул α-D-глюкозы и β-D-глюкозы. Степень полимеризации n=10³-10⁴, строение цепи неразветвлённое. Как и у крахмала, структурной единицей целлюлозы является D-глюкопираноза, звенья которой связаны (1-4)-гликозидными связями. Однако от крахмала целлюлоза отличается конфигурацией гликозидных связей между циклами и строго линейным строением.

Целлюлоза состоит из нитевидных молекул, которые собраны в пучки водородными связями гидроксильных групп внутри цепи, а также между соседними цепями.

Именно такая упаковка цепей обеспечивает высокую механическую прочность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую инертность, что делает целлюлозу идеальным материалом для построения клеточных стенок.

Гликозидная связь не разрушается пищеварительными ферментами человека, поэтому целлюлоза не может служить ему пищей, хотя в определенном количестве является необходимым для нормального питания балластным веществом. В желудках жвачных животных имеются ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому они могут использовать клетчатку в качестве компонента пищи.

По физическим свойствам целлюлоза – белое вещество без вкуса и запаха, с волокнистым строением. Растворимость очень низкая. Несмотря на нерастворимость целлюлозы в воде, щелочах, минеральных кислотах и обычных органических растворителях, она растворима в реактиве Швейцера (раствор гидроксида меди в аммиаке) с образованием тёмно-синего раствора, а также в концентрированном растворе хлорида цинка и в концентрированной серной кислоте.

Химические свойства

1. Гидролиз целлюлозы протекает при каталитическом действии минеральных кислот, при нагревании и под давлением. Как и крахмал, целлюлоза при кислотном гидролизе дает глюкозу. При более мягких условиях можно провести реакцию ступенчато и выделить промежуточные продукты гидролиза:

( С₆Н₁₀О₅)_n (С₆Н₁₀О₅)_n1 C₁₂H₂₂O₁₂ C₆H₁₂O₆

клетчатка амилоза целлобиоза глюкоза

(клейкое вещество) (дисахарид)

2. Целлюлоза – многоатомный спирт, на элементарную ячейку полимера приходятся три гидроксильных группы. В связи с этим целлюлоза способна образовывать простые и сложные эфиры. Это свойство широко используется в промышленности при химической переработке целлюлозы.

Химическая переработка целлюлозы

Целлюлоза является важным видом химического сырья для получения различных органических мономерных и полимерных соединений.

Основными направлениями химической переработки целлюлозы являются гидролиз, получение волокон, плёнок и пластмасс на основе эфиров целлюлозы, получение простых и сложных эфиров.

Гидролиз – реакция, леащая в основе биохимических производств:

H₂SO₄

( С₆Н₁₀О₅)_n + n H

2O n C₆H₁₂O₆

древесина глюкоза

Полученные растворы глюкозы сбраживают для получения гидролизного этилового спирта либо используют для выращивания кормовых дрожжей.

Уксуснокислые эфиры (ацетаты) получают при взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом в присутствии уксусной и серной кислот: 

Триацетилцеллюлоза (или ацетилцеллюлоза) является ценным продуктом для изготовления негорючей киноплёнки и ацетатного шёлка. Для этого ацетилцеллюлозу растворяют в смеси дихлорметана и этанола, а затем этот раствор продавливают через фильеры в поток тёплого воздуха. Растворитель испаряется, и струйки раствора превращаются в тончайшие нити ацетатного шёлка. Для получения целлофана вискозный раствор продавливают через узкие щели.

Наибольшее практическое значение имеют реакции с азотной кислотой, при этом образуются азотнокислые эфиры целлюлозы:  

Полностью этерифицированная клетчатка известна под названием пироксилина, который после соответствующей обработки превращается в бездымный порох. В зависимости от условий нитрования можно получить динитрат целлюлозы, который в технике называется коллоксилином. Он также используется при изготовлении пороха и твёрдого ракетного топлива. Кроме того, на основе коллоксилина изготавливают целлулоид. 

