Быстрый Поиска
Целлюлоза это полисахарид, состоящий из линейной цепи, содержащей от нескольких сотен до многих тысяч β(1 → 4)-связанных единиц D-глюкозы.
Целлюлоза является важным структурным компонентом первичной клеточной стенки зеленых растений, многих видов водорослей и оомицетов.
Номер CAS: 9004-34-6
Номер ЕС: 232-674-9
Химическая формула: (C6H10O5)n
Другие названия: Целлюлоза микрокристаллическая, 2-[4,5-дигидрокси-2-(гидроксиметил)-6-метоксиоксан-3-ил]окси-6, (гидроксиметил)-5-метоксиоксан-3,4-диол, Целлюлозный гель, SCHEMBL825024
CHEBI:167997, (2R,3R,4R,5R,6R)-5-{[(2S,3R,4R,5R,6R)-3,4-дигидрокси-6-(гидроксиметил)-5-метоксиоксан-2-ил]окси}-6-, (гидроксиметил)-2-метоксиоксан-3,4-диол, Q80294
Некоторые виды бактерий выделяют его, образуя биопленки.
Целлюлоза — самый распространенный органический полимер на Земле.
Содержание целлюлозы в хлопковом волокне составляет 90%, в древесине — 40–50%, а в высушенной конопле — около 57%.
Целлюлоза в основном используется для производства картона и бумаги.
Меньшие количества преобразуются в широкий спектр производных продуктов, таких как целлофан и вискоза. Переработка целлюлозы из энергетических культур в биотопливо, такое как целлюлозный этанол, разрабатывается как возобновляемый источник топлива. Целлюлоза для промышленного использования в основном получается из древесной массы и хлопка.
Целлюлоза также сильно подвержена прямому взаимодействию с рядом органических жидкостей.
Некоторые животные, особенно жвачные и термиты, могут переваривать целлюлозу с помощью симбиотических микроорганизмов, живущих в их кишечнике, таких как трихонимфа.
В питании человека целлюлоза является неперевариваемым компонентом нерастворимых пищевых волокон, действующим как гидрофильный наполнитель для фекалий и потенциально способствующим дефекации.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Целлюлоза (средние волокна) используется в процессах метаболизма и углеводов.
Целлюлоза использовалась для изучения применения в биотопливе и биопереработке.
Целлюлоза использовалась для анализа биомассы в процессе пиролиза.
Целлюлоза использовалась в колоночной хроматографии для очистки организмов от неинфицированных эритроцитов и лейкоцитов.
Целлюлоза использовалась в качестве стандарта в инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) для изучения конформационных характеристик бактериальной целлюлозы (БЦ), полученной из среды Гестрина-Шрамма (ГШ).
Целлюлоза использовалась в качестве контроля в исследованиях на животных, связанных с диетой, для оценки гипохолестеринемической активности ботриосфер.
Порошки целлюлозы высокой чистоты для распределительной хроматографии.
Целлюлозу для промышленного использования получают в основном из древесной массы и хлопка.
Бумажные изделия: Целлюлоза является основным компонентом бумаги, картона и картона.
Электроизоляционная бумага: Целлюлоза используется в различных формах в качестве изоляции в трансформаторах, кабелях и другом электрооборудовании.
Молекулярный вес: 370,35 г/моль
XLogP3-AA: -4,2
Количество доноров водородной связи: 6
Количество акцепторов водородной связи: 11
Количество вращающихся облигаций: 6
Точная масса: 370,14751164 г/моль
Моноизотопная масса: 370,14751164 г/моль
Топологическая полярная площадь поверхности: 168Ų
Количество тяжелых атомов: 25
Сложность: 410
Неопределенный атом Стереоцентр Количество: 10
Количество ковалентно связанных единиц: 1
Соединение канонизировано: Да
Волокна: Целлюлоза является основным ингредиентом текстиля.
На хлопок и синтетику (нейлон) приходится около 40% рынка по объему.
Другие растительные волокна (джут, сизаль, конопля) занимают около 20% рынка.
Небольшую долю (5%) составляют вискоза, целлофан и другие «регенерированные целлюлозные волокна».
Расходные материалы: Микрокристаллическая целлюлоза (E460i) и порошкообразная целлюлоза (E460ii) используются в качестве неактивных наполнителей в таблетированных лекарственных препаратах, а широкий спектр растворимых производных целлюлозы с индексами E от E461 до E469 используются в качестве эмульгаторов, загустителей и стабилизаторов в обработанных пищевых продуктах.
