La cellulosa è la sostanza che costituisce la maggior parte delle pareti cellulari. Poiché è fatto da tutte le piante, è probabilmente il composto organico più abbondante sulla Terra. Oltre ad essere il materiale da costruzione primario per le piante, la cellulosa ha molti altri usi., In base a come viene trattata, la cellulosa può essere utilizzata per produrre carta, film, esplosivi e materie plastiche, oltre ad avere molti altri usi industriali. La carta in questo libro contiene cellulosa, così come alcuni dei vestiti che indossi. Per gli esseri umani, la cellulosa è anche una delle principali fonti di fibra necessaria nella nostra dieta.
La struttura della cellulosa
La cellulosa è solitamente descritta da chimici e biologi come un carboidrato complesso (pronunciato car-bow-HI-drayt)., I carboidrati sono composti organici costituiti da carbonio, idrogeno e ossigeno che funzionano come fonti di energia per gli esseri viventi. Le piante sono in grado di produrre i propri carboidrati che usano per l’energia e per costruire le loro pareti cellulari. Secondo quanti atomi hanno, ci sono diversi tipi di carboidrati, ma il più semplice e più comune in una pianta è il glucosio. Le piante producono glucosio (formato dalla fotosintesi) da utilizzare per l’energia o per immagazzinare come amido per un uso successivo. Una pianta utilizza il glucosio per produrre cellulosa quando collega molte semplici unità di glucosio insieme per formare lunghe catene., Queste lunghe catene sono chiamate polisaccaridi (che significa “molti zuccheri”
.)
e pronunciato pahl-lee-SAK-uh-rydes), e formano molecole molto lunghe che le piante usano per costruire le loro pareti.
È a causa di queste lunghe molecole che la cellulosa è insolubile o non si dissolve facilmente in acqua. Queste lunghe molecole si formano anche in una rete incrociata che dà forza e forma alla parete cellulare., Così, mentre parte del cibo che una pianta produce quando converte l’energia luminosa in energia chimica (fotosintesi) viene usato come combustibile e alcuni vengono immagazzinati, il resto viene trasformato in cellulosa che funge da materiale da costruzione principale per una pianta. La cellulosa è ideale come materiale strutturale poiché le sue fibre danno forza e tenacità alle foglie, alle radici e agli steli di una pianta.,
Cellulosa e cellule vegetali
Poiché la cellulosa è il principale materiale da costruzione di cui sono fatte le piante e le piante sono il principale o il primo anello in quella che è nota come catena alimentare (che descrive le relazioni di alimentazione di tutti gli esseri viventi), la cellulosa è una sostanza molto importante. Fu isolato per la prima volta nel 1834 dal chimico francese Anselme Payen (1795-1871), che in precedenza aveva isolato il primo enzima., Mentre studiava diversi tipi di legno, Payen ottenne una sostanza che sapeva non era amido (glucosio o zucchero nella sua forma immagazzinata), ma che poteva ancora essere scomposta nelle sue unità di base di glucosio proprio come l’amido può. Chiamò questa nuova sostanza “cellulosa” perché l’aveva ottenuta dalle pareti cellulari delle piante.
Parole da sapere
Carboidrati: un composto costituito da carbonio, idrogeno e ossigeno trovato nelle piante e usato come alimento dagli esseri umani e altri animali.
Glucosio: noto anche come zucchero nel sangue; uno zucchero semplice suddiviso in cellule per produrre energia.,
Fotosintesi: processo chimico mediante il quale le piante contenenti clorofilla utilizzano la luce solare per produrre il proprio cibo convertendo anidride carbonica e acqua in carboidrati, rilasciando ossigeno come sottoprodotto.
