Selulosa: Pengertian, struktur, kegunaan, sejarah, sifat

Selulosa adalah senyawa kimia organik yang sangat umum di kingdom tumbuhan dan pada beberapa makhluk di kingdom protista. Akibatnya, selulosa merupakan biomolekul paling berlimpah di planet kita.

Selulosa adalah biopolimer, yaitu rantai panjang karbohidrat, yang secara eksklusif terdiri dari molekul glukosa (β-glukosa) yang dihubungkan bersama oleh ikatan hidrogen. Ini dijelaskan dengan rumus kimia C6H10O5.

Selulosa disintesis oleh tumbuhan dan merupakan salah satu senyawa fundamentalnya, tetapi hewan tidak memiliki enzim yang diperlukan untuk mencernanya (selulase). Manusia juga tidak dapat memakannya, meskipun kita memiliki banyak kegunaan industri untuk senyawa ini.

Namun, ruminansia dan hewan vegetarian lainnya memiliki bakteri dan mikroorganisme di perut mereka yang memilikinya dan membantu mereka mencerna kandungan tanaman.

Di sisi lain, selulosa dapat ditemukan dalam struktur sel tumbuhan, atau dalam serat dan produk tanaman yang berbeda, seperti kapas (terbuat dari 90% selulosa).

Pengertian

Selulosa adalah zat, polisakarida atau karbohidrat kompleks, yang ditemukan dalam serat nabati dan dinding sel dari kapas dan kayu, sebagai bahan pendukung (itu adalah kerangka sayuran) yang penggunaannya sangat dihargai dalam industri kertas dan tekstil. Kegunaan lain adalah untuk pembuatan bahan peledak. Dalam kapas itu hadir dalam 90% dan dalam kayu dalam 50%.

Selulosa mengintegrasikan biomassa dari planet kita, menjadi biopolimer atau polimer alami, yang hanya terdiri dari molekul β-glukosa, itulah sebabnya ia adalah homopolysaccharide.

Penemuan selulosa disebabkan oleh ahli matematika dan kimia Anselme Payen, asal Prancis, yang berhasil mengisolasinya dalam sayuran pada tahun 1838 dan membuat rumus kimianya (C6H10O5).

Sejarah selulosa

Ahli kimia Prancis Anselme Payen (1795-1871) menemukan selulosa pada tahun 1838, dari karyanya dengan kapas, kentang, dan kertas, sehingga berhasil mengisolasinya dan menentukan rumus kimianya. Sejak itu selulosa telah digunakan dalam produksi serat dan zat komersial, seperti seluloid, sebuah polimer termoplastik yang pertama kali diperoleh pada tahun 1856, dengan nama parkesin.

Fungsi selulosa

fungsi dinding sel selulosa
Pada tumbuhan, selulosa memainkan peran pendukung.

Fungsi utama selulosa dalam jaringan tumbuhan adalah sebagai pendukung, yaitu membentuk bagian dari dinding sel sel tumbuhan, dalam proporsi 40%. Kayu, misalnya, memiliki 50% selulosa, dan kapas 90%.

Seperti yang kami katakan sebelumnya, hewan tidak dapat mengekstraksi energi mereka (terkandung dalam bentuk glukosa) dari selulosa karena kita tidak dapat secara alami melakukan hidrolisis molekul ini (yaitu, kerusakan kimianya).

Namun, banyak mikroorganisme dan jamur yang mampu memecahnya, dan melalui degradasi selulosa pada kayu, daun, batang (atau kardus, kertas dan produk lain yang berasal darinya), sehingga memenuhi peran ekologis yang penting.