Например, целлюлозный порошок используется в плавленых сырах для предотвращения слеживания внутри упаковки.
Целлюлоза встречается в природе в некоторых продуктах питания и является добавкой в промышленных продуктах, внося неперевариваемый компонент, который используется для текстуры и объема, потенциально способствуя дефекации.
Строительный материал: гидроксильное связывание целлюлозы в воде позволяет получить распыляемый, формуемый материал в качестве альтернативы использованию пластмасс и смол.
Перерабатываемый материал можно сделать водо- и огнестойким.
Целлюлоза обеспечивает достаточную прочность для использования в качестве строительного материала.
Целлюлозная изоляция, изготовленная из переработанной бумаги, становится популярной как экологически безопасный материал для изоляции зданий.
Целлюлозу можно обработать борной кислотой в качестве антипирена.
Разное: Целлюлозу можно превратить в целлофан — тонкую прозрачную пленку.
Целлюлоза является основным материалом для целлулоида, который использовался для фото- и кинопленки до середины 1930-х годов.
Целлюлоза используется для изготовления водорастворимых клеев и связующих веществ, таких как метилцеллюлоза и карбоксиметилцеллюлоза, которые используются в обойном клее.
Целлюлоза также используется для изготовления гидрофильных и хорошо впитывающих губок.
Целлюлоза является сырьем для производства нитроцеллюлозы (нитрата целлюлозы), которая используется в бездымном порохе.
Фармацевтика: Производные целлюлозы, такие как микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ), обладают такими преимуществами, как способность удерживать воду, выступать в качестве стабилизатора и загустителя, а также усиливать действие лекарственных таблеток.
Основным источником целлюлозы для промышленного использования являются древесная масса и хлопок.
Целлюлоза является основным ингредиентом бумаги, картона, изделий из древесины и текстиля на основе хлопка.
Из целлюлозы разработан и производится ряд коммерческих продуктов.
Помимо бумажных, текстильных и деревянных изделий, которые изготавливаются из натуральной целлюлозы, за прошедшие годы было разработано несколько видов химически модифицированной целлюлозы.
Первым продуктом, полученным из модифицированной целлюлозы, стала нитроцеллюлоза, появившаяся в начале XX века.
Целлюлоза в основном использовалась для производства бездымного пороха и фотопленки.
Другими искусственными продуктами, полученными из производных целлюлозы, являются, например, целлофан, вискозные волокна и загустители для пищевых продуктов, косметики и фармацевтических препаратов.
Целлюлозу можно модифицировать путем этерификации, в результате чего получаются различные производные целлюлозы с различными свойствами.
Ацетат целлюлозы используется при изготовлении целлюлозных пленок.
Карбоксиметилцеллюлоза используется в целлюлозно-бумажной промышленности, а гидроксипропилцеллюлоза используется в качестве загустителя в пищевых продуктах.
Целлюлоза является одним из наиболее широко используемых природных веществ и стала одним из важнейших видов коммерческого сырья.
Основными источниками целлюлозы являются растительные волокна (хлопок, конопля, лен и джут почти полностью состоят из целлюлозы) и, конечно же, древесина (около 42 процентов целлюлозы).
Поскольку целлюлоза нерастворима в воде, ее легко отделить от других компонентов растения.
Целлюлоза использовалась для изготовления бумаги с тех пор, как китайцы впервые изобрели этот процесс около 100 г. н. э.
Целлюлоза отделяется от древесины в процессе варки, при котором древесная щепа измельчается под проточной водой.
Оставшуюся целлюлозу затем промывают, отбеливают и выливают на вибрационную сетку.
Когда вода наконец стекает с целлюлозы, остается переплетенная сеть волокон, которая после высыхания, прессования и разглаживания превращается в лист бумаги.
Хлопок-сырец на 91 процент состоит из целлюлозы, а ее волокнистые клетки находятся на поверхности семян хлопчатника.
На каждом семени находятся тысячи волокон, и по мере созревания и раскрытия стручка хлопка эти волокнистые клетки отмирают.
Поскольку эти волокнистые клетки в основном состоят из целлюлозы, их можно скручивать, образуя нити или пряжу, из которых затем ткут ткань.
Поскольку целлюлоза легко реагирует как с сильными основаниями, так и с кислотами, для производства других продуктов часто используется химический процесс.
Например, ткань, известная как вискоза, и прозрачная пленка, называемая целлофаном, изготавливаются с помощью многоэтапного процесса, включающего обработку кислотой.
В смесях азотной и серной кислот целлюлоза может образовывать так называемые пироксилин или нитраты целлюлозы, которые используются во взрывчатых веществах.