Ксантогенат целлюлозы – неполный эфир дитиоугольной кислоты, который получают при взаимодействии щелочной целлюлозы с сероуглеродом. При действии щёлочи на целлюлозу происходит процесс мерсеризации: целлюлоза очень сильно разрыхляется, набухает и становится более восприимчивой к дальнейшим химическим реакциям. Кроме того, часть оксигрупп (примерно одна группа ОН на два остатка глюкозы) даёт реакцию замещения водорода на натрий:

[ С₆H₇O₂(OH)₃]n + NaOH [С₆H₇O₂(OH)₂(ONa)]n

Простые эфиры целлюлозы получают при взаимодействии диалкилсульфатов с щелочной целлюлозой в присутствие щёлочи, при этом происходит алкилирование не только алкоголятных, но и незамещённых спиртовых групп (таким образом вводятся радикалы метил, этил, бензил и др.):

+NaOH [С₆H₇O₂(OCH₃)₃]n

+NaOSO₂OCH₃

— С

₆H₇O₂(OH)₂ — С₆H₇O₂(OH)₂ONa —— [С₆H₇O₂(OH)₂(OCH₃)]n

-CH₃OSO₂OCH₃

— H₂O [С₆H₇O₂(OH)(OCH₃)₂]n

Алкилцеллюлозы применяются как клеящие, вяжущие, гелеобразующие и моющие средства.

Они используются в производстве лаков, для изготовления антикоррозионных покрытий, пластмасс. Метилцеллюлоза используется как загуститель в текстильной промышленности, карбоксиметилцеллюлоза – при бурении нефтяных скважин, этилцеллюлоза и бензилцеллюлоза – в производстве пластмасс и плёнок. Пластмассы, изготовленные на основе эфиров целлюлозы, называются этролами. Они используются для изготовления рулевых колёс, подлокотников, деталей автомобилей и холодильников.

Значительное количество целлюлозы расходуется для изготовления различной бумаги. Бумага – это тонкий слой волокон клетчатки, проклеенный и спрессованный на специальной бумагоделательной машине.

Клетчатка клетчатке рознь | Наука и жизнь

Разные компоненты пищевых волокон по-разному влияют на нашу физиологию.

(Фото: Dose Juice / Unsplash.com)

Открыть в полном размере

‹

›

Клетчаткой, или пищевыми волокнами, называют стенки растительных клеток, которые состоят из сложных полимеров — целлюлозы, лигнина и пр. О пользе клетчатки говорят очень давно: наши пищеварительные ферменты её не переваривают, но зато её очень любят кишечные бактерии. А влияние микрофлоры на нашу физиологию чрезвычайно велико, и если микрофлора себя хорошо чувствует, то и мы себя хорошо чувствуем тоже. Считается, что еда с большим количеством пищевых волокон снижает вероятность сердечно-сосудистых болезней, диабета и т. д.

Собственно, поэтому в рекомендациях относительно здорового питания всегда делают упор на растительную пищу. Но растительная пища очень разная: это и гречка, и пшеница, и какое-нибудь киноа, и морковь, и капуста — можно продолжать до бесконечности. Не говоря уже о том, что плотность и толщина клеточных стенок у разных растений может быть разной, их клетчатка может отличаться по составу. Конечно, целлюлоза будет везде, но кроме целлюлозы, в клетчатку входят и другие соединения.

Сотрудники Стэнфордского университета решили узнать, чем отличаются разные компоненты пищевых волокон в смысле физиологических эффектов. Для этого группу добровольцев кормили едой с повышенным содержанием арабиноксилана или с повышенным содержанием инулина. Арабиноксилана много в клетчатке цельнозерновых продуктов, инулина — в репчатом луке топинамбуре, цикории. Все участники эксперимента должны были поесть и того и другого — так можно было увидеть, как разные составляющие клетчатки действуют на одну и ту же физиологию, в смысле, на одного и того же человека. В течение нескольких недель количество арабиноксилана или инулина повышалось с 10 граммов в день до 30 граммов в день.

Исследователи оценивали множество разных параметров: и изменения в белках плазмы, и изменения в низкомолекулярных продуктах метаболизма, и изменения в активности генов, и изменения в липидах крови. В статье в Cell Host & Microbe говорится, что арабиноксилан понижал в крови уровень «плохого холестерина» (то есть липопротеинов низкой плотности, ЛПНП) и повышал уровень желчных кислот — скорее всего, ЛРНП становилось меньше как раз благодаря желчным кислотам. Известно, что «плохой холестерин» повышает вероятность атеросклероза; однако не у всех участников эксперимента он снижался в одинаковой степени, и у кого-то уровень ЛПНП остался почти таким же, каким и был, несмотря на усиленное поглощение арабиноксилана.

