Celuloza: skład, właściwości, występowanie i zastosowania

Co to jest celuloza?

Na początku odpowiedzmy na podstawowe pytanie: co oznacza celuloza. Nie bez przyczyny w języku łacińskim słowo cellula stanowi określenie komórki. Celuloza współtworzy ściany komórkowe wielu gatunków roślin. Aby lepiej zrozumieć, co to jest celuloza w komórce, warto przypomnieć sobie schemat budowy komórek roślinnych. Wewnątrz każdej z nich znajduje się jądro komórkowe, cytoplazma, vacuole i mitochondria, osadzone w przestrzeni, ograniczonej błoną i ściankami. Jaką rolę odgrywa w roślinie celuloza? Funkcją podstawową ścianek celulozowych jest ochrona wnętrza komórki. Dzięki nim komórka zyskuje również określony kształt.

Czym dokładnie jest celuloza? To polimer liniowy pochodzenia roślinnego, polisacharyd nierozgałęziony, wchodzący m.in. w skład błonnika pokarmowego. Wzór sumaryczny celulozy wygląda następująco: (C₆H₁₀O₅)_n.

Z czego powstaje celuloza?

Naturalna produkcja włókien celulozowych możliwa jest dzięki fotosyntezie, w której rośliny samoczynnie wytwarzają energię pod wpływem dwutlenku węgla i światła słonecznego. Z czego więc powstaje celuloza? Skład roślinnych ścianek komórkowych jest dość prosty – zawiera reszty monosacharydu D-glukozy, połączone glikozydowym wiązaniem β-1,4 w charakterystyczne, pofałdowane łańcuchy.

Właściwości celulozy i jej budowa

Jak wygląda celuloza roślinna? Jest to białe, bezwonne i pozbawione smaku ciało stałe, nierozpuszczalne w wodzie. Celuloza ma strukturę włóknistą. W ścianach komórkowych występuje ona razem z innymi związkami organicznymi, takimi jak: lignina czy pektyny. Do rozpuszczenia celulozy służy tak zwany odczynnik Schweizera, chemiczny roztwór wodorotlenku diakwatetraaminamiedzi(II).

Celuloza występuje w różnych postaciach, zróżnicowanych pod względem właściwości fizycznych i chemicznych. Warto wiedzieć o tym, że niektóre rodzaje celulozy, na przykład etyloceluloza, rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych i pęcznieją w kontakcie z alkoholami. Roztwory metylocelulozy bardzo się pienią. Roztwory karboksymetylocelulozy są zaś silnie higroskopijne.

W jakich roślinach występuje celuloza?

W jakiej roślinie znajduje się celuloza? Możemy ją znaleźć w wielu gatunkach roślin, rosnących zarówno w klimacie chłodnym, jak i w strefie umiarkowanej czy równikowej. Przykładami rośliny z celulozą są m.in.:

• bawełna,
• len,
• konopie,
• drzewa iglaste i liściaste,
• owoce i warzywa (na przykład: jabłka, gruszki),
• orzechy,
• zboża.

Przyjmuje się, że bawełna jest rośliną najbardziej bogatą we włókna celulozowe. Poziom zawartości celulozy w jej komórkach osiąga nawet 95%.

Celuloza i jej funkcje w organizmie człowieka

Jaka jest rola celulozy w organizmie człowieka? Ten składnik, dostarczany wraz z pokarmem, pełni bardzo ważną funkcję w utrzymaniu dobrej kondycji układu pokarmowego. Co robi celuloza w jelitach? Dzięki niej pokarm szybciej przesuwa się w dół przewodu pokarmowego, czemu towarzyszy również uczucie sytości. Błonnik wspiera procesy metaboliczne i naturalną detoksykację organizmu.

Zastosowanie celulozy w przemyśle spożywczym

W zakładach branży spożywczej bardzo często w procesach produkcyjnych wykorzystywana jest celuloza. Do czego służy? Jest to popularny zagęszczacz i stabilizator, znany również jako E460. Dodatek możemy znaleźć w wielu produktach, po które sięgamy na co dzień. Są to na przykład: dania instant, bułki pszenne, dżemy, śmietanki, sosy itd.

Celuloza występuje również w żywności dietetycznej i w specjalistycznych suplementach diety, na przykład w: odchudzających shake`ach, jogurtach, koktajlach, zupkach. Osłonki celulozowe wykorzystywane są do produkcji kiełbas i wędlin parzonych lub wędzonych.

Znaczenie celulozy w przemyśle papierniczym i farmaceutycznym

Trwałe i elastyczne włókna celulozowe są surowcem szczególnie ważnym w przemyśle papierniczym. Do grona najbardziej znanych produktów z celulozy należą m.in.: papier, kartony, opakowania i artykuły higieniczne (papier toaletowy, czyściwo, ręczniki kuchenne).

Potencjał celulozy docenili również producenci przemysłu farmaceutycznego. Surowiec ten można obecnie znaleźć m.in. w osłonkach tabletek, kapsułek, proszków itd. Włókna biopolimerowe służą też do produkcji opatrunków.

Pozostałe zastosowania celulozy

Celuloza znajduje wiele zastosowań. Sięgają po nią włókiennicy i firmy zajmujące się produkcją różnych gatunków sztucznego jedwabiu (w tym: jedwabiu miedziowego, octanowego, wiskozowego) oraz włókien bawełno- i wełnopodobnych.

Estry celulozy i kwas azotowy służą również do wyrobu nitrocelulozy. Surowiec ten wykorzystywany jest na masową skalę w przemyśle zbrojeniowym do produkcji prochów strzelniczych.

W ostatnich dekadach celulozą zainteresowały się też podmioty, związane z branżą biopaliw. Zaczęto na masową skalę produkować etanol z celulozy, pozyskiwanej z odpadków roślinnych, resztek drewnianych oraz słomy. Jest to alternatywne paliwo, dzięki któremu można znacząco ograniczyć zużycie nieodnawialnych paliw kopalnych.