Однако при смешивании целлюлозы с камфарой получается пластик, известный как целлулоид, который использовался для изготовления ранней кинопленки.
Однако, поскольку он был легко воспламеняющимся (то есть мог легко загореться), его в конечном итоге заменили более новыми и более стабильными пластиковыми материалами.
Хотя целлюлоза по-прежнему остается важным природным ресурсом, многие продукты, которые из нее изготавливались, теперь проще и дешевле производить с использованием других материалов.
Целлюлоза используется в основном в производстве картона и бумаги.
Меньшие объемы перерабатываются в широкий спектр производных, таких как целлофан и вискоза.
В настоящее время ведется работа по переработке целлюлозы из энергетических культур в биотопливо, такое как целлюлозный этанол, как возобновляемый источник топлива.
Целлюлоза используется в рационе в качестве пищевой добавки.
Целлюлоза используется для производства картона и бумажных изделий.
Целлюлоза используется в качестве добавки в различных продуктах питания.
Целлюлоза используется при производстве вискозы.
Целлюлоза используется в качестве консерванта в сыре, поскольку она играет роль агента, препятствующего комкованию.
Целлюлоза используется при изготовлении взрывчатых веществ.
Целлюлоза используется в производстве нитроцеллюлозы.
Целлюлоза в основном используется в производстве картона и бумаги.
Целлюлоза используется в качестве неподвижной фазы в хроматографии.
Целлюлоза является основным компонентом бумаги; дальнейшая переработка может производить целлофан и вискозу, а в последнее время и модал — текстиль, получаемый из целлюлозы бука.
Целлюлоза используется в лабораторных условиях в качестве твердотельного субстрата для тонкослойной хроматографии, а хлопковый линт применяется в производстве нитроцеллюлозы, которая исторически применялась в бездымном порохе.
Вискоза — очень важное волокно, производимое из целлюлозы, которое используется в текстильной промышленности с начала двадцатого века.
Гидроксильные группы целлюлозы могут частично или полностью реагировать с различными химическими веществами, придавая производным полезные свойства.
Эфиры целлюлозы и простые эфиры целлюлозы являются важнейшими коммерческими материалами.
В принципе, хотя и не всегда в современной промышленной практике, целлюлозные полимеры являются возобновляемыми ресурсами.
К сложным эфирам относятся ацетат и триацетат целлюлозы, которые представляют собой пленко- и волокнообразующие материалы, находящие разнообразное применение.
Ацетат целлюлозы, который является одним из самых дешевых видов сырья, используется, среди прочего, в производстве инструментов, оправ для очков, электроизоляции и упаковочных материалов.
Неорганический эфир нитроцеллюлозы изначально использовался в качестве взрывчатого вещества и был одним из первых пленкообразующих материалов.
Нитрат целлюлозы был первым успешным пластиком.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Целлюлоза, β-глюкан, нерастворимый в воде, является важным компонентом клеточной стенки растений.
Целлюлоза — это прочный, волокнистый полисахарид, который имеет линейную цепь остатков глюкозы, связанных связью β-1,4.
Растения в изобилии производят целлюлозу.
Целлюлоза — органическое соединение с формулой (C6H10O5)n, полисахарид, состоящий из линейной цепи из нескольких сотен или многих тысяч β(1 → 4)-связанных единиц D-глюкозы.
Целлюлоза является важным структурным компонентом первичной клеточной стенки зеленых растений, многих видов водорослей и оомицетов.
Некоторые виды бактерий выделяют его, образуя биопленки.
Целлюлоза — самый распространенный органический полимер на Земле.
Содержание целлюлозы в хлопковом волокне составляет 90%, в древесине — 40–50%, а в высушенной конопле — около 57%.
Целлюлоза в основном используется для производства картона и бумаги.
Меньшие объемы перерабатываются в широкий спектр производных продуктов, таких как целлофан и вискоза.
Переработка целлюлозы из энергетических культур в биотопливо, такое как целлюлозный этанол, разрабатывается в качестве возобновляемого источника топлива.
Целлюлозу для промышленного использования получают в основном из древесной массы и хлопка.
Некоторые животные, особенно жвачные и термиты, могут переваривать целлюлозу с помощью симбиотических микроорганизмов, живущих в их кишечнике, таких как трихонимфа.
В питании человека целлюлоза является неперевариваемым компонентом нерастворимых пищевых волокон, действующим как гидрофильный наполнитель для фекалий и потенциально способствующим дефекации.