Инулин же снижал уровень воспалительных молекул и стимулировал рост бифидобактерий в кишечнике. Воспалительные молекулы далеко не всегда появляются в ответ на инфекцию; часто они указывают на фоновое воспаление, которое возникает из-за нарушений в работе иммунитета. Пусть не очень сильное, фоновое воспаление всё же вредит органам и тканям, оно повышает риск атеросклероза и разных других хронических болезней. Вероятно, инулин как-то снижает его интенсивность. Что до бифидобактерий, то они активно превращают клетчатку в короткоцепочечные жирные кислоты, которые благотворно влияют на метаболизм глюкозы. Однако большое количество инулина оказывалось уже не таким полезным: уровень воспалительных молекул начинал расти, и в крови появлялись признаки того, что печень чувствует себя не очень хорошо. Но опять же эти минусы от избытка инулина проявлялись у разных людей по-разному.

В исследовании участвовало всего восемнадцать человек, и, конечно, полученные результаты надо будет проверять на бо́льшем числе добровольцев — хотя бы для того, чтобы понять, от чего зависит разная реакция на одну и у же клетчатку у разных людей. Тем не менее, уже сейчас можно сказать, что подобные эксперименты следует провести и для других веществ, которые входят в состав пищевых волокон. Зная, как именно действуют те или иные соединения, можно подобрать более эффективные диеты с учётом физиологических особенностей конкретного человека; кроме того, эти соединения в чистом виде могут стать основой для новых лекарств и пищевых добавок.

Целлюлоза — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

394

Полисахариды представляют собой углеводные полимеры, состоящие из десятков, сотен или нескольких тысяч моносахаридных звеньев. Все распространенные полисахариды содержат глюкозу в качестве моносахаридной единицы. Полисахариды синтезируются растениями, животными и людьми для хранения в пищу, структурной поддержки или метаболизма для получения энергии.

Основным компонентом жестких клеточных стенок растений является целлюлоза. Целлюлоза представляет собой линейный полисахаридный полимер с большим количеством моносахаридных звеньев глюкозы. Ацетальная связь является бета, что отличает его от крахмала. Это своеобразное различие в ацетальных связях приводит к значительной разнице в усвояемости у людей. Люди не могут переваривать целлюлозу, потому что отсутствуют соответствующие ферменты для разрушения бета-ацеталевых связей. Неперевариваемая клетчатка — это клетчатка, которая способствует нормальной работе желудочно-кишечного тракта.

Животные, такие как коровы, лошади, овцы, козы и термиты, имеют симбиотические бактерии в кишечном тракте. Эти симбиотические бактерии обладают необходимыми ферментами для переваривания целлюлозы в желудочно-кишечном тракте. У них есть необходимые ферменты для расщепления или гидролиза целлюлозы; у животных, даже у термитов, нет правильных ферментов. Ни одно позвоночное животное не может переваривать целлюлозу напрямую.

Несмотря на то, что мы не можем переваривать целлюлозу, мы находим для нее множество применений, включая: Древесину для строительства; бумажные изделия; хлопок, лен и вискоза для одежды; нитроцеллюлоза для взрывчатых веществ; ацетат целлюлозы для пленок. Структура целлюлозы состоит из длинных полимерных цепей единиц глюкозы, соединенных бета-ацетальной связью. На рисунке слева показана очень маленькая часть цепочки целлюлозы. Все мономерные звенья представляют собой бета-D-глюкозу, а все бета-ацетальные звенья соединяют C#1 одной глюкозы с C#4 следующей глюкозы.

Ацетальная функциональная группа

Углерод № 1 называется аномерным углеродом и является центром ацетальной функциональной группы. Углерод, к которому присоединены два атома кислорода эфира, является ацеталем. Бета-положение определяется как эфирный кислород, находящийся на той же стороне кольца, что и C # 6. В структуре кресла это приводит к горизонтальной или восходящей проекции. Это то же определение, что и -ОН в полуацетале.

Сравните структуры целлюлозы и крахмала

Целлюлоза: Бета-глюкоза является мономером целлюлозы. В результате валентных углов в бета-ацетальной связи целлюлоза в основном представляет собой линейную цепь. Крахмал: Альфа-глюкоза является мономерной единицей крахмала. В результате углов связи в альфа-ацетальной связи крахмал-амилоза фактически образует спираль, очень похожую на спиральную пружину.

