Təbii sellüloza bitki hüceyrə divarlarının əsas struktur komponenti olan mürəkkəb polimerdir. Bu polisaxarid bitki hüceyrələrinə möhkəmlik, sərtlik və dəstək verməkdə mühüm rol oynayır, bitki toxumasının ümumi quruluşuna töhfə verir.
Təbii sellüloza β-1,4-qlikozid bağları ilə birləşən uzun qlükoza vahidlərinin zəncirlərindən ibarət olan bir polisaxarid, karbohidratdır. Yer üzündə ən çox yayılmış üzvi birləşmələrdən biridir və ilk növbədə bitkilərin hüceyrə divarlarında olur. Selüloz molekullarının unikal düzülüşü bitki toxumasına qeyri-adi güc və davamlılıq verir, onu bitki quruluşunun və funksiyasının vacib komponentinə çevirir.
Təbii sellülozun quruluşu
Sellülozanın əsas struktur vahidi β-D-qlükoza molekullarının xətti zənciridir, burada hər bir qlükoza vahidi növbəti qlükoza vahidinə β-1,4-qlikozid bağı ilə bağlıdır. β-bağlar sellüloza özünəməxsus xətti və şaxələnməmiş struktur verir. Nişastadan (qlükozadan hazırlanmış başqa bir polisaxarid) fərqli olaraq, amilaza kimi fermentlərin qıra bilmədiyi beta-əlaqələrin olması səbəbindən sellüloza əksər orqanizmlər tərəfindən həzm oluna bilməz.
Selüloz zəncirlərində təkrarlanan qlükoza vahidləri molekullararası hidrogen bağları ilə bir yerdə saxlanılan uzun düz zəncirlər əmələ gətirir. Bu bağlar selüloz lifləri adlanan daha böyük strukturlar yaratmaq üçün birləşən mikrofibrillərin əmələ gəlməsinə kömək edir. Bu liflərin düzülüşü bitki hüceyrə divarlarına möhkəmlik və möhkəmlik verir.
Təbii lif mənbəyi
bitki:
Ağac: Taxta sellüloza ilə zəngindir və sənaye tətbiqləri üçün əsas mənbədir.
Pambıq: Pambıq lifi demək olar ki, saf sellülozadır və pambığı bu polimerin ən qiymətli təbii mənbələrindən birinə çevirir.
Çətənə: Pambıq kimi, çətənə lifi əsasən sellülozadan ibarətdir.
Yosunlar:
Bəzi yosun növlərinin hüceyrə divarlarında bu fotosintetik orqanizmlərin struktur bütövlüyünə töhfə verən sellüloza var.
bakteriyalar:
Bəzi bakteriyalar sellüloza istehsal edərək biofilm adlanan qoruyucu təbəqə əmələ gətirir. Bu bakterial sellüloza müxtəlif tətbiqlərdə onu dəyərli edən unikal xüsusiyyətlərə malikdir.
Sellülozanın biosintezi
Sellüloza biosintezi ilk növbədə bitki hüceyrələrinin plazma membranında baş verir. Proses qlükoza vahidlərinin sellüloza zəncirlərinə polimerləşməsini kataliz edən selüloz sintaza ferment kompleksini əhatə edir. Bu zəncirlər plazma membranından çıxarılır və hüceyrə divarında mikrofibrillər əmələ gətirir.
Təbii sellülozun xüsusiyyətləri
Həll edilməməsi:
Yüksək kristal quruluşuna görə sellüloza ümumiyyətlə suda və əksər üzvi həlledicilərdə həll olunmur.
Hidrofillik:
Selüloz həll olunmasa da, hidrofilik xüsusiyyətlərə malikdir və bu, suyu udmaq və saxlamağa imkan verir.
Bioloji parçalanma qabiliyyəti:
Selüloz bioloji parçalana bilir və buna görə də ekoloji cəhətdən təmizdir. Bakteriya və göbələklər kimi mikroorqanizmlər sellülozu daha sadə birləşmələrə parçalayan fermentlərə malikdir.
Mexanik güc:
Selüloz molekullarının unikal düzülüşü sellüloza liflərinə əla mexaniki möhkəmlik verir və onları müxtəlif tətbiqlər üçün uyğun edir.
Təbii sellülozun tətbiqi
tekstil:
Pambıq əsasən sellülozadan ibarətdir və toxuculuq sənayesi üçün əsas xammaldır.
Kağız və sellüloz:
Ağac kütləsi sellüloza ilə zəngindir və kağız və karton istehsalında istifadə olunur.
Biotibbi tətbiqlər:
Bakterial sellüloza biouyğunluğu və unikal xüsusiyyətlərinə görə yara sarğılarında, toxuma mühəndisliyində və dərmanların çatdırılmasında tətbiq tapır.
qida sənayesi:
Karboksimetilselüloz (CMC) kimi selüloz törəmələri qida sənayesində qatılaşdırıcı və stabilizator kimi istifadə olunur.
Bioyanacaqlar:
Selüloz biokütləsi davamlı enerjiyə töhfə verən bioyanacaq istehsalı üçün xammal kimi istifadə edilə bilər.
Çağırışlar və gələcək perspektivlər
Çox yönlü olmasına baxmayaraq, selülozun istifadəsini maksimum dərəcədə artırmaqda çətinliklər var. Effektiv ekstraksiya üsulları, təkmilləşdirilmiş bioloji parçalanma qabiliyyəti və sellüloza əsaslı materialların təkmilləşdirilmiş performansı davam edən tədqiqat sahələridir. Bundan əlavə, biotexnologiyada irəliləyişlər xüsusi sənaye tətbiqləri üçün dəyişdirilmiş sellüloz strukturları olan bitkilərin mühəndisliyinə imkan verə bilər.
Təbii sellüloza bitki hüceyrə divarları ilə sinonim olan bir polimerdir və bitkilərin fiziki xüsusiyyətlərinin formalaşmasında mühüm rol oynayır. Onun unikal strukturu β-1,4-qlikozid bağları ilə bağlanmış qlükoza vahidlərinin düzülüşündən irəli gəlir və bitki toxumalarına əhəmiyyətli güc və sərtlik verir. Sellüloza ağacdan pambığa və bakterial sellülozaya qədər müxtəlif mənbələrdən gəlir və ona müxtəlif sənaye sektorlarında çox yönlü tətbiqlər verir.
Texnologiya və biotexnologiya irəlilədikcə sellülozun potensialının tədqiqi genişlənir. Toxuculuq və kağızda ənənəvi istifadələrdən biotibbi mühəndislik və davamlı enerjidə innovativ tətbiqlərə qədər təbii sellüloza son dərəcə vacib material olaraq qalır. Onun strukturunu, xassələrini və mənşəyini başa düşmək, sürətlə inkişaf edən dünyanın problemlərini və ehtiyaclarını həll etmək üçün bu əlamətdar polimerin bütün potensialını açmaq üçün çox vacibdir.
Göndərmə vaxtı: 26 dekabr 2023-cü il