Celulóza (chemický názevcelulosa) jepolysacharid sestávající z beta-D-glukózy. Jednotlivé glukózové jednotky jsou spojenéglykosidovou vazbou β-1,4 a tvoří dlouhé, nerozvětvené řetězce, které jsou zcela nerozpustné ve vodě. Celulóza je hlavní stavební látkourostlinných primárníchbuněčných stěn a spolu sligninem a hemicelulózami se podílí na stavbě sekundárních buněčných stěn; celulóza je nejrozšířenějšímbiopolymerem na zemském povrchu, ročně jí vzniká až 1,5×109 tun.[1] Mimo to se však vyskytuje i u některých živočichů, konkrétně upláštěnců (Tunicata).[2]
Termín celulóza se také velmi často nesprávně používá pro označování papírenského polotovaru, který je směsí celulózy,hemicelulóz a zbytkůligninu a pro nějž papírenský průmysl již odprvní republiky používá termín „buničina“.
Struktura celulózy je vytvářena nerozvětvenými řetězci asi 500 jednotek D-glukózy. Dlouhé nevětvenépolymery celulózy v buněčných stěnách rostlin vytváří vyšší struktury –mikrofibrily. To jsou v tahu velmi pevná vlákna složená z mnoha molekul celulózy spojovanýchvodíkovými můstky. Obvykle však není celulóza jedinou složkou buněčných stěn, ty totiž obsahují mezi mikrofibrilami i např.xyloglukany,pektiny a případnýlignin.[3]
Uspořádání mikrofibril určuje směr růstu buňky. Pokud jsou v části uspořádány rovnoběžně, buňka roste ve směru kolmém vzhledem ke směru mikrofibril.
Syntézu celulózy (z aktivované formy glukózy, tzv.UDP-glukózy) provádí enzymcelulóza syntáza (CESA), který je součástímembrány rostlinné buňky. Je to velký komplex, který zároveň syntetizuje vždy 36 vláken. Ty se okamžitě spojují do kompaktní mikrofibrily a vytváří vazby s buněčnou stěnou. Pohyb komplexu plazmatickou membránou určuje směr uložení mikrofibrily ve stěně.
Většina živočichů nemáenzymy, které by dokázaly rozštěpit β-1,4 vazby mezi jednotlivými glukózovými jednotkami. Proto je pro ně celulóza nestravitelná a v potravě tvořívlákninu, která projde trávicím traktem a společně se střevními bakteriemi tvořívýkaly.
Známým příkladem živočicha, který celulózu dokáže trávit, jehlemýžď zahradní.Také bakterie mají schopnost celulózu štěpit a metabolizovat. Přihydrolytickém štěpení celulózy vznikají různé štěpné produkty (cellopentóza, cellotetróza, cellotrióza, cellobióza) až po glukózu.Býložravci tedy často hostí ve své trávicí trubici symbiotické bakterie, které celulózu buněčných stěn rozštěpí a umožní tak býložravci zužitkovat energii, která je v ní uložena. Nejznámější jsou bezesporutermiti nebopřežvýkavci, kteří dokážou symbiotických bakterií využít nejlépe. Celulózu jsou schopny rozkládat také dřevokazné houby.
Celulóza se pro komerční účely izoluje ze dřeva odstraněním ostatních složek (lignin,hemicelulóza, oleje aj.). Celulózové vlákno se používá v papírenském a textilním průmyslu. Celulóza je hlavní složkou buničiny, z níž se vyrábípapír, a rostlinných vláken zbavlny,lnu akonopí; jejím derivátem jsou umělá vlákna, jako je acetát celulózy neboviskóza, surovina k výrobě uměléhohedvábí nebocelofánu.Nitrací celulózy vznikánitrocelulóza, známá také jakostřelná bavlna.
Mez pevnosti v tahu se u obyčejného papíru (z vláken v průměru desítek mikrometrů) pohybuje v jednotkách MPa. Pokud je ale vyroben z vláken celulózy o průměru desítek nanometrů, tak se pevnost zvýší na stovky MPa.[4]
- Výroba: Monosacharid + NaOH + CS2 → xantoghenát + H2O
- Použití: výroba celofánů a viskózního hedvábí