Пищевые волокна

Пищевые волокна — это компоненты пищи, не расщепляемые пищеварительными ферментами и выделениями желудочно-кишечного тракта. Это волокно включает гемицеллюлозы, пектины, камеди, слизи, целлюлозу (все углеводы) и лигнин, единственный неуглеводный компонент пищевых волокон. Диеты с высоким содержанием клетчатки вызывают увеличение размера стула и могут помочь предотвратить или вылечить запор. Зерновые волокна, особенно отруби, наиболее эффективны для увеличения размера стула, в то время как пектин оказывает незначительное влияние. Лигнин может вызвать запор.

Клетчатка может защитить от развития рака толстой кишки, поскольку среди населения, потребляющего продукты с высоким содержанием клетчатки, заболеваемость этим заболеванием низкая. Медленное время перехода (между приемом пищи и выведением), связанное с низким потреблением клетчатки, дает больше времени канцерогенам, присутствующим в толстой кишке, для инициации рака. Но у людей, страдающих запорами, заболеваемость раком толстой кишки не выше, чем у людей, принимающих быстрые элиминаторы, поэтому роль клетчатки в развитии рака толстой кишки остается неясной.

Пищевые волокна могут ограничивать всасывание холестерина за счет связывания желчных кислот. Диета с высоким содержанием клетчатки снижает уровень холестерина в сыворотке крови и может предотвратить сердечно-сосудистые заболевания. Некоторые волокна, такие как пектин и овсяные хлопья, более эффективны, чем другие, такие как пшеница, в снижении уровня холестерина в сыворотке. Пищевые волокна содержатся только в растительных продуктах, таких как фрукты, овощи, орехи и злаки. Цельнозерновой хлеб содержит больше клетчатки, чем белый хлеб, а яблоки содержат больше клетчатки, чем яблочный сок, что показывает, что обработка пищи обычно удаляет клетчатку.

Авторы

• Чарльз Офардт, почетный профессор Элмхерстского колледжа; Виртуальная химическая книга

---

Целлюлоза распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

   Версия лицензии

   4,0

   Показать страницу TOC

   № на стр.

2. Теги

   1. целлюлоза

Структура, свойства, функции, факты и резюме

Быстрый переход

 [скрыть]

Введение

Целлюлоза представляет собой органическое соединение, относящееся к категории полисахаридов. Это полимер, состоящий из субъединиц глюкозы. Он обнаружен в бактериальных и растительных клетках и в изобилии присутствует в их клеточных стенках. Целлюлоза играет важную роль в структуре и силе растений. Это также находит большое значение в промышленности.

В этой статье мы изучим структуру, свойства и синтез целлюлозы. Мы также обсудим его возникновение и значение в растениях. В конце мы поговорим о промышленном использовании целлюлозы. Итак, продолжайте читать.

Структура

Целлюлоза состоит из тысяч субъединиц D-глюкозы. Субъединицы глюкозы в целлюлозе связаны бета 1-4 гликозидными связями.

В отличие от других полисахаридов, ориентация молекул глюкозы в целлюлозе обратная. Они имеют бета-ориентацию, в которой гидроксильная группа аномерного углерода или углерода номер один направлена ​​над плоскостью глюкозного кольца. Гидроксильные группы остальных атомов углерода направлены ниже плоскости кольца.

Для образования бета 1-4 гликозидных связей каждая альтернативная молекула глюкозы в целлюлозе инвертируется. Гидроксильная группа углерода 1 направлена ​​вверх, а углерода 4 – вниз. Теперь, чтобы образовать бета-1-4-гликозидную связь, одну из этих молекул нужно перевернуть так, чтобы обе гидроксильные группы оказались в одной плоскости. Это является причиной инверсии каждой альтернативной молекулы глюкозы в целлюлозе.

Целлюлоза представляет собой неразветвленную молекулу. Полимерные цепи глюкозы расположены линейно. В отличие от крахмала или гликогена, эти цепи не скручиваются, не образуют спираль или разветвляются. Скорее, эти цепочки расположены параллельно друг другу. Между этими цепочками образуются водородные связи за счет атомов водорода и гидроксильных групп, которые прочно скрепляют цепи. Это приводит к образованию прочных и прочных целлюлозных микрофибрилл.

Целлюлоза присутствует в растительных клетках в виде микрофибрилл целлюлозы. Эти микрофибриллы вместе образуют полисахаридную или целлюлозную матрицу. Дальнейшие подробности о полисахаридной матрице будут обсуждаться в другом месте этой статьи.

