GNC Iron

Cellulose (selulosa) adalah senyawa organik dengan rumus (C6H10O5)n, polisakarida yang berasal dari -1,4 unit D-glukosa yang terhubung. Ini adalah komponen struktural dari dinding sel utama tanaman hijau, bakteri asam asetat, berbagai bentuk ganggang dan oomycetes.

Selulosa adalah polimer organik yang paling umum, dengan perkiraan produksi alami tahunan 1,5x1012 ton. Hal ini terutama digunakan untuk memproduksi karton dan kertas; untuk tingkat yang lebih kecil itu diubah menjadi berbagai produk sintetis seperti seluloid.

Beberapa hewan, terutama ruminansia dan rayap, dapat mencerna selulosa dengan bantuan mikroorganisme simbiosis. Selulosa tidak dapat dicerna oleh manusia dan sering disebut sebagai 'serat makanan' atau 'serat', bertindak sebagai agen penggembur hidrofilik untuk feses.

Sejarah

Selulosa ditemukan pada tahun 1838 oleh ahli kimia Prancis Anselme Payen, yang mengisolasinya dari materi tumbuhan dan menentukan rumus kimianya. Selulosa digunakan untuk memproduksi polimer termoplastik pertama, seluloid, oleh Hyatt Manufacturing Company pada tahun 1870. Hermann Staudinger menentukan struktur polimer selulosa pada tahun 1920. Senyawa ini pertama kali disintesis secara kimia (tanpa menggunakan enzim yang diturunkan secara biologis) pada tahun 1992, oleh Kobayashi dan Shoda.

Struktur

Selulosa berasal dari (β-glukosa), yang mengembun melalui ikatan (1→4)-glikosidik. Motif keterkaitan ini kontras dengan ikatan (1→4)-glikosidik yang terdapat pada pati dan karbohidrat lainnya. Selulosa adalah polimer rantai lurus: tidak seperti pati, tidak terjadi penggulungan, dan molekul mengadopsi konformasi seperti batang yang diperpanjang. Dalam mikrofibril, beberapa gugus hidroksil pada residu glukosa berikatan hidrogen satu sama lain, menahan rantai dengan kuat bersama-sama dan berkontribusi pada kekuatan tariknya yang tinggi. Kekuatan ini penting dalam dinding sel, di mana mereka menyatu menjadi matriks karbohidrat, memberikan kekakuan pada sel tumbuhan.

Berbeda dengan pati, selulosa juga jauh lebih kristal. Sedangkan pati mengalami transisi kristal ke amorf pada 60 -70 °C dalam air (seperti dalam memasak), selulosa membutuhkan 320 °C dan 25 MPa untuk menjadi amorf dalam air.

Produk komersial

Selulosa adalah penyusun utama kertas dan tekstil yang terbuat dari kapas, linen, dan serat tumbuhan lainnya. Selulosa dapat diubah menjadi selofan, kertas gulung bening yang terbuat dari film Viscose, rayon, dan baru-baru ini selulosa telah digunakan untuk membuat Modal, tekstil berbasis bio yang berasal dari selulosa kayu beech. Selulosa digunakan di laboratorium sebagai fase diam untuk kromatografi lapis tipis dan serat kapas. Ini adalah bahan baku dalam pembuatan nitroselulosa, yang secara historis digunakan dalam bubuk mesiu tanpa asap dan sebagai bahan dasar untuk film fotografi dan film hingga pertengahan 1930-an.

Rayon adalah serat penting yang terbuat dari selulosa dan telah digunakan untuk tekstil sejak awal abad ke-20. Selulosa digunakan untuk membuat spons hidrofilik dan berdaya serap tinggi serta perekat dan pengikat yang larut dalam air seperti metil selulosa dan karboksimetil selulosa yang digunakan dalam pasta wallpaper.

Mamalia tidak memiliki kemampuan untuk memecah selulosa secara langsung. Biasanya, kemampuan ini hanya dimiliki oleh bakteri tertentu (yang memiliki enzim tertentu) seperti Cellulomonas dll, dan yang sering menjadi flora di dinding usus ruminansia seperti sapi dan domba, atau oleh jamur, yang di alam bertanggung jawab untuk siklus nutrisi. Enzim yang digunakan untuk memutus ikatan glikosidik dalam selulosa adalah hidrolase glikosida termasuk selulase endo-acting dan glukosidase exo-acting. Enzim tersebut biasanya disekresikan sebagai bagian dari kompleks multienzim yang mungkin termasuk dockerin dan modul pengikat selulosa, yang dalam beberapa kasus disebut sebagai selulosom.

Banyak bakteri selulolitik, jamur atau enzim memecah selulosa menjadi rantai terkait yang lebih pendek yang dikenal sebagai selodekstrin.

Hemiselulosa

Hemiselulosa adalah polisakarida yang terkait dengan selulosa yang terdiri dari ca. 20% dari biomassa sebagian besar tanaman. Berbeda dengan selulosa, hemiselulosa berasal dari beberapa gula selain glukosa, termasuk terutama xilosa tetapi juga manosa, galaktosa, rhamnosa, dan arabinosa. Hemiselulosa terdiri dari rantai yang lebih pendek - sekitar 200 unit gula dibandingkan dengan 7.000 - 15.000 molekul glukosa dalam polimer selulosa rata-rata. Selanjutnya, hemiselulosa bercabang, sedangkan selulosa tidak bercabang.

Derivatif

Gugus hidroksil dari selulosa dapat direaksikan sebagian atau seluruhnya dengan berbagai reagen untuk menghasilkan turunan dengan sifat yang berguna. Ester selulosa dan eter selulosa adalah bahan komersial yang paling penting. Pada prinsipnya, meskipun tidak selalu dalam praktik industri saat ini, polimer selulosa adalah sumber daya terbarukan.

Di antara ester adalah selulosa asetat dan selulosa triasetat, yang merupakan bahan pembentuk film dan serat yang menemukan berbagai kegunaan. Nitroselulosa ester anorganik awalnya digunakan sebagai bahan peledak dan merupakan bahan pembentuk film awal.

Berbagai macam derivatif eter

Etilselulosa, termoplastik komersial tidak larut dalam air yang digunakan dalam pelapis, tinta, pengikat, dan tablet obat lepas terkontrol;

• Metilselulosa;
• Hidroksipropil selulosa;
• Karboksimetil selulosa;
• Hidroksipropil metil selulosa, E464, digunakan sebagai pengubah viskositas, zat pembentuk gel, zat pembusa dan zat pengikat;
• Hidroksietil metil selulosa, digunakan dalam produksi film selulosa.