Jenis Selulosa

TIPE MANFAAT KEAMANAN KELARUTAN
Selulosa bakteri * Aditif (nata, kombucha) Mungkin transgenik ** Tidak larut
Karboksimetil selulosa (CMC) atau permen karet selulosa Aditif, pencahar E466; GRAS *, GMO Larut
Karboksimetil selulosa yang dihidrolisis secara enzimatik Aditif E469, GMO Larut
Natrium karboksimetil selulosa Aditif GRAS, GMO Larut
Selulosa Aditif E460, GMO Tidak larut
Selulosa asetat (CA) Aditif, binder GRAS, GMO
Etil selulosa (EC) Aditif, binder E462; GRAS, GMO Tidak larut
Etil hidroksietil selulosa (EHEC) Bahan pengikat Tidak larut
Hydroxypropil cellulose (HPC) Aditif E463, GMO
Hydroxypropil methyl cellulose (HPMC) atau permen karbohidrat Aditif E464; GRAS, GMO
Metil selulosa (MC) atau permen sayuran Aditif, pengikat, pencahar E461; GRAS, GMO Larut
Etil metil selulosa (EMC) Aditif E465, GMO Larut
Mikrokristalin selulosa (MCC) atau selulosa gel Aditif, binder E460i, GMO Tidak larut
Selulosa bubuk Aditif, binder E460ii; diizinkan oleh FDA, GMO Tidak larut
Casing selulosa regenerasi (RCC) Kulit hot dog Disetujui oleh FDA, GMO

Struktur selulosa

struktur selulosa

Struktur kimia selulosa adalah linier, banyak ikatan hidrogen yang terbentuk antara berbagai gugus hidroksil. Selulosa kaku, tidak berasa, tidak mengkristal dan tidak larut dalam air.

Termasuk selulosa dalam makanan manusia, misalnya melalui sayuran, umbi-umbian, biji-bijian dan buah-buahan, penting untuk sistem pencernaan karena memobilisasi transit usus. Dalam makanan hewani, kecuali pada ruminansia, herbivora, dan beberapa mikroorganisme, sisanya tidak mampu memetabolismenya. Misalnya, jika kita memberikan wortel kepada anjing, ia tidak akan memelihara, jadi ia tidak bisa menjadi bagian utama dari makanannya. Itu harus diinjak.

Mendapatkan selulosa untuk keperluan industri bisa dengan prosedur kimia, membuat kayu pada suhu dan tekanan tinggi, memasak dengan aditif kimia, sehingga serat dilepaskan dengan melarutkan lignin. Produk berkualitas tinggi dan tahan diperoleh, meskipun hasilnya rendah, karena dari total kayu hanya 40% dikonversi menjadi serat.

Cara lain untuk mendapatkan selulosa adalah dengan prosedur mekanis, di mana ia juga mengalami suhu dan tekanan tinggi, tetapi sebelum ditumbuk. Lignin tidak dihilangkan dan oleh karena itu kinerjanya lebih tinggi, tetapi kualitasnya lebih rendah. Lignin, ketika teroksidasi, memberikan rona kuning seperti yang bisa kita lihat di koran lama.

Sifat selulosa

sifat selulosa
Sifat mudah terbakar selulosa digunakan setiap hari.

Selulosa dibentuk oleh penyatuan unit-unit kecil gula organik, yaitu sakarida, dalam rantai panjang dan padat. Sehingga sifat selulosa tidak larut dalam air dan alkohol, dan memiliki berat molekul sangat bervariasi.

Seperti karbohidrat yang diturunkan secara biologis lainnya, selulosa mudah terbakar, bereaksi secara eksotermis dengan oksidan kuat, yang menjelaskan kemudahan penyebaran api hutan.

Kegunaan selulosa

Kegunaan selulosa
Insulasi selulosa juga dapat dibuat dari kertas daur ulang.

Menjadi sangat mudah diperoleh dengan rute alami atau buatan, selulosa adalah salah satu bahan baku paling diproses di dunia, terutama dalam pembuatan kertas, karton, kayu buatan, serat alami, sutra buatan atau seluloid.

Selulosa juga digunakan sebagai isolator termal dan akustik, sebagai pernis dan bahkan digunakan untuk membuat bahan peledak (nitroselulosa).

Selulosa itu apa?

Selulosa adalah molekul yang terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen, yang ditemukan dalam struktur selular hampir semua materi tanaman.

