Per cellulosa si intende una miscela di polimeri lineari del β-(1->4)-D-glucopiranosio di lunghezza varia che vanno da 2000 fino a 14mila unità.
La configurazione totalmente equatoriale dei residui β-glucopiranosici stabilizzano la struttura a sedia minimizzando la sua flessibilità. La preparazione di cellulosa può contenere quantità in tracce di arabinoxilani.
Nelle piante si trovano sotto forma di microfibrille del diametro che va da 2 a 20 nm e lunghe da 100 a 40 000 nm, e costituiscono la struttura portante della parete cellulare.
Nell’interazione che la cellulosa ha con l’acqua, si distinguono due classi di acqua che si associano con il polimero.
L’acqua legata è associata strettamente con la superficie del polimero può diffondere dentro questo ambiente oltre i 220 Kelvin formando un vetro al di sotto di questa temperatura.
L’acqua che occupa gli spazi stretti tra le microfibrille diventa mobile attorno ai 260 Kelvin. La fonte della cellulosa determina quanta acqua si trova sotto forma di una di queste due frazioni.
La cellulosa microcristallina è usata per le sue capacità eccezionali di legare e di formare pillole, caratterizzata dalla sua plasticità e coesione quando è bagnata. L’acqua non penetra la cellulosa cristallina ma la forma amorfa secca assorbe acqua diventando soffice e flessibile
Una parte di quest’acqua non congela, ma la maggior parte è intrappolata. Se la cellulosa ha un’alta cristallinità meno acqua è legata con legami ad Idrogeno, ma alcuni prodotti di cellulosa fibrosa possono ritenere considerevoli quantità di acqua nei pori e nelle sue cavità; l’abilità di tenere l’acqua si correla bene con l’effetto dell’area superficiale e la porosità. Poiché questa acqua può trovarsi liquida ben al di sotto del punto di congelamento, questo effetto può proteggere contro i danni causati dal ghiaccio.
La cellulosa può dare un effetto di migliorato volume e di texture come sostitutivo dei grassi nelle salse e condimenti ma la sua insolubilità implica che tutti i prodotti saranno torbidi.
Con questo link visualizziamo il presente nel cellobiosio.
Si notino la serie dei legami glucosidici in cui gli Ossigeni sono posti in modo alternato sopra e sotto il piano degli anelli di glucosio e gli anelli di glucopiranosio sono alternati a 180° rispetto al successivo.
La conformazione totalmente equatoriale degli anelli di glucopiranosio legati in modo β-stabilizza la struttura a sedia minimizzandone la flessibilità.
La presenza estesa di legami ad idrogeno nel filamento e tra differenti filamenti di cellulosa porta il polimero ad assumere una struttura cristallina che è insolubile in acqua dando anche estese interazioni idrofobiche interne. Si notino i
Il cristallo naturale della cellulosa è costituito da una struttura I metastabile con tutti i filamenti paralleli senza legami ad idrogeno tra filamenti, e contiene due fasi coesistenti di Cellulosa triclina e cellulosa monoclina in proporzioni che dipendono dalla sua origine. La struttura triclina si trova nelle alghe e batteri mentre la monoclina prevale nelle piante superiori.
Quando viene ricristallizzata da CS2 si trasforma nella forma stabile di Cellulosa II monoclina con arrangiamenti antiparalleili ed alcuni legami ad idrogeno tra catene.
L’acqua non riesce a penetrare la cellulosa cristallina, ma la forma amorfa assorbe acqua divenendo soffice e flessibile.
Parte di quest’acqua non gela ma è semplicemente intrappolata. Se la cellulosa ha alta cristallinità, essa lega a sé meno acqua attraverso il legame ad idrogeno.
Ma alcuni prodotti di cellulosa fibrosa possono trattenere considerevoli quantità di acqua nei pori e nelle sue cavità tipiche a cannuccia; l’abilità a trattenere l’acqua si correla bene con le frazioni amorfe (effetto di area superficiale) e la frazione vuota, cioè la porosità.
Pagina originale in inglese di Martin Chaplin