Как выглядит целлюлоза. Натуральные целлюлозные волокна: узнаем их подробнее. Профилактика раковых заболеваний кишечника


Строение.

Молекулярная формула целлюлозы (-C 6 H 10 O 5 -) n , как и у крахмала. Целлюлоза тоже является природным полимером. Ее макромалекула состоит из многих остатков молекул глюкозы. Может воэникнуть вопрос: почему крахмал и целлюлоза – вещества с одинаковой молекулярной формулой – обладают различными свойствами?

При рассмотрении синтетических полимеров мы уже выяснили, что их свойства зависят от числа элементарных звеньев и их структуры. Это же положение относится и к природным полимерам. Оказывается, степень полимеризации у целлюлозы намного больше, чем у крахмала. Кроме того, сравнивая структуры этих природных полимеров, установили, что макромолекулы целлюлозы, в отличие от крахмала, состоят из остатков молекулы b-глюкозы и имеют только линейное строение. Макромолекулы целлюлозы располагаются в одном направлении и образуют волокна (лен, хлопок, конопля).

В каждом остатке молекулы глюкозы содержатся три гидроксильные группы.

Физические свойства .

Целлюлоза – волокнистое вещество. Она не плавится и не переходит в парообразное состояние: при нагревании примерно до 350 о С целлюлоза разлагается – обугливается. Целлюлоза нерастворима ни в воде, ни в большинстве других неорганических и органических растворителях.

Неспособность целлюлозы растворяться в воде – неожиданное свойство для вещества, содержащего по три гидроксильные группы на каждые шесть атомов углерода. Хорошо известно, что полигидроксильные соединения легко растворяются в воде. Нерастворимость целлюлозы объясняется тем, что ее волокна представляют собой как бы «пучки» расположенных параллельно нитевидных молекул, связанных множеством водородных связей, которые образуются в результате взаимодействия гидроксильных групп. Внутрь подобного «пучка» растворитель проникнуть не может, а следовательно, не происходит и отрыва молекул друг от друга.

Растворителем целлюлозы является реактив Швейцера – раствор гидроксида меди (II) с аммиаком, с которым она одновременно и взаимодействует. Концентрированные кислоты (серная, фосфорная) и концентрированный раствор хлорида цинка также растворяют целлюлозу, но при этом происходит ее частичный распад (гидролиз), сопровождающийся уменьшением молекулярной массы.

Химические свойства .

Химические свойства целлюлозы определяются прежде всего присутствием гидроксильных групп. Действуя металлическим натрием, можно получить алкоголят целлюлозы n. Под действием концентрированных водных растворов щелочей происходит так называемая мерсиризация – частичное образование алкоголятов целлюлозы, приводящая к набуханию волокна и повышению его восприимчивости к красителям. В результате окисления в макромолекуле целлюлозы появляется некоторое число карбонильных и карбоксильных групп. Под влиянием сильных окислителей происходит распад макромолекулы. Гидроксильные группы целлюлозы способны алкилироваться и ацилироваться, давая простые и сложные эфиры.

Одно из наиболее характерных свойств целлюлозы – способность в присутствии кислот подвергаться гидролизу с образованием глюкозы. Аналогично крахмалу гидролиз целлюлозы протекает ступенчато. Суммарно этот процесс можно изобразить так:

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O H2SO4_ nC 6 H 12 O 6

Так как в молекулах целлюлозы имеются гидроксильные группы, то для нее характерны реакции этерификации. Из них практическое значение имеют реакции целлюлозы с азотной кислотой и ангидридом уксусной кислоты.

При взаимодействии целлюлозы с азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты, в зависимости от условий образуются динитроцеллюлоза и тринитроцеллюлоза, являющиеся сложными эфирами:

При взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом (в присутствии уксусной и серной кислот) получается триацетилцеллюлоза или диацетилцеллюлоза:

Целлюлоза горит. При этом образуются оксид углерода (IV) и вода.

При нагревании древесины без доступа воздуха происходит разложение целлюлозы и других веществ. При этом получаются древесный уголь, метан, метиловый спирт, уксусная кислота, ацетон и другие продукты.

Получение.

Образцом почти чистой целлюлозой является вата, полученная из очищенного хлопка. Основную массу целлюлозы выделяют из древесины, в которой она содержится вместе с другими веществами. Наиболее распространенным методом получения целлюлозы в нашей стране является так называемый сульфитный. По этому методу измельченную древесину в присутствии раствора гидросульфита кальция Ca(HSO 3) 2 или гидросульфита натрия NaHSO 3 нагревают в автоклавах при давлении 0,5–0,6 МПа и температуре 150 о С. При этом все другие вещества разрушаются, а целлюлоза выделяется в сравнительно чистом виде. Ее промывают водой, сушат и направляют на дальнейшую переработку, большей частью на производство бумаги.

Применение.

Целлюлоза используется человеком с очень древних времен. Сначала применяли древесину как горючий и строительный материал; затем хлопковые, льняные и другие волокна стали использовать как текстильное сырье. Первые промышленные способы химической переработки древесины возникли в связи с развитием бумажной промышленности.

Бумага – это тонкий слой волокон клетчатки, спрессованных и проклеенных для создания механической прочности, гладкой поверхности, для предотвращения растекания чернил. Первоначально для изготовления бумаги употребляли растительное сырье, из которого чисто механически можно было получить необходимые волокна, стебли риса (так называемая рисовая бумага), хлопка, использовали также изношенные ткани. Однако по мере развития книгопечатания перечисленных источников сырья стало не хватать для удовлетворения растущей потребности бумаги. Особенно много бумаги расходуется для печатания газет, причем вопрос о качестве (белизне, прочности, долговечности) для газетной бумаги значения не имеет. Зная, что древесина примерно на 50% состоит из клетчатки, к бумажной массе стали добавлять размолотую древесину. Такая бумага непрочна и быстро желтеет (особенно на свету).