Целлюлоза — это молекула, состоящая из сотен, а иногда даже тысяч, атомов углерода, водорода и кислорода.
Целлюлоза является основным веществом в стенках растительных клеток, помогая растениям сохранять жесткость и вертикальное положение.
Человек не может переваривать целлюлозу, но она играет важную роль в рационе питания в качестве клетчатки.
Клетчатка помогает пищеварительной системе, способствуя продвижению пищи по кишечнику и выведению отходов из организма.
Животные, такие как коровы, овцы и лошади, могут переваривать целлюлозу, поэтому они могут получать необходимую им энергию и питательные вещества из травы.
Целлюлоза имеет множество применений.
Из хлопка целлюлоза используется для изготовления такой одежды, как футболки и джинсы.
Для производства бумаги требуется огромное количество целлюлозы, получаемой в основном из древесины.
Целлюлоза — сложный углевод или полисахарид, состоящий из 3000 или более единиц глюкозы.
Целлюлоза, основной структурный компонент клеточных стенок растений, составляет около 33 процентов всего растительного материала (90 процентов хлопка и 50 процентов древесины составляют целлюлозу) и является наиболее распространенным из всех встречающихся в природе органических соединений.
Целлюлоза, неперевариваемая человеком, является пищей для травоядных животных (например, коров, лошадей), поскольку они сохраняют ее достаточно долго для переваривания микроорганизмами, присутствующими в пищеварительном тракте; простейшие в кишечнике насекомых, таких как термиты, также переваривают целлюлозу.
Целлюлоза имеет большое экономическое значение, перерабатывается для производства бумаги и волокон, а также химически модифицируется для получения веществ, используемых в производстве таких изделий, как пластмассы, фотопленки и вискоза.
Другие производные целлюлозы используются в качестве клеев, взрывчатых веществ, загустителей для пищевых продуктов и влагостойких покрытий.
Целлюлоза — это белые порошкообразные волокна без запаха.
Плотность: 1,5 г/см3.
Целлюлоза — биополимер, из которого состоит клеточная стенка растительных тканей.
Целлюлозу получают путем обработки хлопка органическим растворителем для его депарафинизации и удаления пектиновых кислот путем экстракции раствором гидроксида натрия.
Основное волокно, составляющее клеточную стенку растительных тканей (дерева, хлопка, льна, травы и т. д.).
Техническое применение зависит от прочности и гибкости его волокон.
Целлюлоза нерастворима в воде.
Целлюлоза растворяется при химическом разложении в серной кислоте и концентрированных растворах хлорида цинка.
Целлюлоза растворима в водных растворах гидроксида аммония меди (Cu(NH3)4(OH)2).
Целлюлоза — это вещество, содержащееся в клеточных стенках растений.
Хотя целлюлоза не является компонентом человеческого организма, она, тем не менее, является самой распространенной органической макромолекулой на Земле.
Научное сообщество впервые обнаружило целлюлозу в 1833 году, когда изучалось ее содержание в клеточных стенках растений.
Химическая структура целлюлозы напоминает структуру крахмала, но в отличие от крахмала целлюлоза чрезвычайно жесткая.
Эта жесткость придает большую прочность телу растения и защищает внутреннюю часть растительных клеток.
Целлюлоза — это полисахарид (C6H10O5)x, состоящий из глюкозных единиц, который составляет основную часть клеточных стенок растений, встречается в природе в таких волокнистых продуктах, как хлопок и капок, а также является сырьем для многих промышленных товаров (таких как бумага, вискоза и целлофан).
Целлюлоза — инертный углевод (C6H10O5)n, основной компонент клеточных стенок растений, а также древесины, хлопка, пеньки, бумаги и т. д.
Целлюлоза — органический полимер, состоящий из нескольких звеньев глюкозы.
Целлюлоза встречается в природе повсюду: в древесине, зеленых растениях, хлопке, цветах, льне и конопле.
В природе целлюлоза встречается в виде волокон, состоящих из нескольких целлюлозных полимеров.
В древесине и растениях волокна образуют сеть, в которой волокна прикреплены друг к другу с помощью механических сил и водородных связей.
Целлюлоза — самый распространенный биополимер на Земле.
Целлюлоза содержится в клеточных стенках растений и бактерий.
Распространенными материалами, содержащими большое количество целлюлозы, являются древесина, бумага и хлопок.
Целлюлоза — нерастворимый в воде полисахарид, который человек не может переварить.
