Celuloze ir: definīcija, veidi, struktūra, īpašības un funkcijas

Celuloze ir: definīcija, veidi, struktūra, īpašības un funkcijas – Celuloze ir šķiedrām līdzīgs savienojums, kas atrodas augu aizsargājošajās šūnu sieniņās. Lai to labāk izprastu, mēs, protams, tālāk apspriedīsim vairāk par celulozi. Paskatīsimies.

Celuloze ir: definīcija, veidi, struktūra, īpašības un funkcijas

Celuloze ir viela, kas lielos daudzumos atrodama augos un kā strukturāls materiāls šūnu sieniņām visos augos. Celuloze ir molekula, kas sastāv no oglekļa, ūdeņraža un skābekļa elementiem, kas atrodas šūnu struktūrās gandrīz visos augu materiālos.

Celuloze ir galvenais augu sintezētais ogļhidrāts un gandrīz 60% ir koksnes struktūras sastāvdaļa. Celuloze ir garas šķiedras, kas kopā ar hemicelulozi, pektīnu un olbaltumvielām veido audu struktūras, lai stiprinātu augu šūnu sienas. Piemēram, kā augu vai lauksaimniecības atliekas, piemēram, rīsu salmi, kukurūzas sēnalas, kvieši, cukurniedru sēnalas un daudzi citi.

Pirmo reizi celulozi aprakstīja kāds Anselme Payens 1838. gadā celuloze kā izturīga cieta šķiedra, kas paliek pēc augu audu attīrīšanas ar skābēm un amonjaks. Payen sāka novērot, ka attīrītais materiāls satur vienota veida ķīmisko savienojumu, ko sauc par ogļhidrātiem. Tas ir balstīts uz glikozes atlikumiem, kas ir līdzīgi cietei (Brown and Saxena, 2007).

Celulozes veidi

Saskaņā ar Nuringtyas (2010) ir trīs celulozes veidi, kuru pamatā ir polimerizācijas pakāpe un šķīdība nātrija hidroksīda (NaOH) savienojumos, tostarp:

α celuloze (alfa celuloze)

Celulozes α strukturālā formula

α-celuloze ir garās ķēdes celulozes veids, kas nešķīst 17,5% NaOH šķīdumā vai stipras bāzes šķīdumā ar polimerizācijas pakāpi 600 – 1500. Celulozi α izmanto, lai novērtētu vai noteiktu celulozes tīrības līmeni.

α-celuloze ir augstākās kvalitātes vai tīrākā veida celuloze. Celuloze α > 92% atbilst prasībām, ja to izmanto kā galveno izejvielu propelantu vai sprāgstvielu ražošanā, savukārt zemākas kvalitātes celuloze tiek izmantota kā izejviela papīra un apģērbu rūpniecībā vai audums. Jo augstāks alfa celulozes saturs, jo labāka materiāla kvalitāte.

ß celuloze (beta celuloze)

β-celulozes strukturālā formula

ß-celuloze ir īsas ķēdes celuloze, kas šķīst 17,5% NaOH šķīdumā vai stiprā bāzē ar polimerizācijas pakāpi 15 – 90 un var izgulsnēties, ja tiek neitralizēta.

Celuloze γ (gamma celuloze)

γ-celuloze ir celulozes veids, kas ir tāds pats kā ß-celuloze, bet polimerizācijas pakāpe ir mazāka par 15.

Celulozes struktūra

Celulozes šķiedra ir augu šķiedras šūnu sieniņu forma. Celulozes šķiedrās ir divu veidu celuloze, proti, mikrofibrilu celuloze un makrofibrilu celuloze, kas ir veidota kā pavedieni, kas pulcējas kopā ar citām šūnām.

Polisaharīdi un proteīni cirkulē šūnu sieniņās. Celulozes mikrofibrilu izvietojums starp polisaharīdiem un olbaltumvielām rada spēcīgu saiti augu šūnu sieniņās. Šī augu šūnu siena veic dažādas funkcijas, tostarp stiprina šūnu sienu.

Šūnu siena aizsargā augu šūnā esošās daļas. Atšķirībā no citiem šūnu sienas komponentiem, kur sintēzes process notiek augu šūnu iekšpusē, celuloze tiek sintezēta uz šūnas sienas virsmas.
Starp augu plazmas membrānām atrodas enzīms, ko sauc par celulozes sintāzi, kura uzdevums ir sintezēt celulozi. Ja veidojas celulozes izmaiņas, tās ir celulozes mikrofibrillas, kas atrodas uz šūnas iekšējās virsmas. Tad celulozes mikrofibrillas saistīsies viena ar otru, veidojot celulozes makrofibrillas, kas atrodas uz šūnas vidējās virsmas. Celulozes makrofibrillas palielinās, veidojot šķiedras, ko sauc par celulozes šķiedrām.

Celulozes īpašības

Pēc Fengela un Vegenera (1984) domām, celulozes īpašības sastāv no fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Garās ķēdes celulozei ir spēcīgākas fizikālās īpašības un tā ir izturīgāka pret noārdīšanos, ko izraisa karstums, ķīmiskās vielas un bioloģiskās ietekmes.

Šeit ir dažas citas celulozes īpašības, proti:

• To var noārdīt hidrolīzes, oksidācijas, fotoķīmijas vai mehāniski, lai samazinātu tā molekulmasu.
• Nešķīst ūdenī pat organiskos šķīdinātājos, bet daļēji šķīst sārmainos šķīdumos.
• Kad celuloze ir sausa, tai ir higroskopiskas, cietas un trauslas īpašības. Ja celuloze satur pietiekami daudz ūdens, tā būs mīksta. Tātad ūdens funkcija šeit ir tāda, ka tas ir noderīgs mīkstināšanai.
• Kristālos esošajai celulozei ir labāka izturība salīdzinājumā ar tās amorfo formu.