Для улучшения качества древесных добавок к бумажной массе были предложены различные способы химической обработки древесины, позволяющие получить из нее более или менее чистую целлюлозу, освобожденную от сопутствующих веществ – лигнина, смол и других. Для выделения целлюлозы было предложено несколько способов, из которых мы рассмотрим сульфитный.

По сульфитному способу измельченную древесину ”варят “ под давлением с гидросульфитом кальция. При этом сопутствующие вещества растворяются, и освобожденную от примесей целлюлозу отделяют фильтрованием. Образующиеся сульфитные щелока являются в бумажном производстве отходами. Однако вследствие того, что они содержат наряду с другими веществами способные к брожению моносахариды, их используют как сырье для получения этилового спирта (так называемый гидролизный спирт).

Целлюлоза применяется не только как сырье в бумажном производстве, но идет еще и на дальнейшую химическую переработку. Наибольшее значение имеют простые и сложные эфиры целлюлозы. Так, при действии на целлюлозу смесью азотных и серных кислот получают нитраты целлюлозы. Все они горючи и взрывчаты. Максимальное число остатков азотной кислоты, которые можно ввести в целлюлозу, равно трем на каждое звено глюкозы:

N HNO3_ n

Продукт полной этерификации - тринитрат целлюлозы (тринитроцеллюлоза) - должен содержать в соответствии с формулой 14,1% азота. На практике получают продукт с несколько меньшим содержанием азота (12,5/13,5%), известный в технике под названием пирокселин. При обработке эфиром пироксилин желатинизируется; после испарения растворителя остаётся компактная масса. Мелконарезанные кусочки этой массы – бездымный порох.

Продукты нитрования, содержащие около 10% азота, отвечает по составу динитрату целлюлозы: в технике такой продукт известен под названием коллоксилин. При действии на него смеси спирта и эфира образуется вязкий раствор, так называемый коллодий, применяемый в медицине. Если к такому раствору добавить камфору (0.4 ч. камфоры на 1 ч. коллоксилина) и испарить растворитель, то останется прозрачная гибкая плёнка – целлулоид. Исторически – это первый известный тип пластмассы. Ещё с прошлого века целлулоид получил широкое применение как удобный термопластичный материал для производства многих изделий (игрушки, галантерея и т. д.). В особенности важно использование целлулоида в производстве киноплёнки и нитролаков. Серьёзным недостатком этого материала является его горючесть, поэтому в настоящее время целлулоид всё чаще заменяют другими материалами, в частности ацетатами целлюлозы.

Клетчатка или пищевые волокна, по мнению диетологов, должны ежедневно присутствовать в рационе человека. Она содержится только в растительной пище. Но человек упорно стремится заменять пищу растительную на пищу животного происхождения.

Энергетической ценности пищевые волокна не представляют, но зато содержат массу необходимых веществ, несущих огромную пользу для организма. Что такое клетчатка, её значение, польза и вред, сегодня в нашей статье.

Считается, что для обеспечения нормального и здорового существования, человеку необходимо так строить свой рацион питания, чтобы в нём присутствовало 80% пищи растительной и 20% пищи животного происхождения.

А отсутствие растительной пищи порождает в организме опасные заболевания сердца, сосудов, обмена веществ и даже онкологию.

В жизни получается у многих людей все наоборот. Ученые отмечают, что даже в наиболее развитых странах, на кого мы привыкли равняться, допустим во Франции, происходит заметное снижение в употреблении растительных волокон. Нормой потребления считается 40 г в день, а во Франции оно уже снизилось до 20 г.

И происходит это не только потому, что люди предпочитают больше есть мясо, но и потому, что рынок предлагает нам рафинированную растительную пищу, лишённую пищевых волокон.

Что такое клетчатка

С научной точки зрения, растительная клетчатка относится к полисахаридам, имеющим вид длинной цепочки моносахаридов одного вида, чаще углеводов сложных. Это ни что иное, как волокна пищевые, из которых состоят мембраны клеток растительных.

Эти макроэлементы плохо поддаются переработке в организме человека и потому выводятся из организма быстро и почти в неизменном виде. Поэтому, встречается в литературе сравнение растительных волокон со щёткой, которая продвигаясь по лабиринтам кишечника, вычищает из всех пространств между ворсинками, все давние и застарелые отложения остатков пищевых.

Которые разлагаясь, выделяют яд и токсины, а те в свою очередь попадают в кровь и разносятся ко всем органам, что не безопасно для человека.Посмотрите видео, о волшебной пользе клетчатки:

Пищевые волокна относятся к грубой пище, но именно в такой пище и нуждается желудочно-кишечный тракт человека. И пусть не дают эти макроэлементы энергию организму, как витамины и минералы, но они выполняют свою, необходимую и важную роль.

Виды клетчатки

Пищевые волокна имеют сложную квалификацию по разным признакам, я не буду полностью описывать её, а только кратко перечислю для общего представления.