Целлюлоза — это линейный полимер из бета-1,4-связанных строительных блоков глюкозы, с цепями, организованными в микрофибриллы, удерживаемые вместе водородными связями и гидрофобными взаимодействиями. Целлюлоза связана с крахмалом, но отличается от него, водорастворимого углевода, содержащего альфа-1,4-связанные строительные блоки глюкозы, которые усваиваются человеком.
Основным компонентом жестких клеточных стенок растений является целлюлоза.
Целлюлоза — это линейный полисахаридный полимер, содержащий множество глюкозомоносахаридных единиц.
Ацетальная связь является бета-связью, что отличает ее от крахмала.
Это своеобразное различие в ацетальных связях приводит к существенной разнице в усвояемости у людей.
Люди не способны переваривать целлюлозу, поскольку у них отсутствуют необходимые ферменты для расщепления бета-ацетальных связей.
Неперевариваемая целлюлоза — это клетчатка, которая способствует бесперебойной работе желудочно-кишечного тракта.
Целлюлоза — это молекула, состоящая из углерода, водорода и кислорода, которая встречается в клеточной структуре практически всех растительных веществ.
Целлюлоза, которая считается самой распространенной на Земле, даже выделяется некоторыми бактериями.
Целлюлоза обеспечивает структуру и прочность клеточных стенок растений и обеспечивает наш рацион клетчаткой.
Хотя некоторые животные, например жвачные, могут переваривать целлюлозу, люди не могут.
Целлюлоза относится к категории неперевариваемых углеводов, известных как пищевые волокна.
В последние годы целлюлоза стала популярной пищевой добавкой благодаря своим уникальным химическим и физическим свойствам в сочетании с водой.
Хотя целлюлоза содержится в большинстве растительных материалов, наиболее экономичными источниками промышленной целлюлозы являются хлопок и древесная масса.
Целлюлоза состоит из ряда молекул сахара, соединенных вместе в длинную цепь.
Поскольку целлюлоза — это волокно, из которого состоят стенки растительных клеток, она содержится во всех растительных продуктах.
Когда вы едите пищу, содержащую целлюлозу, она остается нетронутой при прохождении через тонкий кишечник.
У людей нет ферментов, необходимых для расщепления целлюлозы.
Целлюлоза также является нерастворимым волокном и не растворяется в воде.
При употреблении целлюлозы нерастворимые волокна могут помочь продвижению пищи по пищеварительной системе и поддерживать регулярную дефекацию.
Помимо своей роли в здоровом пищеварении, пищевые волокна, такие как целлюлоза, могут способствовать укреплению здоровья и другими способами.
Исследования показывают, что высокое потребление клетчатки может снизить риск ряда заболеваний, включая рак желудка и болезни сердца.
Целлюлоза, вероятно, является самым распространенным органическим соединением в мире, которое в основном вырабатывается растениями.
Целлюлоза является наиболее структурным компонентом растительных клеток и тканей.
Целлюлоза — это природный длинноцепочечный полимер, который косвенно играет важную роль в пищевом цикле человека.
Целлюлоза имеет универсальное применение во многих отраслях промышленности, таких как ветеринарные продукты, деревообработка и производство бумаги, волокон и одежды, косметическая и фармацевтическая промышленность в качестве наполнителя. Целлюлоза имеет очень полусинтетические производные, которые широко используются в фармацевтической и косметической промышленности.
Простые эфиры целлюлозы и сложные эфиры целлюлозы — две основные группы производных целлюлозы с различными физико-химическими и механическими свойствами.
Простые и сложные эфиры целлюлозы широко используются при изготовлении лекарственных форм и изделий медицинского назначения.
Эфиры целлюлозы и сложные эфиры целлюлозы играют важную роль в различных типах фармацевтических препаратов, таких как лекарственные формы с покрытием с пролонгированным и отсроченным высвобождением, матрицы с пролонгированным и контролируемым высвобождением, осмотические системы доставки лекарств, биоадгезивы и мукоадгезивы, прессуемые таблетки в качестве усилителей прессуемости, жидкие лекарственные формы в качестве загустителей и стабилизаторов, гранулы и таблетки в качестве связующих веществ, полутвердые препараты в качестве гелеобразующих агентов и многие другие области применения.
Эти полимерные материалы также используются в качестве наполнителей, маскировщиков вкуса, сыпучих агентов и чувствительных к давлению клеев в трансдермальных пластырях.
В настоящее время целлюлоза и полимеры на ее основе приобрели большую популярность в фармацевтической промышленности и становятся все более важными в этой области благодаря производству новых производных и поиску новых применений для существующих соединений фармацевтическими исследователями.
Чистая целлюлоза доступна на рынке в различных формах с различными механическими и фармацевтическими свойствами.