Свойства

Целлюлоза отличается от остальных полисахаридов своими свойствами. Уникальные свойства целлюлозы обусловлены ее уникальной структурой. Они также зависят от количества субъединиц глюкозы, присутствующих в целлюлозе. Он имеет следующие свойства;

• Целлюлоза – самый распространенный в природе углевод
• Нерастворима в воде
• Целлюлоза – кристаллическое твердое вещество, имеющее вид белого порошка
• Обладает высокой прочностью на растяжение благодаря прочным водородным связям между отдельными цепями в микрофибриллах целлюлозы . Прочность микрофибрилл целлюлозы на разрыв сравнима с прочностью стали
• Альтернативное расположение молекул глюкозы в целлюлозе также способствует высокой прочности целлюлозы на разрыв
• Растворим в органических растворителях

Синтез

Целлюлоза не синтезируется у животных. Он ограничен только растениями или бактериями. Биосинтез целлюлозы в двух организмах протекает по-разному

Растения

В растениях синтез целлюлозы происходит на особых комплексах, присутствующих на клеточной мембране, называемых терминальными комплексами розетки. Эти комплексы представляют собой гексамерные трансмембранные белки, способные свободно плавать в плазматической мембране. Они содержат по крайней мере три фермента синтазы целлюлозы.

Эти трансмембранные розетки выполняют две функции; полимеризация остатков глюкозы с образованием целлюлозной цепи и сборкой целлюлозных микрофибрилл.

Синтез целлюлозной цепи

Процесс синтеза целлюлозной цепи начинается на цитоплазматическом конце терминальных комплексов розетки. Ферменты целлюлозосинтазы используют остатки глюкозы, обеспечиваемые УДФ-глюкозой.

На первом этапе глюкозо-6-фосфат превращается в глюкозо-1-фосфат в цитоплазме растительных клеток под действием фермента фосфоглюкомутазы. Этот этап является общим для синтеза крахмала, гликогена и целлюлозы.

На следующем этапе UTP и глюкозо-1-фосфат реагируют с образованием UDP-глюкозы и высвобождается молекула пирофосфата. Гидролиз пирофосфата делает эту стадию необратимой. Это также этап, ограничивающий скорость синтеза целлюлозы.

Синтазе целлюлазы требуется праймер для синтеза цепочек целлюлозы. Стероидная молекула ситостерол-бета-глюкозид выполняет функцию праймера в синтезе целлюлозы.

Синтаза целлюлозы начинает строить цепочку целлюлозы на праймере, используя остатки глюкозы, обеспечиваемые молекулами УДФ-глюкозы. Он соединяется с остатками глюкозы через бета-1-4 гликозидные связи, образуя длинную цепь целлюлозы, высвобождающую молекулы UDP.

Затем молекулы UDP могут быть преобразованы в UTP с помощью определенных киназ.

Сборка микрофибрилл целлюлозы

Когда цепь целлюлозы удлиняется до определенной длины, фермент целлюлаза, присутствующий в цитоплазме, отщепляет эту цепь от праймера.

Розеточные комплексы перемещают эту цепь через плазматическую мембрану в клеточную стенку.

В клеточной стенке различные цепи целлюлозы располагаются параллельно друг другу и между ними образуются водородные связи. Это приводит к образованию микрофибрилл целлюлозы с высокой прочностью на растяжение.

Бактерии

Бактерии используют для синтеза целлюлозы то же семейство ферментов, что и растения. Однако бактериальные ферменты кодируются разными генами. Другая гипотеза состоит в том, что растения получили ферменты синтеза целлюлозы от бактерий после эндосимбиоза.

Животные

Целлюлоза также синтезируется некоторыми животными, называемыми оболочниками. Туникаты — беспозвоночные животные, обитающие в море. Они имеют твердый панцирь, который закрывает нежное тело животного. Целлюлоза содержится в панцире этих животных.

Процесс синтеза целлюлозы тоже в чем-то такой же, как у растений и бактерий. Структура целлюлозы практически одинакова.

Целлюлозная сеть в клеточной стенке растений

Понимание расположения микрофибрилл целлюлозы и полисахаридного матрикса в клеточной стенке растений также важно.

Ранее мы изучали, что по мере синтеза целлюлозных цепей они экспортируются из клетки в клеточную стенку. Здесь цепочки целлюлозы расположены параллельно, образуя между собой водородные связи. Это приводит к образованию микрофибрилл целлюлозы.