Senyawa organik selulosa, yang dianggap paling melimpah di bumi, bahkan diekskresikan oleh beberapa bakteri. Karena terdiri dari berbagai molekul selulosa artinya rantai panjang molekul gula yang dihubungkan satu sama lain untuk memberikan kekuatan pada kayu yang luar biasa.

Selulosa adalah komponen utama dari dinding sel tumbuhan, dan bahan bangunan dasar bagi banyak tekstil dan kertas. Kapas adalah bentuk alami murni selulosa. Di laboratorium, kertas ashless filter adalah sumber selulosa hampir murni.

Selulosa adalah polimer alam, rantai panjang yang dibuat dengan menghubungkan molekul yang lebih kecil. Link dalam rantai selulosa adalah jenis gula: ß-D-glukosa. Dua molekul tidak tertaut ß-D-glukosa digambarkan pada gambar dibawah. Unit gula terkait ketika air dihilangkan dengan menggabungkan -OH dan H yang disorot dalam dengan warna abu-abu.

Hubungan dua dari gula ini menghasilkan disakarida yang disebut selobiosa. Selulosa adalah polisakarida yang dihasilkan dengan menghubungkan gula tambahan dalam cara yang persis sama. Panjang rantai bervariasi, dari beberapa ratus unit gula pada bubur kayu sampai  lebih dari 6000 pada katun.

Rantai selulosa pada bulu dengan kelompok -OH polar. Kelompok-kelompok ini membentuk banyak ikatan hidrogen dengan gugus OH pada rantai yang berdekatan, rantai digabung secara bersama-sama. Rantai juga disusun teratur di beberapa tempat untuk membentuk bagian keras, stabil daerah kristalin yang memberikan rantai yang terbungkus memiliki kestabilan dan kekuatan yang lebih.

Selulosa adalah komponen utama kayu. Serat selulosa adalah serat yang dibuat dengan eter atau ester selulosa, yang dapat diperoleh dari kulit kayu, kayu atau daun tumbuhan, atau dari bahan nabati lainnya. Serat selulosa merupakan komponen penguat kayu, komposit alami yang dapat dibuat menjadi perangkat yang digunakan untuk tempat tinggal, transportasi, pertanian, perang, komunikasi, ornamen dan rekreasi.

Selain selulosa, serat dapat juga mengandung hemiselulosa dan lignin, dengan persentase berbeda dari komponen ini mengubah sifat mekanik serat. Serat selulosa dalam kayu terikat dalam lignin, polimer kompleks. Pembuatan kertas meliputi pengolahan bubur kayu dengan alkali atau bisulfit untuk menghancurkan lignin, dan kemudian menekan bubur kertas pada matte serat selulosa bersama-sama.

bdglukosa

selulosa
selulosa

Selulosa ditemukan dalam jumlah besar di hampir semua tumbuhan, dan berpotensi sumber makanan utama. Sayangnya, manusia tidak memiliki enzim yang diperlukan untuk membelah hubungan antara gula dalam selulosa. Bahkan, selulosa kristal ditambahkan ke beberapa makanan untuk mengurangi nilai kalori.

Bagaimana Selulosa Digunakan pada Makanan?

Serat Tambahan – Dengan meningkatnya kesadaran tentang asupan serat, selulosa telah menjadi salah satu aditif makanan yang paling populer. Menambahkan selulosa pada makanan memungkinkan peningkatan dalam jumlah besar dan kandungan serat tanpa berdampak besar pada rasa.

Karena selulosa mengikat dan bercampur dengan mudah dengan air, sering ditambahkan untuk meningkatkan kandungan serat minuman dan barang-barang cairan lain untuk memperbaiki tekstur yang tidak diinginkan.

Penurun Kalori – Selulosa menyediakan banyak volume atau bulk dalam makanan, tetapi karena tidak dapat dicerna manusia, tidak memiliki nilai kalori. Untuk alasan ini, selulosa menjadi agen Penggembur populer dalam makanan diet. Konsumen yang mengonsumsi makanan dengan kandungan selulosa tinggi merasa kenyang secara fisik dan psikologis tanpa harus mengkonsumsi banyak kalori.