Различия между различными формами целлюлозы связаны с формой, размером и степенью кристалличности их частиц (волокнистые или агломерированные). Микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ) является наиболее известной целлюлозой, которая широко используется в фармацевтической промышленности.
Микрокристаллическая целлюлоза представляет собой многофункциональные фармацевтические вспомогательные вещества, которые могут использоваться в качестве усилителя прессуемости, связующего вещества в процессах влажной и сухой грануляции, загустителя и регулятора вязкости в жидких лекарственных формах, а также сыпучего вещества в твердых лекарственных формах.
Механические свойства сортов микрокристаллической целлюлозы во многом зависят от размера их частиц и степени кристаллизации.
В последние годы производятся новые сорта микрокристаллической целлюлозы с улучшенными фармацевтическими характеристиками, такие как силицированная микрокристаллическая целлюлоза (СМЦ) и сорта микрокристаллической целлюлозы второго поколения или микрокристаллическая целлюлоза типа II (МКЦ-II).
Эти сорта изготавливаются путем совместной обработки целлюлозы с другими веществами, такими как коллоидный диоксид кремния, или с помощью специальных химических процедур.
Другими типами доступной чистой целлюлозы являются порошкообразная целлюлоза (ПК) и порошкообразная целлюлоза с низкой кристалличностью (ПКЦ).
Регенерированная целлюлоза — это одна из форм переработанной целлюлозы, которая производится путем химической переработки натуральной целлюлозы.
На первом этапе целлюлоза растворяется в щелочи и сероуглероде, образуя раствор, называемый «вискозой».
Вискоза, преобразованная в целлюлозу путем пропускания через ванну с разбавленной серной кислотой и сульфатом натрия.
Реконвертированная целлюлоза проходила еще через несколько ванн для удаления серы, отбеливания и добавления пластификатора (глицерина) для образования прозрачной пленки, называемой целлофаном.
Целлофан имеет множество применений в фармацевтической упаковке благодаря своим подходящим характеристикам, таким как хорошая совместимость, долговечность, прозрачность и эластичность.
История
Целлюлоза была открыта в 1838 году французским химиком Ансельмом Пайеном, который выделил ее из растительного материала и определил ее химическую формулу.
В 1870 году компания Hyatt Manufacturing Company использовала целлюлозу для производства первого успешного термопластичного полимера — целлулоида.
Производство вискозы («искусственного шелка») из целлюлозы началось в 1890-х годах, а целлофан был изобретен в 1912 году.
Герман Штаудингер определил полимерную структуру целлюлозы в 1920 году.
Целлюлоза была впервые синтезирована химическим путем (без использования каких-либо биологически полученных ферментов) в 1992 году Кобаяши и Шода.
Полимеры из целлюлозы
Целлюлоза не только повсеместно встречается в природе, целлюлоза также использовалась для изготовления некоторых из первых синтетических полимеров, таких как нитрат целлюлозы, ацетат целлюлозы и вискоза. Формы этих полимеров производятся и используются и сегодня.
Нитрат целлюлозы, также называемый азотистой целлюлозой или сокращенно нитроцеллюлозой, изначально использовался для изготовления пластмасс, часто используемых в качестве имитации слоновой кости.
Его также использовали для создания кинопленки.
Но он был очень взрывоопасным и стал причиной множества пожаров в кинотеатрах.
Этот материал все еще существует в гораздо более безопасной форме и по-прежнему используется для изготовления пластмасс и прозрачных лаковых покрытий для мебели, музыкальных инструментов и других деревянных изделий.
Ацетат целлюлозы заменил нитрат целлюлозы в кинопленке.
Он не взрывоопасен и до сих пор используется для изготовления негативной пленки, фотопленки и прозрачных пластиковых листов.
В старые времена кино его часто называли целлулоидом, и это название до сих пор используется для обозначения кинопленки, хотя многие прокатные копии фильмов теперь изготавливаются из более прочного полиэстера.
Ацетат целлюлозы также используется для изготовления волокон для ацетатной ткани.
Первоначально вискоза представляла собой волокно, изготовленное из нитрата целлюлозы.
Но, как и версии из пластика и пленки, он был очень огнеопасным.
Новый вискоза, изготовленная из ксантогената целлюлозы, намного безопаснее и менее огнеопасна, чем старый материал.
Вискоза пользуется большой популярностью в производстве тканей, поскольку обладает многими качествами натуральных растительных волокон.
Это имеет смысл, поскольку именно из него он сделан.
Но он также имеет гладкую текстуру, которая делает его блестящим, как шелк.