Макроэлементы растительного происхождения имеют отличия друг от друга:

  • В химическом строении , здесь выделяются два направления, к которым относится лигнин (это волокна неуглеводные) и полисахариды (камеди и пектины, гемицеллюлоза и целлюлоза..);
  • В способах очистки (очищенные и неочищенные);
  • По сырьевому происхождению . Отвечая на важный вопрос, в чем содержится клетчатка, источники подразделяются две группы. В одну входят пищевые волокна получаемые нетрадиционным путем, используя стебли травянистых растений, злаков, тростника и даже волокна деревьев лиственных и хвойных пород. А в другой группе- все овощные и злаковые культуры, относящиеся к традиционному происхождению;
  • По растворимости волокон , поскольку макроэлементы бывают растворимые, такие как (слизи и камеди, дериваты и пектин). И нерастворимые, такие как (лигнин и целлюлоза);
  • По степени переработки в кишечнике . Одни макроэлементы полностью подвергаются ферментации (камеди и пектин, гемицеллюлоза и слизь). Другие совершенно не по зубам микроорганизмам и их ферментам и они выходят из организма в неизменном виде (лигнин).А третьи, лишь частично перерабатываются, это: гемицеллюлоза и целлюлоза.

Основные типы пищевых волокон

Хочется отметить лишь основные типы макроэлементов пищевых волокон. К ним относятся:


Лигнины , это макроэлементы одревесневших стенок растительных клеток, которые задают структуру прочности клеточным мембранам. Лигнинов много в древесных породах, в лиственных их содержится до 24%, в хвойных — до 30%. Но это не значит, что они отсутствуют в овощах и травах.

Их содержание отмечается в злаках, редисе, редьке, свёкле, горохе и баклажанах. Причём, чем дольше лежат овощи, тем концентрация лигнинов становится в них выше. Как было отмечено выше, они совершенно не перерабатываются в кишечнике и продвигаясь захватывают с собой и другие вещества, уменьшая их всасываемость и усвояемость, за счёт быстрого прохождения по кишечнику.

Это свойство лигнинов взято на вооружении людьми, желающими быстро похудеть. Кроме этого лигнины снижают уровень холестерина и помогают очищению кишечника.

Группа полисахаридов

К этой группе относятся крахмальные (гликоген и крахмал), и структурные полисахариды или некрахмальные:

Это целлюлоза, являющаяся строительным материалом растений. Она нерастворима в воде и при гидролизе преобразуется в глюкозу. В природе представляется довольно распространённым макроэлементом. Фигурирует во всех растениях, больше всего ее в оболочках зёрен, кожуре плодов и овощей, кожице ягод и фруктов.

Переваривание целлюлозы происходит только в пищеварительном тракте жвачных животных. благодаря содержанию особой группы микроорганизмов, способных расщеплять целлюлозу до глюкозы. Человек не может перерабатывать этот макроэлемент.


Гемицеллюлоза как и целлюлоза, вбирает в себя большое количество воды и при этом увеличивается в объёме. Они создают ощущение быстрого наполнения желудка и сытости, в толстом кишечнике своим объёмом проталкивают все содержимое «к выходу», тем самым благоприятствует быстрому освобождению кишечника.

Пектины, представляясь макроэлементом структурным, участвуют в поддержании давления растений. Их содержание отмечается во всех растениях высшего порядка и в некоторых водорослях, обитающих в море. Благодаря пектинам плоды и овощи длительное время сохраняют свою свежесть при хранении.

Пектины тоже не усваиваются организмом человека, снижают всасывание жиров и сахара, являясь отличным сорбентом они захватывают холестерин, отходы и токсины из кишечника и выводят их. Пектины очень полезны при дисбактериозе кишечника. В большом количестве содержатся в яблоках, цитрусовых плодах, свёкле, тыкве.

Описанные выше макроэлементы обеспечивают здоровье кишечнику, его нормальную работу и своевременное освобождение от каловых масс.

Польза и вред клетчатки для организма человека

Исследования показывают, что грубая пища не только делает человека здоровым, но и увеличивает его продолжительность жизни. Макроэлементы растительной пищи оздоравливают флору кишечника, увеличивают число полезных бактерий.

В чем заключается польза клетчатки

Пищевые волокна, это компонент, который не поддается даже абсорбции из желудочно-кишечного тракта. Несмотря на это, ее значение для сохранения и восстановления здоровья, является основным.


Благодаря диете богатой макроэлементами растителными, можно облегчить, например, головные боли и снизить частоту приема противовоспалительных препаратов. Такая профилактика диетой, актуальна при камнях в почках, предотвращает или значительно снижает их перемещение во время колик в почках, успешно конкурирует с препаратами с аналогичным действием.

Изменив, свои пищевые привычки в пользу полезных продуктов, можно значительно улучшить свое здоровье.

Здоровая микрофлора кишечника

Нет секрета в том, что при неправильном питании, в первую очередь страдает микрофлора кишечника. И от этого зависит работа всех внутренних органов. Внутри кишечника живет масса разных бактерий, многие из которых составляют симбиоз с организмом.

Особая роль отводится пребиотикам. Растительная пища в толстом кишечнике избирательно стимулируют рост и активность пробиотических штаммов микроорганизмов, благоприятно влияющих на организм человека.

К наиболее часто используемым пребиотикам, относятся растворимые фракции клетчатки. Продукты с их высоким содержанием, формируют благоприятный баланс кишечной микрофлоры таким образом, что бактерии из рода Lactobacillus и Bifidobacterium, преобладают по отношению к другим.

Снижение уровня холестерина в крови

Отдельные фракции волокон, растворимые в воде, то есть пектин и вода, эффективно снижают всасывание и циркуляцию гепато-кишечных желчных кислот путем их механического соединения. А холестерин, как известно, являясь основой желчных кислот, может всасываться вместе с другими веществами и снова возвращаться в печень.

Растворимые волокна препятствуют этому процессу, связывая холестерин. Они способствуют его выведению вместе с калом, а печень вынуждена будет восстановить правильный его уровень, ликвидируя плохой холестерин. Вот такие колоссальные преимущества и большое значение одного компонента пищи, оказывает на здоровье.


