Xenlulozo là một chất tự nhiên có trong cây gỗ và các loại rau gia vị nhưng không có trong thực phẩm động vật. Công thức cấu tạo của xenlulozo gồm các đường xenlulozođiôse kết nối với nhau thông qua liên kết hợp nhất. Xenlulozo có mặt trong tường tế bào cây, tạo nên cấu trúc chắc chắn và co giãn cho cây. Ngoài ra, xenlulozo còn được sử dụng trong ngành công nghiệp làm giấy, dệt may, dược phẩm và chất bảo quản thực phẩm..
Xenlulozơ là gì? Cấu tạo và tính chất hóa học? Chức năng của xenlulozơ là gì? Cellulose được tìm thấy ở đâu và nó được sử dụng thương mại như thế nào? Quá trình tiêu hóa xenlulozơ ở động vật và người? Thông tin mở rộng về Chitin?
1. Xenlulozơ là gì?
Xenlulozơ [(C 6 H 10 O 5 ) n ] là một hợp chất hữu cơ và polyme sinh học phong phú nhất trên Trái đất. Nó là một carbohydrate hoặc polysacarit phức tạp bao gồm hàng trăm đến hàng nghìn phân tử glucose, liên kết với nhau để tạo thành một chuỗi. Mặc dù động vật không tạo ra cellulose, nhưng nó được tạo ra bởi thực vật, tảo và một số vi khuẩn và các vi sinh vật khác. Cellulose là phân tử cấu trúc chính trong thành tế bào của thực vật và tảo.
Nhà hóa học người Pháp Anselme Payen đã phát hiện và phân lập được cellulose vào năm 1838. Payen cũng xác định được công thức hóa học. Năm 1870, polyme nhiệt dẻo đầu tiên, celluloid, được sản xuất bởi Công ty Sản xuất Hyatt sử dụng cellulose. Kể từ đó, cellulose được sử dụng để sản xuất rayon vào những năm 1890 và giấy bóng kính vào năm 1912. Hermann Staudinger đã xác định cấu trúc hóa học của cellulose vào năm 1920. Năm 1992, Kobayashi và Shoda đã tổng hợp cellulose mà không sử dụng bất kỳ enzyme sinh học nào.
2. Cấu tạo và tính chất hóa học?
Cellulose được hình thành thông qua liên kết β(1→4)-glycosid giữa các đơn vị D-glucose. Ngược lại, tinh bột và glycogen được hình thành bởi liên kết α(1→4)-glycosid giữa các phân tử glucose. Các liên kết trong cellulose làm cho nó trở thành một chuỗi polymer thẳng. Các nhóm hydroxyl trên các phân tử glucose hình thành liên kết hydro với các nguyên tử oxy, giữ cho các chuỗi ở đúng vị trí và giúp sợi có độ bền kéo cao. Trong vách tế bào thực vật, nhiều chuỗi liên kết với nhau tạo thành vi sợi.
Cellulose nguyên chất không mùi, không vị, ưa nước, không tan trong nước và có thể phân hủy sinh học. Nó có nhiệt độ nóng chảy là 467 độ C và có thể được phân hủy thành glucose bằng cách xử lý axit ở nhiệt độ cao.
Công cụ phái sinh quan trọng
Nhiều dẫn xuất cellulose quan trọng tồn tại. Nhiều polyme trong số này có khả năng phân hủy sinh học và là nguồn tái tạo. Các hợp chất có nguồn gốc từ cellulose có xu hướng không độc hại và ít gây dị ứng. Các dẫn xuất cellulose bao gồm:
– Celluloid
– Giấy bóng kính
– Tơ nhân tạo
– Cellulose acetate
– Xenlulozơ triaxetat
– Nitrocellulose
– Metyl xenlulozơ
– Cellulose sulfat
– Etulosis
– Etyl hydroxyetyl xenlulozơ
– Hydroxypropylmetylxenlulô
– Carboxymethyl Cellulose (gôm cellulose)
3. Chức năng xenlulozơ:
Cellulose là một loại protein cấu trúc trong thực vật và tảo. Các sợi cellulose được bao bọc trong một ma trận polysacarit để hỗ trợ thành tế bào thực vật. Thân cây và gỗ được hỗ trợ bởi các sợi cellulose phân bố trong một ma trận lignin, trong đó cellulose đóng vai trò là thanh gia cố và lignin đóng vai trò là bê tông. Dạng tinh khiết nhất của cellulose tự nhiên là bông, bao gồm hơn 90% cellulose. Ngược lại, gỗ bao gồm 40-50% xenlulô.
