celuloza jest substancją, która stanowi większość roślin ściany komórkowe. Ponieważ jest wytwarzany przez wszystkie rośliny, jest prawdopodobnie najobficiej występującym związkiem organicznym na Ziemi. Oprócz tego, że jest podstawowym materiałem budowlanym dla roślin, celuloza ma wiele innych zastosowań., W zależności od sposobu obróbki celuloza może być używana do produkcji papieru, folii, materiałów wybuchowych i tworzyw sztucznych, a także do wielu innych zastosowań przemysłowych. Papier w tej książce zawiera celulozę, podobnie jak niektóre ubrania, które nosisz. Dla ludzi celuloza jest również głównym źródłem niezbędnego błonnika w naszej diecie.
struktura celulozy
celuloza jest zwykle opisywana przez chemików i biologów jako kompleks węglowodanów (wymawiane car-bow-HI-drayt)., Węglowodany są związkami organicznymi składającymi się z węgla, wodoru i tlenu, które funkcjonują jako źródła energii dla żywych istot. Rośliny są w stanie wytwarzać własne węglowodany, które wykorzystują do energii i do budowy ścian komórkowych. W zależności od liczby atomów, istnieje kilka różnych rodzajów węglowodanów, ale najprostszym i najczęstszym w roślinie jest glukoza. Rośliny wytwarzają glukozę (powstałą w wyniku fotosyntezy) do wykorzystania na energię lub do przechowywania jako skrobia do późniejszego wykorzystania. Roślina wykorzystuje glukozę do produkcji celulozy, gdy łączy wiele prostych jednostek glukozy, tworząc długie łańcuchy., Te długie łańcuchy nazywane są polisacharydami (co oznacza „wiele cukrów”
.)
i wymawiane pahl-lee-SAK-uh-rydes) i tworzą bardzo długie cząsteczki, których rośliny używają do budowy swoich ścian.
to z powodu tych długich cząsteczek celuloza jest nierozpuszczalna lub nie rozpuszcza się łatwo w wodzie. Te długie cząsteczki są również formowane w siatkę criss-cross, która daje siłę i kształt do ściany komórkowej., Tak więc, podczas gdy część żywności, którą roślina wytwarza, gdy zamienia energię świetlną w energię chemiczną (fotosyntezę), jest używana jako paliwo, a niektóre są przechowywane, reszta jest przekształcana w celulozę, która służy jako główny materiał budowlany dla rośliny. Celuloza jest idealna jako materiał konstrukcyjny, ponieważ jej włókna dają siłę i wytrzymałość liściom, korzeniom i łodygom rośliny.,
celuloza i komórki roślinne
ponieważ celuloza jest głównym materiałem budowlanym, z którego wykonane są rośliny, a rośliny są głównym lub pierwszym ogniwem w tak zwanym łańcuchu pokarmowym (który opisuje relacje żywieniowe wszystkich żywych istot), celuloza jest bardzo ważną substancją. Po raz pierwszy został wyizolowany w 1834 roku przez francuskiego chemika Anselme Payena (1795-1871), który wcześniej wyizolował pierwszy enzym., Badając różne rodzaje drewna, Payen uzyskał substancję, o której wiedział, że nie jest to skrobia (glukoza lub cukier w jej przechowywanej postaci), ale która nadal może być podzielona na podstawowe jednostki glukozy, tak jak skrobia może. Nazwał tę nową substancję „celulozą”, ponieważ otrzymał ją ze ścian komórkowych roślin.
Words to Know
węglowodany: związek składający się z węgla, wodoru i tlenu występujący w roślinach i stosowany jako pokarm przez ludzi i inne zwierzęta.
glukoza: znany również jako cukier we krwi; cukier prosty rozkładany w komórkach do produkcji energii.,
fotosynteza: proces chemiczny, w którym rośliny zawierające chlorofil wykorzystują światło słoneczne do produkcji własnej żywności, przekształcając dwutlenek węgla i wodę w węglowodany, uwalniając tlen jako produkt uboczny.