Восстановление работы кишечника

Одной из наиболее распространенных проблем со здоровьем современного человека, являются запоры. Они возникают, прежде всего, в результате неправильной диеты, с ограниченным содержанием клетчатки. Большинство людей, не понимая зависимости между питанием и здоровьем, ищут решения своих проблем в аптеках, например в качестве травяных слабительных препаратов.

К сожалению, пациенты, не меняя пищевых привычек, после очередного курса очищения желудка фито чаями, в итоге, обращаются за помощью врача, который назначит при запоре диету богатую растительными волокнами.

Пищевые волокна — это важнейший элемент фруктово-овощных диет, смесь химических соединений растительного происхождения, с очень богатым химическим составом, являющимся простой моделью рационального питания здоровых людей.

Состав питательных веществ в дневном рационе, должен содержать пищевые волокна до 40-60 грамм. Это необходимо для того, чтобы волокна могли выполнять свои функции и дополнительно устранить проблему запоров, также в рационе необходимо увеличить объем жидкости до 2-2,5 л, выпивая первый стакан, лучше теплой, кипяченой воды натощак.

Польза для похудения

Поступление их в организм в естественной форме – в еде, даст эффективные результаты в снижении массы тела. Продукты требуют интенсивного жевания, длительного пребывания в желудке, там они набухают и обеспечивают быстрое и длительное чувство сытости.

Кроме того, в результате медленного переваривания и всасывания, не происходит резких повышений концентрации глюкозы в сыворотке крови, несмотря на то, что во фруктах и овощах, она содержится в больших количествах.


После употребления продуктов растительных, не наступает быстрое чувство голода, характерное для продуктов с высоким содержанием сахара (например, сладкие газированные напитки).

Укрепление иммунитета

К универсальным преимуществам использования пищевых волокон в пищу, относится также укрепление иммунитета. Чаще всего, для этого используют травяные лекарства или пищевые добавки, состав которых основан на экстракте или соке эхинацеи пурпурной, водных экстрактах алоэ, лука, чеснока.

Влияние растительной диеты на иммунитет человеческого организма, происходит за счет стимулирования развития естественно обитающих в желудочно-кишечном тракте микроорганизмов.

Их присутствие необходимо для правильного функционирования лимфоидной ткани, связанной со слизистыми оболочками кишечника, и непосредственного стимулирования всей иммунной системы. Поддержание иммунного гомеостаза организма человека при помощи правильно функционирующей микрофлоры кишечника, основано на регулировании уровня лимфоцитов Treg, 17 и соотношение лимфоцитов Th1/Th2, а также поддержании и защите кишечного барьера, выработке антител.

Кроме того, эти бактерии, снижают кислотность каловых масс и развитие вредоносных бактерий, защищают организм от инфекций, патогенных микроорганизмов.

Состав микрофлоры, существующий в желудочно-кишечном тракте человека, а также ее благоприятное влияние на иммунную систему, тесно зависит от способа питания. Правильную функциональность микрофлоры кишечника, можно сохранить только при условии предоставления вместе с едой питательных веществ, необходимых полезным бактериям кишечника.

Такой едой для них является растительная пища. В свою очередь, питание богатое на простые сахара, будет способствовать доминированию патогенных микроорганизмов, грибков в микрофлоре кишечника.

Профилактика раковых заболеваний кишечника

Отсутствие пищевых волокон в пище, по мнению итальянских ученых, является важной и основной причиной, вызывающей ожирение людей и провоцирующей развитие рака.


Поэтому так важно стараться заменять пищу животного происхождения на растительную.

А из числа растительной пищи отдавать предпочтение пище необработанной, грубого помола, что касается злаков, стараться покупать нерафинированные масла и мучные изделия, изготовленные из нерафинированной муки. Поскольку в рафинированных продуктах растительного происхождения, клетчатка просто отсутствует.

Есть ли противопоказания и вред в употреблении клетчатки

После перечисления столь многочисленных полезных свойств, и представить трудно, что пищевые волокна могут нанести вред здоровью или иметь какие-либо противопоказания. Единственным вредным фактором макроэлементов растительного происхождения можно отметить большую поглощаемость воды, что при незнании может привести к обезвоживанию организма.

Но это не настолько важный аргумент, чтобы отказываться от растительной пищи. Чтобы извлекать пользу и не наносить вред организму, нужно просто проявлять заботу и чаще пить воду, чтобы не спровоцировать непрохождение кишечника.

Пищевые волокна могут вызывать газообразование и вздутие живота, поэтому приём противопоказан при обострении язвенного заболевания желудка и энтероколита. Не рекомендуется включать в пищу, страдающим диареей, метеоризмом, аллергическим заболеванием. Людям с указанными заболеваниями больше пользы принесут пробиотики.

Как принимать клетчатку

Покупая клетчатку от разных производителей, следует обращать внимание на инструкцию по применению, они разнятся друг от друга.. Но есть общие особенности, которых всегда можно придерживаться.

Соблюдение времени приема. Пищевые волокна принимают перед едой, за 20 — 30 минут.

Соблюдение дозировки . Прием начинают с небольшого количества растительных макроэлементов, допустим, не полной столовой ложки, несколько раз в день. И постепенно доводят количество приема до указанного в инструкции.

Допускается ее разведение в супе или каше, добавляя в сок или включая в выпечку. Дозировки определяются ориентируясь на возраст людей. В возрасте до 50 лет мужчины могут в сутки съедать до 38 г пищевых волокон, женщины — до 25 г.

После 50-летнего возраста, для женщин дозировки снижаются до 20 г, а для мужчин — до 30 г. Но выходить на такую дозировку надо постепенно приучая организм.