Полисахаридная матрица образуется, когда другие молекулы сахара взаимодействуют с этими микрофибриллами целлюлозы. В первичной клеточной стенке растений глюканы и арабиноксиланы являются двумя основными компонентами полисахаридного матрикса. Эти полисахариды взаимодействуют друг с другом и образуют сеть среди микрофибрилл целлюлозы. Эта сеть укрепляется за счет образования поперечных связей. Эти поперечные связи образуются, когда остатки арабиноксилана реагируют с такими кислотами, как феруловая кислота (FA) и диферуловая кислота (DFA). По этой причине также говорят, что полисахаридная матрица состоит из кислых полисахаридов.

В дополнение к микрофибриллам целлюлозы и полисахаридному матриксу первичная клеточная стенка также содержит сшивающие полисахариды. Эти полисахариды сшивают микрофибриллы целлюлозы, образуя сложную сеть. Наиболее важным из этих сшивающих полисахаридов является гемицеллюлоза. Это производное целлюлозы и будет кратко обсуждаться в конце этой статьи.

Кальций также играет важную роль в формировании сети. Он сшивает кислые полисахариды, присутствующие в полисахаридной матрице.

Возникновение

Целлюлоза является наиболее широко производимым биополимером на Земле. Он присутствует в клеточной стенке всех растительных клеток. Целлюлоза также присутствует в клеточной стенке других организмов, таких как бактерии и водоросли.

Самой чистой формой целлюлозы является хлопок, который содержит около 98% целлюлозы. Кроме того, целлюлоза присутствует и в древесине, полученной с деревьев.

Хотя клетки животных не имеют клеточной стенки, целлюлоза также обнаружена у некоторых видов животных. Он присутствует в раковинах оболочников, беспозвоночных животных, обитающих в море.

Целлюлолиз 

Процесс деградации целлюлозы называется целлюлолизом. Его можно обсудить под тремя заголовками; в растениях, животных и при тепловом воздействии.

Растения

Целлюлоза обычно не разлагается в растениях, за исключением патологических состояний. При большинстве заболеваний возбудители проникают в растительную клетку после разрушения клеточной стенки растения. Эта деградация клеточной стенки осуществляется целлюлозолитическими ферментами, которые разрушают или расщепляют целлюлозу, присутствующую в микрофибриллах.

Различные целлюлолитические ферменты известны под общим названием ферменты целлюлазы. Эти ферменты вырабатываются различными бактериями, грибами и другими паразитами растений.

Животные

Разложение целлюлозы происходит в пищеварительном тракте некоторых млекопитающих. Обычно целлюлозу трудно переваривать из-за обширных поперечных связей, которые выходят между ее волокнами в клеточной стенке растения. Однако пищеварение может быть облегчено, если его растворить в некоторых полярных растворителях, таких как ионные растворы и т. д. 

Переваривание целлюлозы ограничено травоядными животными, такими как коровы, козы, овцы и т. д. У этих млекопитающих есть бактерии, которые живут в симбиотических отношениях в пищеварительном тракте этих млекопитающих. К ним относятся видов бактерий Cellulomonas и Ruminococcus .

Эти бактерии производят фермент целлюлазу, который расщепляет целлюлозу, присутствующую в рационе этих млекопитающих. Продукты распада целлюлозы используются бактериями для собственного роста и размножения.

Бактерии позже перевариваются ферментами пищеварительного тракта млекопитающего. Таким образом, целлюлоза, присутствующая в бактериях, становится частью тела млекопитающих.

В этом процессе участвуют два типа ферментов;

• Целлюлазы, они действуют на остатки глюкозы, присутствующие в цепи, и разрывают линии бета 1-4
• Глюкозидазы, они действуют на концы цепи и удаляют терминальные остатки глюкозы, разрывая гликозидные связи

Целлюлоза не переваривается в пищеварительной системе человека из-за отсутствия ферментов, разрушающих бета-1-4-гликозидные связи.

Термолиз

Термолиз означает расщепление целлюлозы под воздействием высокой температуры или тепла.

Термолиз целлюлозы происходит при 350 градусах, при разложении на пары углекислого газа и другие аэрозоли. Эта температура называется термолитической температурой или пиролитической температурой.