Tikmēr saskaņā ar Harsini un Susilowati (2010) celulozes šķiedras īpašības ir šādas:

• Ir augsta stiepes izturība.
• Spēj izveidot tīklu.
• Nav viegli šķīst ūdenī, sārmos un organiskos šķīdinātājos.
• Salīdzinoši bezkrāsains.
• Piemīt spēcīgāka saistīšanās spēja.

Celulozes avots

Celuloze ir sastopama visos augos, sākot no stāviem kokiem un beidzot ar primitīviem organismiem, piemēram, jūraszālēm, flagellātiem un baktērijām. Celulozi var iegūt pat dzīvnieku pasaulē, piemēram, tunicīnu un tunikāta kutikulas vielu, kas ir identiska augu celulozei.

Augsts celulozes līmenis ir atrodams sēklu matiņos (kokvilna, kapoks), kā arī ādas šķiedrās, sūnās, kosā un baktērijās, kas satur nelielu daudzumu celulozes. Celulozes izolāciju lielā mērā ietekmē arī savienojumi, kas atrodas šūnu sieniņās. Tādus savienojumus kā tauki, vasks, olbaltumvielas un pektīns ir ļoti viegli noņemt, un tos var veikt, ekstrahējot ar organiskiem šķīdinātājiem un atšķaidītu sārmu. Šis darbs tiek veikts, piemēram, ar kokvilnu un kaņepēm.

Celuloze ir daudzu tehnoloģisko produktu (papīra, plēves, šķiedras, piedevu u.c.) pamatsastāvdaļa daudz vairāk) un tāpēc ir izolēti galvenokārt no koksnes liela mēroga celulozes apstrādes procesos liels.

Celulozi var atrast augļu un dārzeņu šūnu sieniņās, un cilvēki to nevar sagremot. Celuloze, kas izgājusi cauri pārtikas gremošanas sistēmai, netiek mainīta, bet ir noderīga kā uztura šķiedra, ko cilvēka pārtikas gremošanas sistēma pieņem pareizi. Celulozes molekulas garums ir aptuveni no vairākiem simtiem līdz vairākiem tūkstošiem glikozes vienību atkarībā no avota.

Celuloze ir polimērs, kas atrodams augu šūnu sienās, piemēram, kokā, zaros un lapās. Tas izraisa koka, zaru un lapu struktūras stiprināšanu. Ir monomēru vienības, kas apvienojas, veidojot polimērus. Glikoze ir celulozē atrodamā monomēra nosaukums.

Vēl viens celulozes avots ir mikroorganismu, piemēram, baktēriju, aļģu un sēnīšu, celulozes biosintēzes rezultāts. Aļģes un sēnes var ražot celulozi, izmantojot enzīmu in vitro sintēzi no celobiozilfluorīds, kā arī ķīmiskā sintēze no glikozes pēc gredzena atvēršanas polimerizācijas benzilatvasinājumiem un pivaloil.

No trim mikroorganismiem tikai Acetobacter xylinum sugas var ražot celulozi lielos daudzumos. Vēl viens celulozes avots nāk no dzīvniekiem, ko sauc par tunicīnu vai dzīvnieku celulozi, jo to iegūst no noteiktiem jūras organismiem no Tunicata klases (Gea, 2010).

Celulozes priekšrocības un funkcijas

Tālāk ir norādītas celulozes lomas un priekšrocības, tostarp:

Augu šūnu sienu konstruktori

Celuloze ir galvenā augu šūnu sieniņu un vairāku citu organismu, piemēram, aļģu, sastāvdaļa. Augos celulozei ir ļoti liela nozīme to izdzīvošanā dabā. Pateicoties celulozes spēcīgajām un stingrajām īpašībām, tas ļauj augiem augt stāvus uz zemes virsmas.

Atvieglo dzīvnieku gremošanu

Celuloze ir savienojums, ko sauc par šķiedrvielām. Šim savienojumam ir ļoti svarīga loma dzīvnieka ķermenī, pat ja tas nespēj to sagremot. Šķiedra spēj atgrūst nesagremotas pārtikas atliekas (pārtikas nogulsnes), lai defekācijas process noritētu raiti. Ja trūkst šķiedrvielu, tas izraisīs aizcietējumus, kas ir simptoms defekācijas grūtībām, ko izraisa pārmērīga ūdens uzsūkšanās. Tomēr, ja ir šķiedra jeb celuloze, fekālijas būs viegli atbrīvoties.

Būvmateriāli un īpašumi

Celulozes īpašības, kas ir spēcīgas un viegli nešķīst ūdenī, nozīmē, ka celulozei ir daudz priekšrocību. Ieguvumi ietver celulozes izmantošanu kā papildu materiālu audumu vai paklāju un daudzu citu ražošanā. Celulozi, kas nešķīst ūdenī, ir ļoti viegli atdalīt no citiem savienojumiem vai šķidrumiem.

Ne tikai tas, ka, pateicoties celulozes klātbūtnei, kas sastāv no augu šūnu sieniņām, vienu no tām var izmantot papīra, kartona vai audu ražošanā. Celulozē ir arī šķiedras, kuras bieži izmanto rokdarbu vai ļoti stipru virvju ražošanā.

Tāda ir atsauksme no Seputartahu.co.id par ko ir runa Celuloze ir: definīcija, veidi, struktūra, īpašības un funkcijas, Cerams, ka noderēs.