Соблюдение питьевого режима. Диетологи советуют на 2,5-3 ложки столовые обязательно выпивать до 250 мл жидкости. Вместо воды допускается применение сока или кисломолочной продукции.

Соблюдение указанных особенностей, является обязательным условием, поскольку неумеренное потребление может причинить вред здоровью, а кроме этого есть и противопоказания.

Как уже было отмечено выше, человек не съедает указанного количества пищевых волокон, поэтому специалисты рекомендуют не только налегать на продукты богатые клетчаткой, но стараться принимать биологические добавки, разработанные специально для этих целей.

Какова роль целлюлозы в организме человека, Вы узнаете из этой статьи.

Что такое целлюлоза?

Целлюлоза представляет собой природный полимер глюкозы, имеющий растительное происхождение и линейное строение молекул. Другими словами ее называют еще клетчатой. На нашей планете среди всех органических соединений она занимает первое место.

Целлюлоза медико-биологическое значение:

  • Целлюлоза являет собой основной компонент, который составляет структуру стенок клеток растительного происхождения.
  • У растений она выполняет защитную функцию.
  • Компонент является основой молекулярных сложных структур.
  • Обеспечивают живые организмы необходимой энергией для существования.
  • Питают клетки организмов питательными веществами, так как они концентрируются в тканях и в нужный момент подпитывают клетку.
  • Целлюлоза принимает активное участие в процессе регулирования осмотического давления.
  • Она входит в состав воспринимающих частей рецепторов всех клеток.

Биологическое значение целлюлозы:

  • Клетчатка является главной структурной частью клеточной оболочки у растений. Целлюлоза растений – это главное питание травоядных животных, так как в их организме есть специальный фермент – целлюлаза, отвечающий за расщепление этого компонента. А вот человек в чистом виде не употребляет целлюлозу.
  • Она связывает жидкость в перистальтике кишечника. Также в толстом кишечнике благодаря ей метаболизируются бактерии. Энергия целлюлозы поддерживает его микрофлору и пищевые волокна в нем.
  • Клетчатка является профилактикой геморроя и запора.
  • Когда человек, болеющий на сахарный диабет первого типа, употребляет целлюлозу в достаточном количестве, то его организм становится намного устойчивее к глюкозе.
  • Данный элемент выполняет роль «щетки», убирая грязные налипания со стенок кишечника – он удаляет токсичные вещества и холестерин.

Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какова биологическая функция целлюлозы в клетке организмов.

Целлюлоза - это природный полимер глюкозы (а именно, остатки бетта-глюкозы) растительного происхождения с линейным строением молекул. По-другому целлюлоза еще называется клетчаткой. В данном полимере больше пятидесяти процентов углерода, который содержится в растениях. Целлюлоза занимает первое место среди соединений органического происхождения на нашей планете.

Чистая целлюлоза - это хлопчатобумажные волокна (до девяносто восьми процентов) либо льняные волокна (до восьмидесяти пяти процентов). До пятидесяти процентов целлюлозы содержит древесина, тридцать процентов целлюлозы в соломе. Много ее и в конопле.

Целлюлоза имеет белый цвет. Серная кислота окрашивает ее в синий оттенок, а йод - в коричневый. Целлюлоза твердая и волокнистая, без вкуса и запаха, не разрушается при температуре двести градусов Цельсия, но воспламеняется при температуре двести семьдесят пять градусов Цельсия (то есть является горючим веществом), а при нагревании до трехсот шестидесяти градусов Цельсия обугливается. Ее нельзя растворить в воде, но можно растворить в растворе аммиака с гидроксидом меди. Клетчатка является очень прочным и эластичным материалом.

Значение целлюлозы для живых организмов

Целлюлоза относится к полисахаридным углеводам.

В живом организме функции углеводов следующие:

  1. Функция структуры и опоры, так как углеводы принимают участие в построении опорных структур, а целлюлоза представляет собой главный компонент структуры стенок растительных клеток.
  2. Защитная функция, характерная для растений (колючки либо шипы). Такие образования на растениях состоят из стенок омертвевших растительных клеток.
  3. Пластическая функция (другое название анаболическая функция), так как углеводы являются компонентами сложных молекулярных структур.
  4. Функция обеспечения энергией, так как углеводы являются энергетическим источником для живых организмов.
  5. Запасающая функция, так как живые организмы запасают в своих тканях углеводы в качестве питательных веществ.
  6. Осмотическая функция, так как углеводы принимают участие в регулировании осмотического давления внутри живого организма (например, кровь содержит от ста миллиграмм до ста десяти миллиграмм глюкозы, а от концентрации этого углевода в крови и зависит кровяное осмотическое давление). Осмосный перенос доставляет питательные элементы в высоких стволах деревьев, так как капиллярный перенос в этом случае неэффективен.
  7. Функция рецепторов, так как некоторые углеводы находятся в составе воспринимающей части рецепторов клеток (молекул на клеточной поверхности либо молекул, которые растворены в клеточной цитоплазме). Рецептор особым образом реагирует на соединение с определенной химической молекулой, которая передает внешний сигнал, и передает этот сигнал в саму клетку.