Một số vi khuẩn tiết ra cellulose để tạo thành màng sinh học. Màng sinh học cung cấp bề mặt gắn kết cho vi sinh vật và cho phép chúng tổ chức thành các khuẩn lạc.
Mặc dù động vật không thể sản xuất cellulose, nhưng nó rất quan trọng cho sự sống còn của chúng. Một số côn trùng sử dụng cellulose làm vật liệu xây dựng và thực phẩm. Động vật nhai lại sử dụng vi sinh vật cộng sinh để tiêu hóa cellulose. Con người không thể tiêu hóa cellulose, nhưng nó là nguồn chất xơ không hòa tan chính, ảnh hưởng đến sự hấp thụ chất dinh dưỡng và hỗ trợ nhu động ruột.
4. Cellulose được tìm thấy ở đâu và nó được sử dụng thương mại như thế nào?
4.1. Cellulose được tìm thấy ở đâu?
Cellulose là một thành phần quan trọng được tìm thấy trong thành tế bào của thực vật xanh, tảo và oomycetes. Nó cũng được tiết ra bởi một số vi khuẩn để tạo thành màng sinh học.
Cellulose được sản xuất tự nhiên bởi các dạng sinh vật khác ngoài thực vật. Nó được tìm thấy là do một số vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo và động vật (ví dụ động vật có vỏ) tạo ra. Vi khuẩn lam có lẽ là những sinh vật đầu tiên sản xuất cellulose.
Ở thực vật bậc cao, cellulose được sản xuất bên ngoài tế bào, đặc biệt là trong ma trận ngoại bào hoặc thành tế bào. Nó được tổng hợp bởi một cấu trúc protein gọi là phức hợp đầu cuối dấu hoa thị nổi trên màng sinh chất. Phức hợp này chứa cellulose tổng hợp, tham gia vào quá trình tổng hợp chuỗi cellulose.
Con đường sinh tổng hợp cellulose sử dụng glucose làm tiền chất. Các bước khác nhau trong lộ trình được hiển thị bên dưới:
(1) Glucose → Glucose 6-photphat (thông qua hexokinase)
(2) Glucose 6-photphat → Glucose 1-photphat (thông qua phosphoglucomutase)
(3) Glucose 1-phosphate → UDP-glucose (thông qua UDP-glucose pyrophosphorylase)
(4) Chuỗi UDP-glucose → Glucan (thông qua Cellulose synthetase)
(5) Chuỗi glucan → Kết tinh cellulose (quá trình kết tinh)
Chuỗi cellulose được sắp xếp giống như “dây cáp” được nhúng trong một ma trận. Ngược lại, ma trận chứa nhiều glycoprotein và các polysacarit khác. Ở vi khuẩn, cellulose được sản xuất như một thành phần của màng sinh học. Màng sinh học là một cộng đồng vi sinh vật được ổn định bởi một ma trận ngoại bào gồm polysacarit, protein và axit nucleic.
4.2. Sử dụng thương mại:
Việc sử dụng thương mại chính cho cellulose là trong sản xuất giấy, trong đó quy trình kraft được sử dụng để tách cellulose khỏi lignin. Sợi cellulose được sử dụng trong ngành dệt may. Bông, vải lanh và các loại sợi tự nhiên khác có thể được sử dụng trực tiếp hoặc xử lý để tạo ra tơ nhân tạo. Cellulose vi tinh thể và cellulose dạng bột được sử dụng làm chất độn thuốc và chất làm đặc thực phẩm, chất nhũ hóa và chất ổn định. Các nhà khoa học sử dụng cellulose trong lọc chất lỏng và sắc ký lớp mỏng. Cellulose được sử dụng làm vật liệu xây dựng và chất cách điện. Nó được sử dụng trong các vật liệu gia dụng hàng ngày, chẳng hạn như bộ lọc cà phê, bọt biển, keo dán, thuốc nhỏ mắt, thuốc nhuận tràng và phim ảnh. Trong khi cellulose từ thực vật luôn là nhiên liệu quan trọng, cellulose từ chất thải động vật cũng có thể được xử lý để tạo ra nhiên liệu sinh học butanol.
5. Quá trình tiêu hóa cellulose ở động vật và người:
5.1. Ở động vật:
Mối có mastigophores (vi khuẩn) trong ruột dẫn đến sự tiêu hóa cellulose. Mặt khác, động vật ăn cỏ là động vật nhai lại. Chúng có các ngăn khác nhau trong dạ dày để thực hiện quá trình tiêu hóa.
