Xenlulozơ có lẽ là một từ khá mới lạ với nhiều người, nhưng thực tế thì loại chất này đã tồn tại từ rất lâu và được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống và sản xuất công nghiệp. Để hiểu rõ hơn về loại hợp chất này, hãy cùng tìm hiểu về công thức phân tử, đặc tính và vai trò của xenlulozơ trong bài viết này.
Nội dung
Xenlulozơ là gì?
Xenlulozơ là một chất hữu cơ tồn tại ở dạng chất rắn, có hình sợi, màu trắng và không có mùi. Chất này được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1838 bởi nhà hóa học người Pháp Anselme Payen. Từ đó đến nay, xenlulozơ đã được ứng dụng phổ biến trong cuộc sống và các hoạt động sản xuất công nghiệp.
Công thức cấu tạo xenlulozơ là gì?
Công thức phân tử của xenlulozơ được ký hiệu là [(C6H10O5)]n hoặc [C6H7O2(OH)3]n. Nó là một polime được hình thành từ các mắt xích β-glicozit, với phân tử không phân nhánh và không xoắn, do đó có khối lượng phân tử rất lớn. Trong hóa học, xenlulozơ thuộc loại polisaccarit, là một thành phần chính để tạo ra màng tế bào thực vật. Các liên kết β(1→4)-glycosid giữa các đơn vị D-glucose tạo thành chuỗi polymer thẳng. Những liên kết này giúp tạo độ bền kéo cao cho sợi xenlulozơ và giữ cố định các chuỗi trong thành tế bào thực vật.
Các đặc tính lý hóa đặc trưng của xenlulozơ
Tính chất vật lý
Xenlulozơ là một chất rắn kết tinh dạng bột màu trắng, không màu, không vị, có độ bền cao nhờ sự bền chắc của các liên kết hydro hiện diện giữa các chuỗi riêng lẻ trong những sợi xenlulozơ nhỏ. Xenlulozơ không tan trong nước nhưng hòa tan trong dung môi hữu cơ và tan tốt trong nước Svayde.
- Khối lượng mol: 162,156g/mol.
- Mật độ: 1,5 g/cm3.
- Điểm nóng chảy của xenlulozơ: 260 độ C.
Tính chất hóa học của xenlulozơ
-
Tham gia phản ứng thủy phân: Khi đun nóng xenlulozơ trong dung dịch axit sunfuric 70%, chúng ta thu được sản phẩm glucozo. Phản ứng này thường xảy ra trong dạ dày của động vật nhai lại như trâu, bò,…
-
Phản ứng este hóa: Xenlulozơ có thể tác dụng với axit HNO3 trong điều kiện nhiệt độ và có axit H2SO4 đặc để tạo ra xenlulozơ trinitrate. Chất này có màu vàng, dễ cháy, không tạo ra khói và không để lại tàn.
-
Xenlulozơ cũng có thể tác dụng với anhidrit axetic để tạo ra xenlulozơ triaxetat.
-
Tham gia phản ứng oxi hóa: Xenlulozơ tác dụng với oxi để tạo ra khí cacbonic và nước.
Vai trò của xenlulozơ là gì?
Xenlulozơ có vai trò quan trọng trong thực vật và động vật. Trong thực vật, xenlulozơ là một thành phần chính để tạo ra màng tế bào thực vật. Cấu trúc xenlulozơ được hỗ trợ bởi một ma trận polysacarit, trong đó xenlulozơ là thành phần chủ đạo và lignin hoạt động như bê tông. Xenlulozơ tạo độ bền và hỗ trợ cơ khí cho thân cây và gỗ.
Một số loại vi khuẩn tiết ra xenlulozơ để tạo lớp màng sinh học. Lớp màng này sẽ gắn kết vi khuẩn lại với nhau và tạo thành các khuẩn lạc.
Đối với con người, xenlulozơ không thể được tiêu hóa, nhưng nó lại là nguồn cung cấp chất xơ không hòa tan. Chất xơ này có ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ chất dinh dưỡng và hỗ trợ quá trình đào thải chất cặn bã ra khỏi cơ thể.
Quá trình tiêu hóa xenlulozơ ở động vật và con người diễn ra như thế nào?