Расплав целлюлозы при температуре пиролиза содержит короткие цепи, состоящие из двух-семи субъединиц.

Аэрозоли, образующиеся при этой температуре пиролиза, содержат олигомеры целлюлозы в безводной форме. Эти безводные молекулы получены из расплава.

Значение

Целлюлоза находит огромное значение в растениях, животных, микроорганизмах, а также в промышленности.

Растения

Целлюлоза придает жесткость растительным клеткам. Высокая прочность на разрыв целлюлозных волокон, присутствующих в клеточной стенке растений, отвечает за сохранение формы и жесткости растительных клеток. Именно из-за таких прочных целлюлозных волокон в клеточной стенке растительные клетки не лопаются, как клетки животных, при помещении в гипотонический раствор.

Микроорганизмы

Целлюлоза является компонентом клеточных стенок бактерий и водорослей. Он обеспечивает жесткость этих клеток, а также поддерживает их форму и структуру.

Животные

Является важным диетическим источником углеводов для травоядных животных, таких как козы и овцы.

У других млекопитающих и людей не переваривается. Однако он действует как объемная клетчатка, необходимая для здоровья желудочно-кишечного тракта.

Промышленность

Целлюлоза используется в различных отраслях промышленности на благо человечества. Ниже приведены некоторые из его применений:

• Целлюлоза используется для изготовления бумаги, картона, картона, картона и других изделий из бумаги.
• Используется в текстильной промышленности для изготовления одежды. Разная одежда изготавливается из хлопка и других растительных волокон.
• Используется для изготовления электроизоляционной бумаги в электротехнической промышленности.
• Используется для производства биотоплива.
• Целлюлоза используется в порохе.
• Используется как стабилизатор в различных лекарствах.
• Используется в биологических лабораториях в качестве стационарной фазы для хроматографии.

Резюме

1. Целлюлоза является наиболее важным структурным полисахаридом, присутствующим в растениях.
2. Состоит из неразветвленных цепей молекул глюкозы, связанных бета-1-4 гликозидными связями.
3. Каждая альтернативная молекула глюкозы в цепях целлюлозы перевернута. Эти цепочки расположены параллельно друг другу, образуя микрофибриллы.
4. Синтезируется специальными розетками трансмембранных комплексов, присутствующих в плазматической мембране клеток растений.
5. Микрофибриллы целлюлозы сшиты молекулами гемицеллюлозы.
6. Полисахаридный матрикс с кислым полисахаридом также присутствует наряду с микрофибриллами целлюлозы в клеточной стенке растений.
7. Целлюлоза присутствует в клеточной стенке растений, водорослей и бактерий, а также в оболочке оболочников.
8. Целлюлоза переваривается только травоядными.
9. В растениях целлюлоза расщепляется патогенными ферментами. Он также подвергается деградации при температуре 350 градусов по Цельсию.
10. Придает прочность и жесткость растительным и бактериальным клеткам, а также водорослям.
11. Является источником углеводов для травоядных.
12. Целлюлоза составляет основную массу пищевых волокон в рационе человека.
13. Используется в промышленности для следующих целей;
    • Для производства бумаги и бумажных изделий
    • Для производства изоляционной бумаги
    • В качестве биотоплива
    • В качестве стационарной фазы в хроматографии
    • Для производства пороха

Часто задаваемые вопросы

Что такое целлюлоза?

Целлюлоза представляет собой углевод, в основном содержащийся в растениях. Это полисахарид, состоящий из молекул глюкозы. Он нерастворим в воде. Целлюлоза используется для изготовления бумаги и одежды в промышленности.

Какова структура целлюлозы?

Целлюлоза представляет собой полисахарид, в котором молекулы глюкозы связаны между собой 1-4 гликозидными связями. Это неразветвленная молекула. Цепочки молекул глюкозы расположены линейно, образуя целлюлозу.

Какие продукты содержат клетчатку?

Продукты, богатые целлюлозой, включают зеленые листовые овощи, корнеплоды и некоторые фрукты, такие как яблоки, груши и т. д. 

Почему целлюлоза не переваривается в организме человека?

Молекулы целлюлозы имеют 1-4 гликозидные связи. Пищеварительная система человека не имеет фермента, необходимого для разрыва этой гликозидной связи. Это причина, почему целлюлоза не может быть переварена в организме человека.

Ссылки

1. Updegraff D.M. (1969). «Полумикроопределение целлюлозы в биологических материалах».