Dạ cỏ là ngăn đầu tiên nơi thức ăn ăn vào có chứa cellulose được lưu trữ tạm thời và sau đó được đưa trở lại để nhai lại. Chúng có thể tiêu hóa cellulose do sự hiện diện của vi khuẩn và enzyme trong dạ cỏ, nơi diễn ra quá trình tiêu hóa vi khuẩn kỵ khí. Sản phẩm phụ của quá trình tiêu hóa này giải phóng khí mê-tan có mùi hôi thối và gây ra sự phá hủy tầng ôzôn của Trái đất.
5.2. Ở người:
Cellulose là một loại chất xơ mà hệ thống tiêu hóa của con người không thể tiêu hóa được. Tuy nhiên, nó giúp hoạt động trơn tru của đường ruột.
Sự hiện diện của các liên kết beta-acetal trong xenlulô phân biệt nó với tinh bột và là yếu tố quyết định khả năng tiêu hóa của nó. Con người thiếu enzym cần thiết để phá vỡ liên kết. Ngoài ra, nó tạo thành một phần quan trọng trong chế độ ăn uống của con người từ thực phẩm thực vật.
Trái cây và rau quả chứa một lượng nhỏ cellulose, dễ tiêu hóa. Chất xơ chứa cellulose hoạt động như một vật liệu số lượng lớn, bổ sung số lượng lớn cho thực phẩm được tiêu thụ và giúp thực phẩm di chuyển trơn tru và hiệu quả với tốc độ nhanh hơn nhiều. Chế độ ăn nhiều chất xơ làm giảm nguy cơ ung thư ruột kết vì chất xơ giúp giảm thời gian phân ở lại trong thành ruột kết.
Bởi vì nó không hòa tan trong nước, nó liên kết với các thành phần khác để tạo thành khối lớn giúp di chuyển qua ruột hỗ trợ nhu động ruột. Tiêu thụ thực phẩm không chứa cellulose trong thời gian dài sẽ làm suy yếu đường ruột dẫn đến táo bón.
Những chất xơ này hỗ trợ sự phát triển của vi khuẩn trong ruột ăn đường và chất xơ. Họ duy trì sức khỏe đường ruột và hỗ trợ vi khuẩn không lành mạnh. Chất xơ cũng ngăn ngừa tăng cân và giúp giảm cân.
6. Thông tin mở rộng về Chitin:
Cellulose là polysacarit tự nhiên phong phú nhất, tiếp theo là chitin. Cellulose tương tự như chitin ở chỗ nó là một polysacarit với các monome được liên kết bởi các liên kết glycosid β(1→4). Sự khác biệt của chúng là trong thành phần monosacarit của chúng: Cellulose bao gồm D-glucose trong khi chitin là một polyme của các monome N-acetyl-D-glucosamine. Chitin có một nhóm acetylamine thay vì một nhóm hydroxyl trên mỗi monome. Điều này cho phép tạo ra nhiều cơ hội liên kết hydro hơn giữa các polyme trong chitin. Vì vậy, so với cellulose, chitin là polysaccharid cứng hơn, ổn định hơn khi kết hợp với canxi cacbonat trong vật liệu composite.
Bạn thấy bài viết Xenlulozo là gì? Công thức cấu tạo? Xenlulozo có ở đâu? có giải quyết đươc vấn đề bạn tìm hiểu không?, nếu không hãy comment góp ý thêm về Xenlulozo là gì? Công thức cấu tạo? Xenlulozo có ở đâu? bên dưới Blog domanhhung.com có thể chỉnh sửa & cải thiện nội dung tốt hơn cho độc giả nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website Đỗ Mạnh Hùng Blog
Chuyên mục: Kiến thức chung
Source: Đỗ Mạnh Hùng Blog Tổng hợp thông tin
Xenlulozo là một hợp chất hữu cơ có trong cây trồng chủ yếu là gỗ và ít được tìm thấy ở các loại thức ăn từ đậu nành, ngô hay lúa mì. Công thức cấu tạo của xenlulozo gồm các liên kết glucose trong mạch chính. Điều này tạo ra một chất tương tự như tiền chất của các sản phẩm giấy, sợi, gỗ hay sợi vải. Xenlulozo còn được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm như là chất chống caking hoặc chất ổn định thức ăn. Để tìm hiểu về xenlulozo, chúng ta có thể thấy nó trong sản phẩm như xơ không tinh bột, viên nén, và nhiều sản phẩm khác.