Биологическая роль целлюлозы такова:

  1. Клетчатка - это главная структурная часть клеточной оболочки растений. Образуется в результате фотосинтеза. Целлюлоза растений является питанием травоядным животным (к примеру, жвачным), в их организме клетчатка расщепляется при помощи фермента целлюлаза. Он довольно редкий, поэтому в чистом виде целлюлоза в пищу человека не употребляется.
  2. Клетчатка в пище дает человеку чувство сытости и улучшает подвижность (перистальтику) его кишечника. Целлюлоза способна связывать жидкость (до ноля целых четырех десятых грамм жидкости на один грамм целлюлозы). В толстом кишечнике его метаболизируют бактерии. Клетчатка приваривается без участия кислорода (в организме есть только один анаэробный процесс). Итогом переваривания становится образование кишечных газов и летающих жирных кислот. Большее количество этих кислот всасывается кровью и применяется как энергия для организма. А то количество кислот, которое не усвоилось, и кишечные газы увеличивают объем кала и ускоряют его попадание в прямую кишку. Также энергия данных кислот применяется для увеличения количества полезной микрофлоры в толстом кишечнике и поддержки ее жизни там. Когда количество пищевых волокон в еде возрастает, то возрастает и объем полезных кишечных бактерий улучшается синтезирование витаминных веществ.
  3. Если добавлять в еду от тридцати до сорока пяти грамм отрубей (содержат клетчатку), сделанных из пшеницы, то каловые массы увеличиваются с семидесяти девяти грамм до двухсот двадцати восьми грамм в день, и срок их передвижения сокращается с пятидесяти восьми часов до сорока часов. Когда клетчатка добавляется в еду регулярно, то каловые массы становятся мягче, что помогает выполнять профилактику запора и геморроя.
  4. Когда в еде много клетчатки (например отруби), то организм как здорового человека, так и организм больного сахарным диабетом первого типа, становится более устойчив к глюкозе.
  5. Клетчатка как щетка убирает со стенок кишечника грязные налипания, впитывает токсичные вещества, забирает холестерин и удаляет все это из организма естественным путем. Доктора пришли к выводу, что люди, которые едят ржаной хлеб и отруби реже страдают раком прямого кишечника.

Больше всего клетчатки содержится в отрубях из пшеницы и ржи, в хлебе из грубо перемолотой муки, в хлебе из белков и отрубей, в сухих фруктах, морковке, крупах, свекле.

Области применения целлюлозы

Люди применяют целлюлозу уже долгое время. В первую очередь древесный материал шел как топливо и доски для строительства. Потом хлопок, лен и волокна конопли применяли для изготовления различных тканей. Впервые в промышленности химическую обработку древесного материала стали практиковать из-за развития производства бумажных изделий.

В настоящее время целлюлозу используют в различных промышленных областях. И именно для промышленные нужд получают ее в основном из древесного сырья. Целлюлозу применяют в производстве целлюлозно-бумажных изделий, в производстве различных тканей, в медицине, при производстве лаков, при изготовлении органического стекла и в иных областях промышленности.

Рассмотрим ее применение подробнее

Из целлюлозы и ее эфиров получают ацетатный шелк, изготавливают ненатуральные волокна, пленку из ацетилцеллюлозы, которая не горит. Изготавливают порох без дыма из пироксилина. Из целлюлозы делают плотную медицинскую пленку (коллодий) и целлюлоид (пластмассу) для игрушек, кинопленки и фотопленки. Делают нитки, канаты, вату, различные виды картона, строительный материал для судостроения и постройки домов. А еще получают глюкозу (для медицинских целей) и этиловый спорт. Целлюлозу применяют и в качестве сырья, и в качестве вещества для переработки химическим путем.

Много глюкозы нужно для изготовления бумаги. Бумага представляет собой тоненький волокнистый слой целлюлозы, которая была проклеена и спрессована на особом оборудовании, чтобы получить тонкую плотную гладкую поверхность бумажного изделия (чернила не должны растекаться по ней). Сначала для создания бумаги применялся только то материал растительного происхождения, из него нужные волокна выделяли механическим способом (рисовые стебли, хлопок, ветошь).

Но книгопечатание развивалось очень быстрыми темпами, стали выпускаться еще и газеты, поэтому произведенной таким способом бумаги стало недостаточно. Люди выяснили, что в древесине много клетчатки, поэтому к растительной массе, из которой делали бумагу, начали добавлять перемолотое древесное сырье. Но эта бумага была быстро рвущейся и желтеющей за очень короткое время, особенно при длительном нахождении на свету.

Поэтому стали разрабатываться разные методы обработки древесного материала химическими веществами, которые позволяют выделить из него очищенную от различных примесей целлюлозу.

Для получения целлюлозы щепу варят в растворе реагентов (кислоты либо щелочи) в течение длительного времени, потом очищают полученную жидкость. Так производится чистая целлюлоза.

К кислотным реагентам относится сернистая кислота, ее применяют для производства целлюлозы из древесины с малым количеством смолы.

К щелочным реагентам относятся:

  1. натронные реагенты обеспечивают получение целлюлозы из лиственных пород и однолетников (такая целлюлоза стоит довольно дорого);
  2. сульфатные реагенты, из которых наиболее распространен сульфат натрия (основа для производства белого щелока, а уже он применяется в качестве реагента для изготовления целлюлозы из любых растений).

После всех производственных этапов бумага идет на изготовление упаковочной, книжной и канцелярской продукции.

Из всего выше сказанного можно сделать вывод о том, что целлюлоза (клетчатка) имеют важное очищающее и оздоровительное значение для кишечника человека, а также используется во многих областях промышленности.

Время чтения: 6 минут

Целлюлоза представляет собой волокнистый материал растительного происхождения и является основой всех натуральных и искусственных целлюлозных волокон. Натуральные целлюлозные волокна включают хлопок, лен, пеньку, джут и рами. Целлюлоза представляет собой полимерный сахарный полисахарид, состоящий из повторяющихся 1,4-8-гидроглюкозных единиц, связанных друг с другом 8-эфирными связями. Сильные межмолекулярные силы между цепями в сочетании с высокой линейностью молекулы целлюлозы объясняют кристаллическую природу целлюлозных волокон.