Come costituente principale (o ingrediente principale) delle pareti cellulari delle piante, la cellulosa svolge una funzione strutturale o scheletrica. Proprio come i nostri scheletri duri e ossei forniscono punti di attacco per i nostri muscoli e sostengono i nostri corpi, così la rigidità o rigidità che si trova in qualsiasi pianta è dovuta alla forza delle sue pareti cellulari., Esaminate con un potente microscopio, si vede che le fibre di cellulosa hanno un motivo a maglie o incrociate che sembra tessuto come un panno. La parete cellulare è stata paragonata al modo in cui viene realizzato il cemento armato, con le fibre di cellulosa che agiscono come le armature o le barre d’acciaio nel calcestruzzo (fornendo una resistenza extra). Man mano che la nuova cellula cresce, strato su strato di nuovo materiale viene depositato all’interno dell’ultimo strato, il che significa che il materiale più vecchio si trova sempre all’esterno della pianta.,
Usi umani della cellulosa
La cellulosa è una delle sostanze naturali più utilizzate ed è diventata una delle più importanti materie prime commerciali. Le principali fonti di cellulosa sono le fibre vegetali (cotone, canapa, lino e iuta sono quasi tutte cellulosa) e, naturalmente, il legno (circa il 42% di cellulosa). Poiché la cellulosa è insolubile in acqua, è facilmente separata dagli altri costituenti di una pianta. La cellulosa è stata usata per fare la carta da quando i cinesi hanno inventato per la prima volta il processo intorno al 100 d.C., La cellulosa è separata dal legno da un processo di spappolamento che macina i trucioli di legno sotto l’acqua corrente. La polpa che rimane viene quindi lavata, sbiancata e versata su una rete vibrante. Quando l’acqua finalmente defluisce dalla polpa, ciò che rimane è un intreccio di fibre che, una volta essiccato, pressato e levigato, diventa un foglio di carta.
Il cotone grezzo è il 91% di cellulosa e le sue cellule di fibra si trovano sulla superficie del seme di cotone. Ci sono migliaia di fibre su ogni seme, e come il baccello di cotone matura e scoppia aperto, queste cellule di fibra muoiono., Poiché queste cellule di fibra sono principalmente cellulosa, possono essere attorcigliate per formare filo o filato che viene poi tessuto per fare stoffa. Poiché la cellulosa reagisce facilmente sia alle basi forti che agli acidi, un processo chimico viene spesso utilizzato per produrre altri prodotti. Ad esempio, il tessuto noto come rayon e il foglio trasparente di pellicola chiamato cellophane sono realizzati utilizzando un processo in più fasi che coinvolge un bagno acido. Nelle miscele se acidi nitrici e solforici, la cellulosa può formare quello che viene chiamato guncotton o nitrati di cellulosa che vengono utilizzati per esplosivi., Tuttavia, quando miscelato con la canfora, la cellulosa produce una plastica nota come celluloide, che è stata utilizzata per i primi film cinematografici. Tuttavia, poiché era altamente infiammabile (il che significa che potrebbe facilmente prendere fuoco), alla fine è stato sostituito da materiali plastici più recenti e più stabili. Sebbene la cellulosa sia ancora un’importante risorsa naturale, molti dei prodotti che ne sono stati ricavati vengono prodotti in modo più semplice ed economico utilizzando altri materiali.,
Importanza per la dieta umana
Nonostante il fatto che gli esseri umani (e molti altri animali) non possano digerire la cellulosa (il che significa che i loro sistemi digestivi non possono scomporla nei suoi costituenti di base), la cellulosa è comunque una parte molto importante della dieta umana sana. Questo perché forma una parte importante della fibra alimentare che sappiamo è importante per una corretta digestione. Poiché non possiamo abbattere la cellulosa e passa attraverso i nostri sistemi sostanzialmente invariati, agisce come ciò che chiamiamo bulk o roughage che aiuta i movimenti del nostro intestino., Tra i mammiferi, solo quelli che sono ruminanti (animali da cudchewing come mucche e cavalli) possono elaborare la cellulosa. Questo perché hanno batteri e microrganismi speciali nei loro tratti digestivi che lo fanno per loro. Sono quindi in grado di assorbire la cellulosa scomposta e utilizzare il suo zucchero come fonte di cibo. I funghi sono anche in grado di abbattere la cellulosa in zucchero che possono assorbire e svolgono un ruolo importante nella decomposizione (decomposizione) del legno e di altro materiale vegetale.