Одним из первых применений вискозы было использование ее в качестве недорогой замены шелку.
Гидроксильные группы целлюлозы могут частично или полностью реагировать с различными реагентами, давая производные с полезными свойствами.
Эфиры целлюлозы и простые эфиры целлюлозы являются важнейшими коммерческими материалами.
В принципе, хотя и не всегда в современной промышленной практике, целлюлозные полимеры являются возобновляемыми ресурсами.
К сложным эфирам относятся ацетат целлюлозы и триацетат целлюлозы, которые представляют собой пленко- и волокнообразующие материалы, находящие разнообразное применение.
Неорганический эфир нитроцеллюлозы изначально использовался в качестве взрывчатого вещества и был одним из первых пленкообразующих материалов.
Производные эфира включают
Этилцеллюлоза — нерастворимый в воде коммерческий термопластик, используемый в покрытиях, чернилах, связующих веществах и таблетках лекарственных препаратов с контролируемым высвобождением;
Метилцеллюлоза;
Гидроксипропилцеллюлоза;
Карбоксиметилцеллюлоза;
Гидроксипропилметилцеллюлоза, E464, используется в качестве модификатора вязкости, гелеобразователя, пенообразователя и связующего вещества;
Гидроксиэтилметилцеллюлоза, используемая в производстве целлюлозных пленок.
Структура Целлюлозы
Как и крахмал, целлюлоза состоит из длинной цепи, состоящей не менее чем из 500 молекул глюкозы.
Таким образом, целлюлоза является полисахаридом (в переводе с латыни «много сахаров»).
Некоторые из этих полисахаридных цепей расположены в параллельных рядах, образуя микрофибриллы целлюлозы.
Отдельные полисахаридные цепи соединены между собой в микрофибриллах водородными связями.
Микрофибриллы, в свою очередь, объединяются в макрофибриллы.
Микрофибриллы целлюлозы чрезвычайно прочны и негибки из-за наличия водородных связей.
Фактически, описывая структуру микрофибрилл целлюлозы, химики называют их строение кристаллическим, имея в виду, что микрофибриллы обладают кристаллоподобными свойствами.
Хотя крахмал имеет ту же основную структуру, что и целлюлоза (он также является полисахаридом), субъединицы глюкозы связаны таким образом, что позволяют молекуле крахмала скручиваться.
Другими словами, молекула крахмала гибкая, а молекула целлюлозы жесткая.
Глюкоза, строительный блок целлюлозы и крахмала, может образовывать шестичленные кольца с двумя различными стереоизомерами, называемыми альфа- и бета-аномером.
Единственное различие между альфа- и бета-глюкозой заключается в углероде C1.
Дисахарид целлобиоза (перезагрузить начальную сцену) — продукт распада целлюлозы, в котором показана бета-1,4-связь между двумя молекулами глюкозы, также присутствующая в целлюлозе.
«бета 1,4» относится к гликозидной связи между аномерным углеродом в бета-конфигурации одной молекулы глюкозы с углеродом 4 другой молекулы глюкозы.
Напротив, крахмалы (в частности, линейная форма амилозы) могут быть расщеплены до мальтозы, стереоизомера целлобиозы, содержащего альфа-1,4-связь.
Таким образом, именно тип гликозидной связи отличает целлюлозу от крахмалов на молекулярном уровне.
Более длинные цепи бета-1,4-связанных глюкоз обнаружены в целлюлозе.
При синтезе целлюлозы эти цепи производятся по отдельности (целлюлозная цепь в процессе биосинтеза).
Опять же, все связи относятся к типу бета 1,4.
В этой структуре мономеры присоединяются к полимерной цепи внутри клетки и секретируются через мембрану, окруженную ферментом на всем протяжении.
После секреции отдельные цепи целлюлозы самоорганизуются, образуя микрофибриллы полукристаллической целлюлозы.
Существует множество форм целлюлозы (I альфа и бета, II, III), которые различаются по ориентации и детальному взаимодействию между линейными полимерами.
Формы целлюлозы
Целлюлозу можно найти в списках ингредиентов под разными названиями, в зависимости от того, какая форма используется.
Хотя целлюлоза имеет одинаковую молекулярную структуру независимо от источника (древесная масса, хлопок или другой растительный материал), то, как молекулы связаны друг с другом и гидратированы ли они, создает различные «формы» целлюлозы.
Порошковая целлюлоза наиболее широко используется в пищевых продуктах и является предпочтительным вариантом для противослеживающих целей.