Penebalan / pengemulsi – Tindakan gel selulosa bila dikombinasikan dengan air menyediakan baik penebalan dan menstabilkan kualitas dalam makanan yang itu akan ditambahkan. Selulosa gel bertindak mirip dengan emulsi, memdatkan bahan dalam larutan dan mencegah air supaya tidak berpisah. Selulosa sering ditambahkan pada saus baik untuk  penebalan dan tindakan pengemulsi.

Kekuatan penebalan selulosa juga memungkinkan untuk lebih banyak udara untuk mengembang menjadi produk seperti es krim, atau krim kocok. Selulosa memungkinkan untuk produksi makanan tebal dan lembut tanpa menggunakan sebanyak lemak.

Anti-caking – Kemampuan Selulosa untuk menyerap kelembaban dan mantel bahan dalam bubuk halus membuat bahan pilihan untuk aplikasi anti-caking. keju Iris dan parut, campuran rempah-rempah, dan minuman campuran bubuk hanyalah beberapa dari sekian banyak makanan yang memanfaatkan selulosa sebagai agen anti-caking.

Bentuk Selulosa

Selulosa dapat ditemukan pada daftar bahan di bawah berbagai nama, tergantung pada bentuk yang digunakan. Meskipun selulosa memiliki struktur molekul yang sama terlepas dari sumbernya (bubur kayu, kapas, atau bahan nabati lainnya), bagaimana molekul terikat bersama-sama dan apakah atau tidak mereka terhidrasi menciptakan berbeda “bentuk” dari selulosa.

Selulosa bubuk adalah yang paling banyak digunakan dalam produk makanan dan merupakan bentuk pilihan untuk aplikasi anti-caking. Selulosa karet atau gel selulosa, yang merupakan bentuk terhidrasi dari selulosa, yang sering digunakan pada saus atau barang-barang basah lainnya seperti es krim dan yoghurt beku.

Selulosa juga dapat ditemukan pada daftar bahan di bawah nama karboksimetil selulosa, selulosa mikrokristalin, atau MCC.

Catatan

Glukosa adalah gula enam karbon yang datang dalam dua bentuk dengan aktivitas optik yang berbeda. Bentuk ß, digambarkan di atas, memiliki kelompok hidroksida pada karbon 1 pada wajah yang sama dari cincin sebagai kelompok -CH2OH. Bentuk alfa memiliki kelompok hidroksida yang sama pada wajah yang berlawanan dari kelompok -CH2OH.

Sukrosa, atau gula meja, adalah disakarida yang paling terkenal, dibuat dengan menghubungkan gula glukosa dan fruktosa dalam cara yang berbeda.

Makanan Tinggi Selulosa

Selulosa secara alami hanya ada dalam makanan nabati:

  • Sereal: gandum, gandum, gandum, gandum, sereal, bulgur, quinoa, tepung jagung, beras merah
  • Keluarga sayuran kubis, misalnya, arugula, bok choy, kecambah Brussel, kol, kembang kol, collard, kale, kohlrabi, sawi hijau, lobak, rutabaga, chard Swiss, lobak, lobak hijau dan selada air
  • Buah-buahan: alpukat, beri, apel, dan pir dengan kulit
  • Legum: kacang polong, buncis, kacang, lentil
  • Kentang dengan kulit
  • Biji: biji labu, bunga matahari dan chia dengan kulitnya

Efek Samping dan Bahaya Selulosa

Selulosa dari makanan mungkin tidak menyebabkan efek samping yang signifikan. Selulosa dari suplemen dapat menyebabkan perut kembung ringan, gas berlebihan dan tinja longgar. Pada individu dengan sindrom iritasi usus besar (IBS), makanan yang kaya akan suplemen selulosa dan selulosa dapat memperburuk gejala. Selulosa yang dimodifikasi dapat memicu reaksi alergi pada individu yang sensitif.

Interaksi Selulosa-Nutrisi

Selulosa yang dimurnikan dan dimurnikan dari suplemen, dalam dosis besar (> 10 g / hari), tetapi tidak mungkin selulosa dari makanan, dapat menurunkan penyerapan kalsium dan zat besi [3]

Related Posts