Целлюлозные волокна

Естественные волокна являются растительными, животными или минеральными по происхождению. Растительные волокна, как следует из названия, происходят от растений. Основным химическим компонентом в растениях является целлюлоза, и поэтому их также называют целлюлозными волокнами. Волокна обычно связаны природным фенольным полимером, лигнином, который также часто присутствует в клеточной стенке волокна; поэтому растительные волокна также часто называют лигноцеллюлозными волокнами, за исключением хлопка, который не содержит лигнин.

Целлюлоза представляет собой волокнистый материал растительного происхождения и является основой всех натуральных и искусственных целлюлозных волокон. Натуральные целлюлозные волокна включают хлопок, лен, пеньку, джут и рами. Основным искусственным целлюлозным волокном является вискоза, волокно, полученное путем регенерации растворенных форм целлюлозы.

Целлюлоза представляет собой полимерный сахар (полисахарид), состоящий из повторяющихся 1,4-8-гидроглюкозных единиц, соединенных друг с другом 8-эфирными связями.

Длинные линейные цепи целлюлозы позволяют гидроксильным функциональным группам на каждом звене ангидроглюкозы взаимодействовать с гидроксильными группами на соседних цепях посредством водородной связи и силы Ван-дер-Ваальса. Эти сильные межмолекулярные силы между цепями в сочетании с высокой линейностью молекулы целлюлозы объясняют кристаллическую природу целлюлозных волокон.

Семенные волокна

  • Хлопок является наиболее часто используемым натуральным целлюлозным волокном. Хлопчатобумажные волокна растут из семян в коробочке (стручке). Каждая коробочка содержит семь или восемь семян, и каждое семя может иметь до 20 000 волокон, растущих из него.
  • Кокосовое волокно получают из волокнистой массы между внешней оболочкой и шелухой кокосовых орехов. Это жесткое волокно. Оно обычно используется для изготовления прочных внутренних и наружных ковриков, подстилок и плиток.
  • Капокское волокно получают из семени дерева индийского капока. Волокно мягкое, легкое и пустое. Оно легко ломается, и его трудно прясть. Оно используется как волокнистый наполнитель и как набивка для подушек. Раньше волокно использовалось как наполнение для спасательных жилетов и матрасов на круизных судах, потому что оно очень плавучее.
  • Растительный шелк обладает свойствами, подобными свойствам капока.

Лубяные волокна

  • Лен является одним из самых старых текстильных волокон, но его использование уменьшилось с момента изобретения вращающегося механизма для получения хлопка.
  • Волокна рами имеют длину от 10 до 15 см. Волокна белее и мягче льна. Рами плохо принимает красители, если только он не подвергается сухой чистке. Хотя натуральное волокно рами сильное, однако оно не обладает устойчивостью, эластичностью и потенциалом удлинения. Волокна рами устойчивы к плесени, насекомым и усадке. Они используются для одежды, оконных драпировок, веревок, бумаги и столового и постельного белья.
  • Пеньковая конопля похожа на лен. Волокна имеют длину от 10 до 40 см. Конопля оказывает малое воздействие на окружающую среду: она не требует пестицидов. Она вырабатывает на 250% больше волокна, чем хлопок, и на 600% больше волокна, чем лен, на одном и том же участке земли. Растения конопли можно использовать для извлечения цинка и ртутных загрязнителей из почвы. Конопля используется для веревок, одежды и бумаги. Наркоманы готовы платить чрезмерную цену за одежду из конопли, потому что она связана с марихуаной.
  • Джут является одним из самых дешевых и одним из самых слабых целлюлозных волокон. У джута низкая эластичность, удлинение, устойчивость к солнечному свету, устойчивость к плесени и стойкость к цвету. Он используется для производства сахарных и кофейных мешков, коврового покрытия, веревок и настенных покрытий. Мешковина делается из джута.

Листовые волокна

  • Волокна «пайна» получают из листьев растения ананаса. Они используются для изготовления легких, чистых, жестких тканей для одежды, сумок и столового белья. Пайна также используется для изготовления матов.
  • Абака является членом семьи банановых деревьев. Волокна грубые и очень длинные (до полметра). Это прочное, долговечное и гибкое волокно, используемое для веревок, напольных ковриков, столового белья, одежды и плетеной мебели.

Классификация растительных волокон

Растительные волокна классифицируются в соответствии с их источником на растениях следующим образом:

(1) лубяные или стеблевые волокна, которые образуют волокнистые пучки во внутренней коре (флоэме или лубе) стеблей растений, часто упоминаются как мягкие волокна для текстильного использования;

(2) листовые волокна, которые проходят вдоль листьев однодольных растений, также называются твердыми волокнами и;

(3) волокна семенного волоса, источник хлопка, который является самым важным растительным волокном. Существует более 250 000 видов высших растений; однако для коммерческого применения используется лишь очень ограниченное число видов (<0,1%).

Волокна в лубяных и листовых волокнах являются неотъемлемой частью структуры растений, обеспечивая прочность и поддержку. В растениях из лубяных волокон они находятся рядом с внешней корой в лубе или флоэме и служат для укрепления стеблей этих тростниковых растений.

Волокна находятся в нитях, проходящих по длине стержня или между суставами. Чтобы отделить пряди, необходимо удалить естественную резинку, связывающую их. Эта операция называется вымачивание (контролируемое гниение). Для большинства применений, особенно для текстильных изделий, это длинное волокно композитного типа используется напрямую; однако, когда такие волокнистые нити измельчаются химическими средствами, прядь разбивается на гораздо более короткие и тонкие волокна.