Đối với động vật
Trong ruột mối, vi khuẩn mastigophorans giúp tiêu hóa xenlulozơ. Còn động vật ăn cỏ như động vật nhai lại, trong dạ dày của chúng có các ngăn khác nhau giúp tiêu hóa thức ăn.
Dạ cỏ là ngăn đầu tiên mà thức ăn đi vào và đây cũng là nơi lưu trữ tạm thời các loại rau, cỏ trước khi chúng được nôn ra để nhai lại. Sự hiện diện của vi khuẩn và enzyme trong dạ cỏ giúp xenlulozơ bị tiêu hóa trong điều kiện kỵ khí. Một sản phẩm phụ của quá trình tiêu hóa này chính là khí metan có mùi hôi thối gây phá hủy tầng ozon của Trái Đất.
Đối với con người
Xenlulozơ là một loại chất xơ có khả năng hỗ trợ quá trình đào thải chất cặn bã trong ruột mà hệ tiêu hóa của con người không thể tiêu hóa được. Sự hiện diện của các liên kết beta axetal trong xenlulozơ khiến nó khác với tinh bột và là yếu tố quyết định đến khả năng tiêu hóa của nó. Con người thiếu enzym cần thiết để phá vỡ các liên kết này.
Trái cây và các loại rau củ chứa một lượng nhỏ xenlulozơ nên dễ tiêu hóa. Chất xơ có chứa xenlulozơ giúp thực phẩm di chuyển trơn tru hơn trong hệ tiêu hóa. Chế độ ăn nhiều chất xơ giúp làm giảm nguy cơ ung thư ruột kết vì chất xơ giúp giảm thời gian phân ở lại trong ruột kết.
Cách để điều chế xenlulozơ
Xenlulozơ tự nhiên thường được tổng hợp từ rơm, rạ, bông, bã mía,… Ngoài ra, trong công nghiệp, xenlulozơ cũng được sản xuất bằng cách nấu nguyên liệu thực vật trong dung dịch kiềm hoặc dung dịch sulfit. Sau đó, bột giấy sulfit thu được sẽ được tẩy trắng để loại bỏ lignin còn sót lại.
Ứng dụng của xenlulozơ
Xenlulozơ có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống và sản xuất công nghiệp, bao gồm:
Sản xuất giấy
Xenlulozơ được sử dụng làm nguyên liệu chính trong ngành công nghiệp sản xuất giấy, bao gồm giấy in, giấy gói hàng, giấy vệ sinh, giấy bìa và nhiều sản phẩm giấy khác.
Sản xuất vải sợi
Xenlulozơ cũng được sử dụng để sản xuất sợi tổng hợp, bao gồm sợi lyocell và sợi viscose. Loại sợi này có đặc tính mềm mại, thoáng khí và thân thiện với môi trường. Vì vậy, chúng thường được sử dụng trong ngành dệt may, sản xuất vải không dệt và nhiều ứng dụng thời trang khác.
Sản xuất bao bì đóng gói thực phẩm
Xenlulozơ được sử dụng để sản xuất các loại bao bì đóng gói thực phẩm như túi giấy, khay, hộp carton và các loại vật liệu đóng gói khác. Loại vật liệu này có tính bền tốt, an toàn và có khả năng phân hủy sinh học, thân thiện với môi trường.
Dược phẩm và thực phẩm
- Xenlulozơ có vai trò là chất bảo quản trong pho mát.
- Xenlulozơ được sử dụng trong dược phẩm và thực phẩm để hấp thụ nước, tạo độ nhớt và liên kết các thành phần.
Ngành xây dựng
Xenlulozơ có thể được sử dụng để cải thiện đặc tính cơ học của vật liệu xi măng, thêm vào vữa hoặc sơn để tăng khả năng kết dính và độ bền cho vật liệu.
Với những thông tin mà chúng tôi vừa đưa ra, các bạn chắc hẳn đã hiểu rõ hơn về xenlulozơ là gì rồi đúng không? Hy vọng bài viết này đã giúp ích cho các bạn và đừng quên ghé thăm website fptskillking.edu.vn của chúng tôi thường xuyên để cập nhật các kiến thức mới nhé.