jako główny składnik (lub główny składnik) ścian komórkowych roślin, celuloza pełni funkcję strukturalną lub szkieletową. Tak jak nasze twarde, kościste szkielety zapewniają punkty mocowania dla naszych mięśni i wspierają nasze ciała, tak sztywność lub sztywność występująca w każdej roślinie wynika z wytrzymałości jej ścian komórkowych., Badane pod silnym mikroskopem włókna celulozy mają siatkowy lub krzyżowy wzór, który wygląda tak, jakby były tkane jak tkanina. Ściana komórkowa została przyrównana do sposobu wykonania żelbetu, a włókna celulozowe działają jak pręty zbrojeniowe lub stalowe w betonie (zapewniając dodatkową wytrzymałość). Gdy nowa komórka rośnie, warstwa po warstwie nowego materiału osadza się wewnątrz ostatniej warstwy, co oznacza, że najstarszy materiał jest zawsze na zewnątrz rośliny.,
zastosowanie celulozy przez człowieka
celuloza jest jedną z najczęściej stosowanych substancji naturalnych i stała się jednym z najważniejszych surowców komercyjnych. Głównymi źródłami celulozy są włókna roślinne (bawełna, konopie, len i juta są prawie wszystkie celulozy) i, oczywiście, drewno (około 42 procent celulozy). Ponieważ celuloza jest nierozpuszczalna w wodzie, można ją łatwo oddzielić od innych składników rośliny. Celuloza była używana do produkcji papieru od czasu, gdy Chińczycy wynaleźli ten proces około 100 roku naszej ery., Celuloza jest oddzielana od drewna w procesie rozcierania, który rozdrabnia wióry drzewne pod płynącą wodą. Pozostała miazga jest następnie myta, bielona i przelewana na wibrującą siatkę. Kiedy woda w końcu spływa z miazgi, pozostaje to blokująca się sieć włókien, która po wysuszeniu, prasowaniu i wygładzeniu staje się kartką papieru.
surowa bawełna jest w 91 procentach celulozą, a jej komórki włókien znajdują się na powierzchni nasion bawełny. Na każdym nasionie znajdują się tysiące włókien, a gdy strąk bawełny dojrzewa i pęka, komórki tych włókien umierają., Ponieważ te włókna są przede wszystkim celulozą, mogą być skręcone w celu utworzenia nici lub przędzy, która jest następnie tkana do produkcji tkaniny. Ponieważ celuloza łatwo reaguje zarówno z silnymi zasadami, jak i kwasami, proces chemiczny jest często używany do wytwarzania innych produktów. Na przykład tkanina znana jako sztuczny jedwab i przezroczysty arkusz folii o nazwie celofan są wykonane przy użyciu wieloetapowego procesu, który obejmuje kąpiel kwasową. W mieszaninach, jeśli kwasy azotowe i siarkowe, celuloza może tworzyć tak zwane guncotton lub azotany celulozy, które są używane do materiałów wybuchowych., Jednak po zmieszaniu z kamforą, celuloza wytwarza plastik znany jako celuloid, który był używany do wczesnych filmów filmowych. Ponieważ jednak był wysoce łatwopalny (co oznacza, że mógł łatwo zapalić się), został ostatecznie zastąpiony przez nowsze i bardziej stabilne Tworzywa sztuczne. Chociaż celuloza jest nadal ważnym surowcem naturalnym, wiele produktów, które zostały z niej wykonane, są produkowane łatwiej i taniej przy użyciu innych materiałów.,
znaczenie dla diety człowieka
pomimo faktu, że ludzie (i wiele innych zwierząt) nie mogą trawić celulozy (co oznacza, że ich układ trawienny nie może rozbić jej na podstawowe składniki), celuloza jest jednak bardzo ważną częścią zdrowej diety człowieka. Dzieje się tak dlatego, że stanowi główną część błonnika pokarmowego, o którym wiemy, że jest ważny dla prawidłowego trawienia. Ponieważ nie możemy rozbić celulozy i przechodzi przez nasze systemy w zasadzie niezmieniony, działa jak to, co nazywamy luzem lub błonnika, który pomaga ruchy naszych jelit., Wśród ssaków tylko te, które są przeżuwaczami (zwierzęta takie jak krowy i konie) mogą przetwarzać celulozę. Dzieje się tak dlatego, że mają specjalne bakterie i mikroorganizmy w swoich przewodach trawiennych, które robią to za nich. Następnie są w stanie wchłonąć rozkładaną celulozę i wykorzystać jej cukier jako źródło pożywienia. Grzyby są również w stanie rozkładać celulozę na cukier, który mogą wchłonąć i odgrywają ważną rolę w rozkładzie (gniciu) drewna i innego materiału roślinnego.
