| Celulosa | ||
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| General | ||
| Fórmula estructural | ||
| Fórmula molecular | C6H10O5 | |
| ChEMBL | CHEMBL1201676 | |
La celulosa es un biopolímero compuesto exclusivamente de moléculas de β-glucosa (desde cientos hasta varios miles de unidades), pues es un homopolisacárido. La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre.
Historia
La celulosa fue descubierta en 1838 por el químico francés Anselme Payen, que la aisló a partir de materia vegetal y determinó su fórmula química. La celulosa fue utilizada por Hyatt Manufacturing Company para producir el primer polímero termoplástico con éxito en 1870, el celuloide. La producción de rayon («seda artificial») a partir de la celulosa comenzó en la década de 1890 y el celofán fue inventado en 1912. Hermann Staudinger determinó la estructura de polímero de la celulosa en 1920. El compuesto fue sintetizado por primera vez químicamente (sin el uso de ninguna enzima de origen biológico) en 1992, por Kobayashi y Shoda.
Estructura
La celulosa esta presente en todas las plantas. Igualmente la pueden producir algunos seres vivos que pertenezcan al reino protista.
La celulosa se forma por la unión de moléculas de β-D-glucosa mediante enlaces β-1,4-O-glucosídico. Al hidrolizarse totalmente se obtiene glucosa. La celulosa es una larga cadena polimérica de peso molecular variable, con fórmula empírica (C6H10O5)n, con un valor mínimo de n = 200.
Tiene una estructura lineal o fibrosa, en la que se establecen múltiples puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilo de distintas cadenas yuxtapuestas de glucosa, haciéndolas impenetrables al agua, lo que hace que sea insoluble en agua, y originando fibras compactas que constituyen la pared celular de las células vegetales.
Función
La celulosa es un polisacárido estructural en las plantas, ya que forma parte de los tejidos de sostén. La pared de una célula vegetal joven contiene aproximadamente un 40 % de celulosa; la madera un 50 %, mientras que el ejemplo más puro de celulosa es el algodón, con un porcentaje mayor al 90 %. A pesar de que está formada por glucosas, los animales no pueden utilizar la celulosa como fuente de energía, ya que no cuentan con la celulasa, la enzima necesaria para romper los enlaces β-1,4-glucosídicos, y por ello no pueden digerirla. Sin embargo, es importante incluirla en la dieta humana (fibra alimentaria) porque al mezclarse con las heces facilita la digestión y puede evitar el estreñimiento.
En el aparato digestivo de los rumiantes (pre-estómagos), de otros herbívoros y de termitas, existen microorganismos, muchos metanógenos, que sí poseen la celulasa y logran romper el enlace β-1,4-glucosídico y cuando este polisacárido se hidroliza quedan disponibles las moléculas de glucosas como fuente de energía.
Hay microorganismos (bacterias y hongos) que viven libres y también son capaces de hidrolizar la celulosa. Tienen una gran importancia ecológica, pues reciclan materiales celulósicos como papel, cartón y madera. De entre ellos, es de destacar el hongo Trichoderma reesei, capaz de producir cuatro tipos de celulasas: las 1,4-β-D-glucancelobiohirolasas CBH i y CBH II y las endo-1,4-β-D-glucanasa EG I y EG II. Mediante técnicas biotecnológicas se producen esas enzimas que pueden usarse en el reciclado de papel, disminuyendo el coste económico y la contaminación.
Descubrimiento y usos
La celulosa es la sustancia que más frecuentemente se encuentra en la pared de las células vegetales, y esta fue descubierta en 1838.
La celulosa constituye la materia prima del papel y de los tejidos de fibras naturales. También se utiliza en la fabricación de explosivos (el más conocido es la nitrocelulosa o «pólvora para armas»), celuloide, seda artificial, barnices y se utiliza como aislamiento térmico y acústico, como producto derivado del papel reciclado triturado. A través de la celulosa vegetal se podrían diseñar e implementar sistemas de tratamiento de aguas, debido a que este polisacárido tiene la capacidad de adsorber metales pesados
Véase también
| Control de autoridades |
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