Selulosa adalah polisakarida yang hanya terdiri dari molekul glukosa; dengan demikian merupakan homopolisakarida (terdiri dari satu jenis monosakarida); Selulosa bersifat kaku, tidak larut dalam air, dan mengandung beberapa ratus hingga beberapa ribu unit β-glukosa.

Selulosa adalah biomolekul organik yang paling melimpah karena membentuk mayoritas biomassa terestrial, ditemukan di dinding sel tumbuhan, secara kimia dianggap sebagai polimer alami, dibentuk oleh sejumlah besar unit glukosa (C6H10O5 ), yang berat molekulnya berkisar dari beberapa ratus ribu.

Sejarah dan manfaat

Selulosa adalah zat yang paling sering ditemukan di dinding sel tumbuhan, dan ditemukan pada tahun 1838. Selulosa adalah bahan baku yang bermanfaat dalam pembuatan kertas dan jaringan serat alami.

Selulosa juga digunakan dalam pembuatan bahan peledak (yang paling dikenal adalah nitroselulosa atau “bubuk mesiu”), seluloid, sutra buatan, pernis dan digunakan sebagai isolasi termal dan akustik, sebagai produk yang berasal dari kertas daur ulang yang dihancurkan.

Struktur selulosa

Selulosa dibentuk oleh pengikatan molekul β-glukopiranosa melalui ikatan β-1,4-O-glukosidik. Dengan hidrolisis glukosa. Selulosa adalah rantai polimer panjang dengan berat molekul variabel, dengan rumus empiris (C6H10O5) n, dengan nilai minimum n = 200.

Struktur selulosaStruktur selulosa; di sebelah kiri, β-glukosa; di sebelah kanan, beberapa β-glukosa terhubung. Selulosa memiliki struktur linier atau berserat, di mana banyak ikatan hidrogen terbentuk antara gugus hidroksil dari berbagai rantai glukosa yang disandingkan, membuatnya tidak dapat ditembus air, yang membuatnya tidak larut dalam air, dan menyebabkan serat padat yang membentuk dinding sel sel tumbuhan.

Fungsi Selulosa

Selulosa adalah polisakarida struktural pada tumbuhan karena merupakan bagian dari jaringan penyokong. Dinding sel tumbuhan muda mengandung sekitar 40% selulosa; 50% kayu, sedangkan contoh paling murni dari selulosa adalah kapas dengan persentase lebih besar dari 90%.

Meskipun terbentuk oleh glukosa, hewan tidak dapat menggunakan selulosa sebagai sumber energi, karena mereka tidak memiliki enzim yang diperlukan untuk memutus ikatan β-1,4-glukosidik, yaitu, ia tidak dapat dicerna oleh hewan. Namun, penting untuk memasukkannya ke dalam makanan manusia (serat makanan) karena ketika dicampur dengan tinja, ia memfasilitasi pencernaan dan buang air besar, serta mencegah gas-gas buruk.

Dalam sistem pencernaan ruminansia (pra-lambung), herbivora dan rayap lainnya, terdapat mikroorganisme, banyak metanogen, yang memiliki enzim yang disebut selulase yang memecah ikatan β-1,4-glukosidik dan ketika molekul selulosa dihidrolisis Glukosa tersedia sebagai sumber energi.selulosa tumbuhan

Ada mikroorganisme (bakteri dan jamur) yang hidup bebas dan juga mampu menghidrolisis selulosa. Mereka memiliki kepentingan ekologis yang besar, karena mereka mendaur ulang bahan selulosa seperti kertas, kardus dan kayu. Di antara mereka, jamur Trichoderma reesei menonjol, mampu menghasilkan empat jenis selulase: 1,4-β-D-glucancelobiohirolasas CBH i dan CBH II dan endo-1,4-β-D-glucanase EG I dan EG II. Teknik bioteknologi menghasilkan enzim yang dapat digunakan dalam daur ulang kertas, mengurangi biaya ekonomi dan polusi.

Selulosa kimia

Selulosa jenis ini diperoleh dari proses pemasakan kimiawi kayu pada suhu dan tekanan tinggi, yang tujuannya adalah untuk melarutkan lignin yang terkandung dalam kayu dengan larutan alkali, melepaskan serat. Tergantung pada aditif kimia yang digunakan dalam memasak, ada kraft selulosa kimia dan sulfit, menjadi yang pertama digunakan di seluruh dunia. Selulosa kimia ditandai dengan memiliki hasil total yang relatif rendah, yaitu hanya antara 40% dan 60% dari bahan.

Asli (kayu) tetap dalam produk akhir (serat), sisanya (lignin), larut dalam larutan alkali untuk selanjutnya dibakar dan menghasilkan energi termal dan listrik yang diperlukan dalam proses produksi. Selulosa ini lebih resisten, karena seratnya tetap utuh, lebih mudah diputihkan dan cenderung kehilangan kualitasnya dari waktu ke waktu.

Selulosa Mekanik

manfaat selulosaSelulosa jenis ini diperoleh dari suatu proses di mana kayu dihancurkan dan dihancurkan secara mekanis, mengalami suhu dan tekanan tinggi. Selanjutnya pasta diklasifikasikan, dicuci dan akhirnya diputihkan. Proses ini membutuhkan konsumsi energi yang tinggi.

Selulosa mekanis ditandai dengan memiliki hasil tinggi, biasanya antara 85% dan 95%, tetapi lignin yang tersisa dalam produk dapat mengoksidasi menghasilkan warna kuning yang menjadi ciri surat kabar lama. Aplikasi utama adalah pembuatan kertas untuk koran dan kertas untuk mencetak dan menulis dengan kualitas lebih rendah. Selulosa ini kurang tahan daripada kimia, bukan karena keberadaan lignin ini tetapi karena serat yang terkandung di dalamnya telah dipotong dalam proses pembuatan. Untuk memberi kita gambaran produksi di seluruh dunia pada tahun 1998 (175 juta ton), 76% berhubungan dengan selulosa kimia dan hanya 24% untuk selulosa mekanik.

Cara lain untuk mengklasifikasikan selulosa adalah dari bahan baku yang digunakan untuk pembuatannya. Tergantung padanya, ada pulp serat panjang (pulp kayu lunak) dan pulp serat pendek (pulp kayu keras). Mereka berbeda terutama dalam resistensi mereka, karena ini pada dasarnya tergantung pada ikatan molekul yang terbentuk antara serat. Selulosa serat panjang menghasilkan di koran sebuah jaringan sendi lebih tahan daripada serat pendek. Panjang serat panjang berfluktuasi antara 2,5 dan 4,5 mm, dibandingkan 0,7 hingga 1,8 mm dari serat pendek.