Celulóza
| Celulóza | |
|---|---|
 |
|
| Obecné | |
| Systematický název | β(1,4) glukóza |
| Sumární vzorec | [C6H10O5]n |
| Identifikace | |
| Vlastnosti | |
| Molární hmotnost | 300 000 až 500 000 g/mol |
| Hustota | 1,56 g/cm³ |
| Rozpustnost ve vodě | nerozpustná |
| NFPA 704 | |
|
SI a STP (25 °C, 100 kPa). |
|
Celulóza (dříve běžně celulosa) je polysacharid sestávající z beta-glukózy. Jednotlivé glukosové jednotky jsou spojené vazbou β 1,4 a tvoří dlouhé, nerozvětvené řetězce, které jsou zcela nerozpustné ve vodě. Celulóza je hlavní stavební látkou rostlinných primárních buněčných stěn a spolu s ligninem a hemicelulózami se podílí na stavbě sekundárních buněčných stěn; celulóza 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]
Termín celulóza se často nesprávně používá pro označování papírenského polotovaru, který je směsí celulózy, hemicelulóz a zbytků ligninu a pro nějž papírenský průmysl již od první republiky používá termín "buničina".
Obsah |
Struktura a funkce v buněčné stěně [editovat]
Struktura celulózy je vytvářena nerozvětvenými řetězci asi 500 jednotek D-glukózy. Dlouhé nevětvené polymery celulózy v buněčných stěnách rostlin vytváří vyšší struktury – tzv. mikrofibrily. To jsou v tahu velmi pevná vlákna složená z mnoha molekul celulózy 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 glukózy, tzv. UDP-glukózy) 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 [editovat]
Většina živočichů nemá enzymy, které by dokázaly rozštěpit β 1,4 vazby mezi jednotlivými glukosovými jednotkami. Proto je pro ně celulóza nestravitelná a v potravě tvoří tzv. vlákninu, která projde trávicím traktem a společně se střevními bakteriemi tvoří výkaly.
Známým příkladem živočicha, kteý celulózu dokáže trávit, je hlemýžď zahradní. Také bakterie mají schopnost celulózu štěpit a metabolizovat. Při hydrolytickém štěpení celulózy vznikají různé štěpné produkty (cellopentóza, cellotetróza, cellotrióza, cellobióza) až po glukózu. Býložravci tedy často hostí ve své trávicí trubici symbiotické bakterie, které celulózu 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 [editovat]
Celulóza se pro komerční účely izoluje ze dřeva odstraněním ostatních složek (lignin, hemicelulóza, oleje aj.). Celulózové vlákno se používá v papírenském a textilním průmyslu. Celulóza je hlavní složkou buničiny, z níž se vyrábí papír, a rostlinných vláken z bavlny, lnu a konopí; jejím derivátem jsou umělá vlákna, jako je acetát celulózy nebo viskóza, surovina k výrobě umělého hedvábí nebo celofánu. Nitrací celulózy vzniká nitrocelulóza, známá také jako střelná bavlna.
Xantoghenát celulózy (viskóza) [editovat]
- Výroba: Monosacharid + NaOH + CS2 → xantoghenát + H2O
- Použití: výroba celofánů a viskózního hedvábí
Reference [editovat]
- ↑ Discovery of Cellulose as a Smart Material Jaehwan Kim and Sungryul Yun Macromolecules, 2006, 4202-4206, DOI:10.1021/ma060261e
- ↑ NOVÁČEK, František. Fytochemické základy botaniky. Olomouc : Fontána. ISBN 978-80-7336-457-1.
- ↑ Votrubová, O.: Anatomie rostlin, skriptum, Karolinum, Praha 1996