Целлюлозная камедь или целлюлозный гель, представляющие собой гидратированные формы целлюлозы, часто используются в соусах или других влажных продуктах, таких как мороженое и замороженный йогурт.
Целлюлоза также может встречаться в списках ингредиентов под названиями карбоксиметилцеллюлоза, микрокристаллическая целлюлоза или МКЦ.
Источники целлюлозы
Фрукты, овощи, бобовые, цельное зерно, орехи, семена и другие растительные продукты содержат разное количество целлюлозы.
Кожура растительных продуктов обычно содержит больше целлюлозы, чем мякоть.
В частности, сельдерей содержит очень много клетчатки.
Если у вас когда-либо застревали между зубами волокнистые кусочки сельдерея, значит, вы почувствовали действие целлюлозы.
Целлюлоза также является распространенной пищевой добавкой.
При таком использовании целлюлозу получают либо из древесины, либо из отходов производства растительных продуктов, таких как шелуха овса или кожура арахиса и миндаля.
Другие названия целлюлозы, добавляемой в пищевые продукты, включают:
целлюлозная камедь
микрокристаллическая целлюлоза
натрий карбоксиметилцеллюлоза
микрокристаллическая целлюлоза
Целлюлозу можно добавлять в тертый сыр или сухие смеси специй для предотвращения образования комков.
Целлюлоза также содержится в некоторых видах мороженого и замороженных йогуртах, особенно в обезжиренных сортах, помогая загустить или перемешать продукт и обеспечить густоту при отсутствии жира.
Хлебобулочные изделия можно обогащать целлюлозой для повышения содержания в них клетчатки.
Кроме того, целлюлоза может придавать объем диетическим или низкокалорийным продуктам, таким как заменители пищи, делая их сытными, не увеличивая при этом общую калорийность.
Стоит отметить, что пищевые волокна в целом добавляются во многие продукты питания, даже в такие, как йогурты и мясной фарш.
Если вас интересует, содержат ли приобретаемые вами продукты целлюлозу или другие дополнительные волокна, проверьте список ингредиентов.
Наконец, целлюлоза доступна в форме добавки.
Целлюлозные добавки часто содержат модифицированную версию целлюлозы, которая образует гель в пищеварительном тракте.
Производители этих добавок утверждают, что они помогают насытиться, снизить потребление калорий и способствовать снижению веса.
Однако неясно, соответствуют ли целлюлозные добавки заявленным характеристикам.
Исследование, финансируемое производителем, по эффекту снижения веса от добавки целлюлозы Plenity показало, что люди, принимавшие добавку, потеряли больше веса, чем те, кто принимал плацебо, через 24 недели. Тем не менее, необходимы более долгосрочные исследования.
Как целлюлоза используется в пище
Добавка с клетчаткой:
С ростом осведомленности о потреблении клетчатки целлюлоза стала одной из самых популярных пищевых добавок.
Добавление целлюлозы в пищу позволяет увеличить объем и содержание клетчатки без существенного влияния на вкус.
Поскольку целлюлоза легко связывается и смешивается с водой, ее часто добавляют для увеличения содержания клетчатки в напитках и других жидких продуктах, когда зернистая текстура обычных пищевых добавок с клетчаткой нежелательна.
Снижение калорийности: Целлюлоза обеспечивает большой объем или массу пищи, но поскольку она не переваривается человеком, она не имеет калорийной ценности. По этой причине целлюлоза стала популярным наполнителем в диетических продуктах. Потребители, которые едят продукты с высоким содержанием целлюлозы, чувствуют себя сытыми физически и психологически, не потребляя много калорий.
Загущение/эмульгирование:
Гелеобразующее действие целлюлозы при сочетании с водой обеспечивает как загущающие, так и стабилизирующие свойства пищевым продуктам, в которые она добавляется.
Целлюлозный гель действует подобно эмульсии, суспендируя ингредиенты в растворе и предотвращая отделение воды.
Целлюлозу часто добавляют в соусы как для загущения, так и для эмульгирования.
Загущающая способность целлюлозы также позволяет добавлять больше воздуха в такие продукты, как мороженое или взбитые сливки.
Целлюлоза позволяет производить густые и кремообразные продукты питания без использования большого количества жира.
Предотвращение слеживания:
Способность целлюлозы впитывать влагу и покрывать ингредиенты мелким порошком делает ее предпочтительным ингредиентом для противослеживающих применений.
Измельченные и тертые сыры, смеси специй и порошковые смеси для напитков — это лишь некоторые из многочисленных продуктов питания, в которых целлюлоза используется в качестве антислеживающего агента.
