纤维素

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纤维素 (技术、标准语言纤维素 ,分子式:(C6 H10 O5 )n ),是植物细胞壁的主要成分(按质量计 50%),因此是地球上最常见的有机化合物。因此纤维素也是最常见的多糖。它是由数百到万个β组成的无支链多糖 -D -葡萄糖分子((1→4)β -糖苷键)存在。纤维素在质膜中形成并相互交联形成纤丝结构,纤维素纤丝的空间排列受微管控制。

化学性质

纤维素不溶于水和大多数有机溶剂。然而,诸如二甲基乙酰胺/氯化锂或二甲基亚砜/四丁基氟化铵和氨/Cu(瑞士试剂)等溶剂能够溶解纤维素。它可以被强酸分解。纤维素在高温下被浓酸分解成葡萄糖。

与此同时,巴斯夫开发了一种将纤维素物理溶解在离子液体中的工艺。通过这种方式溶解的纤维素,可以进行以前不可能的化学合成。

结构式

在纤维素的结构式中,值得注意的是分子结构单元之间的糖苷键中的氧交替指向上方和下方。这是因为单糖结构单元上的糖苷 OH 基团指向的方向(垂直于“环平面”的向上或向下)没有改变,并且指向与 C-4 上的 OH 基团相反的方向-原子。

用法

从技术上讲,纤维素是从木材中获得的所谓纤维素,在造纸工业中用作原料。在服装工业中,纤维素用作再生纤维素纤维(粘胶)、棉纤维和亚麻布。另一个重要的应用领域是建材工业,其中甲基纤维素等纤维素衍生物用作流动改进剂等。此外,纤维素是玻璃纸的基础材料,一种称为玻璃纸的塑料,主要用于包装行业,但也用于新型透明卷烟纸。纤维素的另一个应用领域是乒乓球的生产。目前正在进行大量研究和工作,以开发一种称为纤维素乙醇的可再生汽车燃料,该燃料由植物生物质制成。

食物

人类没有分解纤维素的消化酶。这就是为什么纤维素也被称为膳食纤维。它与半纤维素(短链纤维素)、果胶和木质素一起构成植物性食品中膳食纤维的主要部分。其他单胃动物如猪也不能消化纤维素。然而,由于大肠黏膜中存在厌氧菌,人类能够将纤维素代谢成短链脂肪酸,然后被结肠黏膜重新吸收利用。

另一方面,反刍动物可以产生纤维素和其他含有 α 键的多糖,而不是单胃动物消化的那些。 -1.4 或 α -1,6 是相连的,在瘤胃中消化,因为这些键在此处被瘤胃微生物破坏。这同样适用于马和水禽。在这些动物中,微生物发酵发生在大肠中。还有某些蘑菇和银鱼(Lepisma) 能消化纤维素。

食品添加剂

纤维素也用于食品和制药行业,例如B. 在平板电脑中作为建设者。作为食品添加剂,其名称为 E 460 至 E 466:

E 460i – 微晶纤维素
E 460ii – 纤维素粉
E 461 - 甲基纤维素
E 463 - 羟丙基纤维素
E 464 - 羟丙基甲基纤维素
E 465 – 乙基甲基纤维素
E 466 – 羧甲基纤维素

使用碘-氯化锌溶液(蓝色)进行检测。

  • 糊精
  • 盲肠粪便

证据

  1. Neue Zürcher Zeitung,2007 年 11 月 21 日在线版:来自生物精炼厂的化学品。