Cellulosa

Från Rilpedia

Texten från svenska Wikipedia

Den här artikeln saknar källhänvisningar. Förbättra gärna artikeln genom att lägga till pålitliga källor (helst fotnoter). Material som inte kan verifieras kan ifrågasättas eller tas bort. (april 2009)

Schematisk bild av cellulosa som polymer av β-D-glukosenheter.

Modell av del cellulosamolekyl. Representativa positioner för atomerna visas. Vit=Väte; Röd=Syre; Svart=Kol.

Cellulosa är den dominerande komponenten i växternas cellväggar och därmed den vanligaste organiska substansen i naturen. Dessutom syntetiseras cellulosa av en rad andra organismer, som bakterier, alger, oomyceter och havsdjuret sjöpung. Dock packar sig cellulosakedjorna annorlunda i dessa cellulosor än i växtcellulosan.

Ur kostsynpunkt brukar cellulosa benämnas fibrer (kostfiber).

Uppbyggnad och egenskaper

Cellulosa, liksom stärkelse, är en kolhydrat, mera specifikt en polysackarid. Polysackarider är polymer uppbyggda av enkla monosackarider, i detta fall β-D-glukosenheter, vilket gör den till en homopolymer. Glukos har formeln C₆H₁₂O₆ och cellulosa (C₆H₁₀O₅)_n. Skillnaden mellan cellulosa och stärkelse är hur glukosmolekylerna i kedjan är bundna till varandra. I cellulosan är varannan druvsockermolekyl vänd "upp och ner", vilket gör att cellulosan får en helt annan struktur än stärkelsen. Cellulosakedjor kan vara mycket långa och innehålla 12 - 15 000 glukosringar. Kedjorna packar sig i buntar som kallas fibriller, eller möjligen mikrofibriller, som i sin tur packar sig i buntar - fibrillaggregat (som även dom ibland kallas mikrofibriller). Cellulosa är alltså ett kristallint material. Såväl fibriller som fibrillaggregat hålls samman av icke-kovalenta krafter - huvudsakligen vätebindningar och hydrofob interaktion. Storleken och formen hos fibrillerna varrierar mellan olika arter och bestäms troligen redan vid biosyntesen. Högre växter anses ha fibriller som är kvadraiska med 6 x 6 cellulosakedjor, medan bakterier och vissa alger tillverkar betydligt större fibriller som även kan vara tillplattade.

Biosyntes

Cellulosa tillverkas vid cellernas yttermembran av stora komplex av enzym som kallas terminala komplex. Ett sådant tillverkar flera celluloskedjor parallellt som omedelbart efter polymeriseringen spontant kristalliserar till en fibrill. Biosyntesen är naturvänlig.

Nedbrytning

Människans matspjälkningsapparat kan inte spjälka cellulosans β-1,4-glykosidbindningar, varför vi inte alls kan tillgodogöra oss cellulosans energivärde. För detta krävs den typ av specialiserade matsmältningssystem som exempelvis idisslare och termiter har. Dessa utnyttjar i sin tur bakterier som med hjälp av speciella enzymer (cellulaser) kan spjälka cellulosan. I naturen är det bland annat svampar och bakterier som bryter ner cellulosa.

Tekniska tillämpningar

Cellulosa har en mycket bred teknisk användning. Cellulosa i mer eller mindre naturliga blandningar med andra polysackarider och lignin är råmaterial vid framställning av papper, träfiberisolering, och många former av textilier. Om man framställer helt ren cellulosa ur trämassan kan den användas till en rad andra produkter som till exempel plast, vulkanfiber, konsistensgivare, lim och sprängämnen, då ofta i form av cellulosaderivat. Oderivatiserat cellulosapulver används för att göra tabletter (läkemedel).

Se även

Förutom cellulosa är de övriga två huvudkomponenterna i trä det amorfa ligninet samt hemicellulosa, en grupp av polysackarider som till skillnad från cellulosa är kortare, består av flera sockerarter och ofta har sidogrupper.