Длинные листовые волокна дают силу листьям некоторых недревесных однодольных растений. Они простираются в продольном направлении по всей длине листа и зарываются в ткани паренхиматозной природы. Волокна, найденные ближе всего к поверхности листа, являются самыми сильными. Волокна отделяются от целлюлозы путем соскоба, поскольку между волокнами и пульпой малое связывание; эта операция называется декортикацией. Листовые волокнистые нити также многослойны по структуре.

Древние люди использовали веревку для рыболовства, ловушек и транспортировки, а также в тканях для одежды. Производство веревок и шнуров началось в палеолитические времена, как видно на рисунках пещер. Веревки, шнуры и ткани изготавливались из тростника и трав в Древнем Египте (400 г. до н.э.). Веревки, лодки, паруса и коврики изготавливались из волокон пальмового листа и стеблей папируса, а письменные поверхности, называемых папирусом, из сердцевины. Джут, лен, рами, осока, камыш и тростник уже давно используются для тканей и корзин. В древности джут выращивался в Индии и использовался для прядения и ткачества. Считается, что первая настоящая бумага была сделана в юго-восточном Китае во втором веке нашей эры из старых тряпок (лубяных волокон) из пеньки и рами, а затем из лубяного волокна тутового дерева.

В последние годы мировые рынки растительных волокон неуклонно снижаются, главным образом в результате замены синтетическими материалами. Джут традиционно является одним из основных лубяных волокон (тоннажная основа), продаваемых на мировом рынке; однако резкое снижение экспорта джута в Индию свидетельствует о снижении рыночного спроса на это волокно, которое жизненно важно для экономики Индии (Западная Бенгалия), Бангладеша и Пакистана.

Природные характеристики целлюлозного волокна

Рами

Рами является одним из самых старых волокнистых культур, которая использовалась как минимум шесть тысяч лет назад. Он также известен как фарфоровая трава.

  • Рами требует химической обработки для удаления смолы.
  • Это тонкое абсорбирующее, быстросохнущее волокно, немного жесткое, и обладает высоким естественным блеском.
  • Высота растения составляет 2,5 м, а его сила в восемь раз больше, чем у хлопка.

Конопля

В зависимости от обработки, используемой для удаления волокна из стебля, конопля может быть, естественно, кремово-белой, коричневой, серой, черной или зеленой.

  • Это желтовато-коричневое волокно.
  • Волокна конопли могут иметь длину от 10 см до 0,5 м, по всей высоте растения
  • Характеристики волокна конопли — его превосходная прочность и долговечность, устойчивость к ультрафиолетовому излучению и плесени, комфорт и хорошая поглощаемость

Джут

Джут является одним из самых дешевых натуральных волокон и уступает только хлопку в произведенном количестве и разнообразном использовании. Волокна джута состоят в основном из растительных материалов целлюлозы и лигнина.

  • Джут — это длинное, мягкое, блестящее растительное волокно, которое можно развернуть в грубые, сильные нити.
  • Таким образом, это лигноцеллюлозное волокно, которое частично является текстильным волокном и частично древесиной.
  • Растение вырастает до 2,5 м, а длина его волокна составляет около 2 м.
  • Он обычно используется в геотекстиле.
  • Он обладает хорошей устойчивостью к микроорганизмам и насекомым.
  • Он имеет низкую прочность во влажном состоянии, низкое удлинение и недорогой в производстве

Кокосовое волокно

Волокно механически извлекается из сухой зрелой кокосовой шелухи после вымачивания.

  • Это длинное, твердое и прочное волокно, но с более низкой мягкостью, меньшей водопоглощающей способностью и более короткой продолжительностью жизни, чем длинные вымоченные волокна.

Капок

Капоковое волокно — это шелковисто-хлопчатобумажное вещество, которое окружает семена в стручках дерева сейба.

  • Оно может выдерживать воду в 30 раз больше собственного веса и теряет только 10 процентов плавучести в течение 30-дневного периода.
  • Оно в восемь раз легче хлопка
  • Оно используется в качестве теплоизолятора.
  • Оно также легкое, неаллергическое, нетоксичное, устойчивое к гниению и запаху.
  • Так как оно неупругое и слишком хрупкое, его нельзя прясть.
  • Оно обладает выдающимися характеристиками легкости, герметичности, теплоизоляции и экологичности.

Выбор редакции
В зависимости от вида штрафа, в 1С 8.3 применяется различный порядок отражения в учете. Рассмотрим наиболее распространённые ситуации. На...

1. Для начала необходимо отобрать початки кукурузы. Они должны быть одинакового размера и не очень крупные. Именно поэтому лучше отдать...

Скумбрия тушеная — общие принципы приготовления Тушеная скумбрия – простое в приготовлении, вкусное и очень полезное блюдо. Для него не...

Древние символы обладают огромной мощью. Особенно, если их правильно использовать. Так, тому, кто хочет найти гармонию с самим собой,...
Древние символы обладают огромной мощью. Особенно, если их правильно использовать. Так, тому, кто хочет найти гармонию с самим собой,...
С наступлением поста многие из нас задаются вполне обоснованными вопросами. Например, таким: «Можно ли есть в пост морепродукты?» Здесь...
Карп – один из символов водной стихии. Кроме того, эта рыба во многих культурах наделяется особыми свойствами. К примеру, на востоке...
Две недели назад 36-летняя Анастасия Мыскина объявила о расставании с гражданским мужем, политиком и бизнесменом Сергеем Мамедовым....
Почти у всех людей, изучающих английский язык, возникают трудности при изучении грамматики. И речь идет не только о понимании правил...