Celulóza

Z Multimediaexpo.cz

(Rozdíly mezi verzemi)
m (1 revizi)
m (1 revizi)

Verze z 27. 4. 2014, 11:43

Celulosa
Vzozec celulosy
Strukturní vzorec
Systematické jméno β(1,4) glukosa
Registrační číslo CAS 9004-34-6
Sumární vzorec [C6H10O5]n
Molární hmotnost 300 až 500 tisíc g/mol
Hustota 1560 kg/m3
Rozpustnost ve vodě nerozpustná

Celulosa, mimo chemii podle PČP celulóza, starším názvem též buničina, je polysacharid sestávající z beta-glukosy. Jednotlivé glukosové jednotky jsou spojené vazbou β 1,4 a tvoří dlouhé, nerozvětvené řetězce, které jsou zcela nerozpustné ve vodě. Celulosa je hlavní stavební látkou rostlinných primárních buněčných stěn a spolu s ligninem se podílí na stavbě sekundárních buněčných stěn; celulosa je nejrozšířenějším biopolymerem na zemském povrchu, ročně jí vzniká až 1,5×109 tun.[1] Mimo to se však vyskytuje i u některých živočichů, konkrétně u pláštěnců (Tunicata).[2]

Obsah

Struktura a funkce v buněčné stěně

Struktura celulosy je vytvářena nerozvětvenými řetězci asi 500 jednotek D-glukosy. Dlouhé nevětvené polymery celulosy v buněčných stěnách rostlin vytváří vyšší struktury – tzv. mikrofibrily. To jsou v tahu velmi pevná vlákna složená z mnoha molekul celulosy spojovaných vodíkovými můstky. Obvykle však není celulóza jedinou složkou buněčných stěn, ty totiž obsahují mezi mikrofibrilami i např. xyloglukany, pektiny a případný lignin.[3] Uspořádání mikrofibril určuje směr růstu buňky. pokud jsou v části uspořádány rovnoběžně buňka roste ve směru kolmém na směr mikrofibril. Syntézu celulózy (z aktivované formy glukosy, tzv. UDP-glukosy) provádí enzym celulózasyntáza, který je součástí membrány rostlinné buňky. Je to velký komplex, který zároveň syntetizuje vždy 36 vláken. Ty se okamžitě spojují do kompaktní mikrofibrily a vytváří vazby s buněčnou stěnou. Pohyb komplexu plazmatickou membránou určuje směr uložení mikrofibrily ve stěně.

Význam v přírodě

Živočichové nemají enzymy, které by dokázaly rozštěpit β 1,4 vazby mezi jednotlivými glukosovými jednotkami. Proto je pro většinu živočichů celulosa nestravitelná a v potravě tvoří tzv. vlákninu, která projde trávicím traktem a společně se střevními bakteriemi tvoří výkaly. Bakterie naproti tomu mají schopnost celulosu štěpit a metabolizovat. Při hydrolytickém štěpení celulosy vznikají různé štěpné produkty (cellopentosa, cellotetrosa, cellotriosa, cellobiosa) až po glukózu. Býložravci tedy často hostí ve své trávicí trubici symbiotické bakterie, které celulosu buněčných stěn rozštěpí a umožní tak býložravci zužitkovat energii, která je v ní uložena. Nejznámější jsou bezesporu termiti nebo přežvýkavci, kteří dokážou symbiotických bakterií využít nejlépe.

Využití

Celulosa se pro komerční účely izoluje ze dřeva odstraněním ostatních složek (lignin, hemicelulosa, oleje aj.). Celulózové vlákno se používá v papírenském a textilním průmyslu. Celulosa je hlavní složkou papíru a rostlinných vláken z bavlny, lnu a konopí; jejím derivátem jsou umělá vlákna, jako je acetát celulosy nebo viskóza, surovina k výrobě umělého hedvábí nebo celofánu. Nitrací celulosy vzniká nitrocelulóza, známá také jako střelná bavlna. Dokonce se začala celulóza používat i k výrobě cigaretových papírků.

Xantoghenát celulózy (viskóza)

  • Výroba: Monosacharid + NaOH + CS2 → xantoghenát + H2O
  • Použití: výroba celofánů a viskózního hedvábí

Reference

  1. ↑ Discovery of Cellulose as a Smart Material Jaehwan Kim and Sungryul Yun Macromolecules, 2006, 4202-4206, DOI:10.1021/ma060261e
  2. ↑ NOVÁČEK, František. Fytochemické základy botaniky. Olomouc : Fontána. ISBN 978-80-7336-457-1.  
  3. ↑ Votrubová, O.: Anatomie rostlin, skriptum, Karolinum, Praha 1996
Citováno z „http://ww.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Celul%C3%B3za“