Quelle est la composition chimique de la cellulose ?

De nombreux aliments que nous consommons contiennent de la cellulose. La supplémentation en cellulose présente de nombreux avantages pour la santé humaine. Par exemple, elle peut aider à traiter le diabète et à prévenir les maladies coronariennes. De nombreuses personnes souffrent actuellement d'hypertension artérielle et la supplémentation en cellulose a un bon effet hypotenseur. Il convient de mentionner que la supplémentation en cellulose a également pour effet de perdre du poids, mais de nombreuses personnes ne savent pas quels ingrédients la cellulose contient. Voici donc une introduction détaillée aux connaissances professionnelles pertinentes sur la cellulose.

Quelle est la composition chimique de la cellulose ?

La composition chimique de la cellulose est (C6H10O5)n.

La cellulose est un polysaccharide macromoléculaire composé de glucose. Insoluble dans l’eau et les solvants organiques généraux. C'est le composant principal des parois cellulaires végétales. La cellulose est le polysaccharide le plus largement distribué et le plus abondant dans la nature, représentant plus de 50 % de la teneur en carbone du règne végétal. Le coton a une teneur en cellulose de près de 100 % et constitue la source naturelle de cellulose la plus pure. Dans le bois en général, la cellulose représente 40 à 50 %, l'hémicellulose 10 à 30 % et la lignine 20 à 30 %.

La cellulose est le principal composant structurel des parois cellulaires végétales et est généralement associée à l'hémicellulose, à la pectine et à la lignine. Le mode et le degré de combinaison ont une grande influence sur la texture des aliments d'origine végétale. Les changements de texture des plantes au cours de la maturité et de la maturation sont causés par des changements dans la pectine. Il n'y a pas de cellulase dans le tube digestif humain. La cellulose est une fibre alimentaire importante. Le polysaccharide le plus largement distribué et le plus abondant dans la nature.

nature:

1. Solubilité

À température ambiante, la cellulose est insoluble dans l’eau et dans les solvants organiques généraux tels que l’alcool, l’éther, l’acétone, le benzène, etc. Il est également insoluble dans les solutions alcalines diluées. Par conséquent, à température ambiante, il est relativement stable en raison de la présence de liaisons hydrogène entre les molécules de cellulose. La cellulose est insoluble dans l'eau et les solvants organiques tels que l'éthanol et l'éther, mais est soluble dans une solution d'ammoniac de cuivre Cu(NH3)4(OH)2 et une solution d'éthylènediamine de cuivre [NH2CH2CH2NH2]Cu(OH)2.

2. Hydrolyse de la cellulose

Dans certaines conditions, la cellulose réagit avec l’eau. Au cours de la réaction, les ponts oxygène se brisent et des molécules d'eau sont ajoutées, et la cellulose passe de molécules à longue chaîne à des molécules à chaîne courte jusqu'à ce que tous les ponts oxygène se brisent et se transforme en glucose.

3. Oxydation de la cellulose

La cellulose réagit chimiquement avec les oxydants pour produire une série de substances ayant des structures différentes de la cellulose d'origine. Ce processus de réaction est appelé oxydation de la cellulose. (Citation tirée de la technologie de protection des archives de Guo Lizhu) L'anneau de base de la macromolécule de cellulose est un polysaccharide macromoléculaire composé de D-glucose avec des liaisons glycosidiques β-1,4. Sa composition chimique contient 44,44 % de carbone, 6,17 % d'hydrogène et 49,39 % d'oxygène. En raison de différentes sources, le nombre de résidus de glucose dans une molécule de cellulose, c'est-à-dire le degré de polymérisation (DP), varie considérablement. C'est le composant principal des parois cellulaires des plantes vasculaires, des lichens et de certaines algues. La cellulose a également été retrouvée dans les capsules d'Acetobaeter et dans les tuniciers des urochordés. Le coton est une cellulose de haute pureté (98 %). Le nom α-cellulose fait référence à la partie de la paroi cellulaire d'origine qui ne peut pas être extraite par 17,5 % de NaOH à partir de l'échantillon standard de cellulose complète. La β-cellulose et la γ-cellulose sont des celluloses correspondant à l'hémicellulose. Bien que l'α-cellulose soit généralement principalement de la cellulose cristalline, la β-cellulose et la γ-cellulose contiennent chimiquement divers polysaccharides en plus de la cellulose. La cellulose de la paroi cellulaire forme des microfibrilles. La largeur est de 10 à 30 nanomètres, et certains mesurent plusieurs microns de long. En utilisant des méthodes de diffraction des rayons X et de coloration négative, selon des observations en microscopie électronique, il a été constaté que les parties cristallines de la disposition parallèle des molécules en chaîne formaient des microfibres de base d'une largeur de 3 à 4 nanomètres. On suppose que ces microfibrilles de base sont combinées pour former des microfibrilles. La cellulose est soluble dans le réactif de Schwitzer ou dans l'acide sulfurique concentré. Bien qu'il ne soit pas facilement hydrolysé par l'acide, l'acide dilué ou la cellulase peut convertir la cellulose en D-glucose, cellobiose et oligosaccharides. Chez les bactéries acétiques, il existe une enzyme qui transfère les glycosides des amorces de glucose UDP (cellulose synthase (UDP formant EC2.4.1.12) pour synthétiser la cellulose. Des échantillons standards d'enzymes granulaires ayant la même activité ont été obtenus chez les plantes supérieures. Cette enzyme utilise généralement le glucose GDP (cellulose synthase (GDP formant) EC2.4.1.29), et lorsqu'elle est transférée à partir du glucose UDP, un mélange de liaisons β-1,3 se produit. Le site de formation des microfibrilles et le mécanisme qui contrôle l'arrangement de la cellulose ne sont pas très clairs. Par contre, en ce qui concerne la décomposition de la cellulose, on estime que lorsque la paroi cellulaire primaire s'étire et grandit, une partie des microfibrilles sont décomposées par l'action de la cellulase et deviennent solubles.

L'eau peut provoquer un gonflement limité de la cellulose, et les solutions aqueuses de certains acides, alcalis et sels peuvent pénétrer dans la zone cristalline de la fibre, provoquant un gonflement illimité et dissolvant la cellulose. La cellulose ne change pas de manière significative lorsqu'elle est chauffée à environ 150 °C, mais se carbonise progressivement en raison de la déshydratation au-dessus de cette température. La cellulose est hydrolysée avec des acides inorganiques concentrés pour produire du glucose, etc., réagit avec des solutions alcalines caustiques concentrées pour produire de la cellulose alcaline et réagit avec des oxydants puissants pour produire de la cellulose oxydée.

4. Flexibilité

La cellulose a une faible flexibilité et est rigide car :

(1) Les molécules de cellulose sont polaires et l’interaction entre les chaînes moléculaires est très forte ;

(2) La structure cyclique pyranique à six chaînons de la cellulose rend la rotation interne difficile ;

(3) Des liaisons hydrogène peuvent se former à l'intérieur et entre les molécules de cellulose, en particulier des liaisons hydrogène intramoléculaires, qui empêchent les liaisons glycosidiques de tourner, augmentant ainsi considérablement sa rigidité.