セルロースの化学組成は何ですか?

私たちが食べる食品の多くにはセルロースが含まれています。セルロースを補給すると、人間の健康に多くのメリットがあります。たとえば、糖尿病の治療を助け、冠状動脈性心疾患を予防することができます。現在、多くの人が高血圧に悩まされていますが、セルロースを補給すると血圧を下げる効果があります。セルロースを補給すると減量効果もあることは言うまでもありませんが、セルロースにどのような成分が含まれているのか知らない人が多いため、以下ではセルロースに関する専門知識について詳しく紹介します。

セルロースの化学組成は何ですか?

セルロースの化学組成は（C6H10O5）nです。

セルロースはグルコースからなる高分子多糖類です。水および一般的な有機溶剤には溶けません。植物細胞壁の主成分です。セルロースは自然界で最も広く分布し、最も豊富に存在する多糖類であり、植物界の炭素含有量の 50% 以上を占めています。綿はセルロース含有量がほぼ 100% で、最も純粋な天然セルロース源です。一般的な木材では、セルロースが40～50％、ヘミセルロースが10～30％、リグニンが20～30％を占めます。

セルロースは植物細胞壁の主な構成成分であり、通常はヘミセルロース、ペクチン、リグニンと組み合わされています。組み合わせ方と組み合わせの程度は、植物性食品の食感に大きな影響を与えます。植物の成熟と熟成の過程での質感の変化は、ペクチンの変化によって引き起こされます。人間の消化管にはセルラーゼが存在しません。セルロースは重要な食物繊維です。自然界で最も広く分布し、最も豊富に存在する多糖類。

自然：

1.溶解度

室温では、セルロースは水やアルコール、エーテル、アセトン、ベンゼンなどの一般的な有機溶媒に不溶です。希アルカリ溶液にも不溶です。そのため、室温ではセルロース分子間に水素結合が存在するため、比較的安定しています。セルロースは水やエタノール、エーテルなどの有機溶媒には溶けませんが、銅アンモニアCu(NH3)4(OH)2溶液や銅エチレンジアミン[NH2CH2CH2NH2]Cu(OH)2溶液には溶けます。

2.セルロース加水分解

特定の条件下では、セルロースは水と反応します。反応中、酸素橋が壊れて水分子が追加され、セルロースは長鎖分子から短鎖分子に変化し、最終的にすべての酸素橋が壊れてグルコースに変わります。

3.セルロースの酸化

セルロースは酸化剤と化学反応を起こし、元のセルロースとは異なる構造を持つ一連の物質を生成します。この反応過程をセルロースの酸化と呼びます。 （郭立珠のアーカイブ保護技術より引用）セルロース高分子の基本環は、β-1,4グリコシド結合を持つD-グルコースで構成された高分子多糖類であり、その化学組成は炭素44.44％、水素6.17％、酸素49.39％で構成されています。セルロース分子中のグルコース残基の数、つまり重合度 (DP) は、その発生源によって大きく異なります。維管束植物、地衣類、一部の藻類の細胞壁の主成分です。セルロースは酢酸菌のカプセルや尾索動物の尾索にも含まれています。綿は高純度（98%）のセルロースです。 α-セルロースという名前は、完全なセルロースの標準サンプルから 17.5% NaOH で抽出できない元の細胞壁の部分を指します。 β-セルロースとγ-セルロースはヘミセルロースに相当するセルロースです。 α-セルロースは通常結晶性セルロースが大部分を占めますが、β-セルロースとγ-セルロースは化学的にはセルロースのほかにさまざまな多糖類を含んでいます。細胞壁のセルロースはミクロフィブリルを形成します。幅は10～30ナノメートルで、長さは数ミクロンのものもあります。 X線回折法とネガティブ染色法を用いた電子顕微鏡観察により、鎖状分子の平行配列の結晶部分が幅3～4ナノメートルの基本的なマイクロファイバーを形成していることが判明しました。これらの基本的なミクロフィブリルが結合してミクロフィブリルを形成すると推測されます。セルロースはシュビッツァー試薬または濃硫酸に溶けます。セルロースは酸によって容易に加水分解されませんが、希酸またはセルラーゼによって D-グルコース、セロビオース、オリゴ糖に変換されます。酢酸菌にはUDPグルコースプライマーから配糖体を転移してセルロースを合成する酵素（セルロース合成酵素（UDP形成）EC2.4.1.12）がある。高等植物では同じ活性を持つ顆粒酵素の標準試料が得られている。この酵素は通常GDPグルコース（セルロース合成酵素（GDP形成）EC2.4.1.29）を使用し、UDPグルコースから転移するとβ-1,3結合の混合物が生じる。ミクロフィブリルの形成部位やセルロースの配列を制御する機構はあまり明らかではない。一方、セルロースの分解に関しては、一次細胞壁が伸長して成長すると、ミクロフィブリルの一部がセルラーゼの作用で分解され、可溶性になると推定されている。

水はセルロースを限定的に膨潤させる可能性があり、特定の酸、アルカリ、塩の水溶液は繊維の結晶領域に浸透し、無制限の膨潤を引き起こし、セルロースを溶解する可能性があります。セルロースは150℃程度まで加熱しても大きな変化はありませんが、それ以上の温度では脱水により徐々に炭化します。セルロースは、濃無機酸で加水分解されてグルコースなどを生成し、濃苛性アルカリ溶液と反応してアルカリセルロースを生成し、強力な酸化剤と反応して酸化セルロースを生成します。

4.柔軟性

セルロースは柔軟性が低く、硬いのは次のような理由からです。

（１）セルロース分子は極性があり、分子鎖間の相互作用は非常に強い。

（２）セルロース中の６員環ピラン環構造は内部回転を困難にする。

（３）セルロース分子内および分子間で水素結合が形成され、特に分子内水素結合はグリコシド結合の回転を防ぎ、セルロースの剛性を大幅に高めます。