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| + | '''纤维素'''（cellulose）是一类有机化合物，其化学通式为(C6H10O5)n，是由几百至几千个β(1→4)连接的D-葡萄糖单元的线性链（[[糖苷键]]）组成的多糖。纤维素是[[绿色植物]]的、许多形式的[[藻类]]和卵菌的原代[[细胞壁]]的重要结构组分；一些种类的细菌分泌它以形成生物膜。纤维素是地球上最丰富的有机聚合物，是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，是组成植物细胞壁的主要成分<ref>[https://www.cndzys.com/yinshi/changshi/1798924.html 纤维素是糖类吗]，大众养生网，2019-01-30 </ref>。棉花、亚麻、苎麻和黄麻部含有大量优质的纤维素。棉花纤维中的纤维素含量是90%，木头中纤维素含量是40%-50%，干燥的麻中纤维素含量是57%。 | ||
| + | [[天然纤维素]]为无味的白色丝状物。纤维素不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂，但在加热的条件下会被酸水解，主要的生物学功能是构成植物的支持组织。 | ||
==详细说明== | ==详细说明== | ||
| − | 纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分之一。纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40~50%，还有10~30%的半纤维素和20~30%的木质素。此外，麻、麦秆、稻甘蔗渣等，都是纤维素的丰富来源。纤维素是重要的造纸原料。此外，以纤维素为原料的产品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。食物中的纤维素（即膳食纤维）对人体的健康也有着重要的作用。 | + | |
| + | 纤维素是由[[ 葡萄糖]] 组成的大分子[[ 多糖]] 。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分之一。纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50%以上。[[ 棉花]] 的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40~50%，还有10~30%的半纤维素和20~30%的木质素。此外，麻、麦秆、稻甘蔗渣等，都是纤维素的丰富来源。纤维素是重要的[[ 造纸]] 原料。此外，以纤维素为原料的产品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。食物中的纤维素（即膳食纤维）对人体的健康也有着重要的作用。 | ||
==性质== | ==性质== | ||
| + | 纤维素是D-葡萄糖以β-1,4-糖苷键组成的大分子多糖，分子量约50,000~2,500,000，相当于300~15,000个[[葡萄糖]]基。分子式可写作(C6H10O5)n，是[[维管束植物]]、[[地植物]]以及一部分藻类细胞壁的主要成分。醋酸菌的荚膜，以及尾索动物亚门的被囊中也发现有纤维素的存在，棉的种子毛是高纯度（98%）的纤维素。所谓α-纤维素这一名称系指从原来细胞壁的完全纤维素标准样品用17.5%氢氧化钠（NaOH）不能提取的部分。β-纤维素、γ-纤维素是相应于半纤维素的纤维素。其中，α-纤维素通常是由结晶性纤维素所构成,而β-纤维素,γ-纤维素在化学上除含有纤维素以外，还含有各种多糖类。细胞壁的纤维素形成[[微纤维]]。宽度为10~30毫微米，长度有的达数微米。应用X线(X光)衍射和负染色法，根据[[电子显微镜]]观察，链状分子平行排列的结晶性部分组成宽为3~4毫微米的基本微纤维。推测这些基本微纤维集合起来就构成了微纤维。纤维素能溶于施魏策尔试剂（Schweizer's reagent，将氢氧化铜溶解于浓氨水中而制得）或浓硫酸。虽然不易用酸水解，但是稀酸或纤维素酶可使纤维素生成[[D-葡萄糖]]、[[纤维二糖]]和寡糖。在醋酸菌中有从UDP葡萄糖引子转移糖苷合成纤维素的酶（cellulose synthase，EC2.4.1.12）。在高等植物中已得到具有同样活性的颗粒性酶的标准样品。此酶通常是利用GDP葡萄糖（cellulose synthase，EC2.4.1.29），在由UDP葡萄糖转移的情况下，发生β-1,3-键的混合。微纤维的形成场所和控制纤维素排列的机制还不太明了。另一方面就纤维素的分解而言，估计在初生细胞壁伸展生长时，微纤维的一部分由于[[纤维素酶]]的作用而被分解，成为可溶性。 | ||
| − | 纤维素 | + | 纤维素 不溶于水和[[乙醇]]、[[乙醚]]等有机溶剂，能溶于施魏策尔试剂 Cu(NH3)4(OH)2 和铜乙二胺 (NH2CH2CH2NH2)Cu(OH)2 溶液等 。 水可使 纤维素 发生有限溶胀 ， 某些[[酸]] 、[[碱]]和[[盐]] 的 水溶液可渗入 纤维结晶 区，产生无限溶胀，使 纤维素 溶解 。纤维素 加热到约150℃时不发生 显 著变化 ， 超过 这 温度会由于脱水而逐渐焦化 。纤维素 与较 浓 的无机 酸 起 水解 作用 生 成 葡萄糖等 ，与较浓 的 苛 性 碱溶液作用 生成 碱 纤维素， 与强氧化剂作用 生 成氧化 纤维素。 |
| − | + | ==来源== | |
| − | + | 纤维素的实验室制法是先用水、有机溶剂处理植物原料，再用[[ 氯]] 、[[ 亚氯酸盐]] 、[[ 二氧化氯]] 、过乙酸去除其中所含的木质素，得到纤维素和半纤维素，然后采用各种方法除去半纤维素，制得纯纤维素。工业制法是用亚硫酸盐溶液或碱溶液蒸煮植物原料，除去[[ 木质素]] ，然后经过漂白进一步除去残留木质素，所得漂白浆可用于造纸。 | |
| − | 纤维素的实验室制法是先用水、有机溶剂处理植物原料，再用氯、亚氯酸盐、二氧化氯、过乙酸去除其中所含的木质素，得到纤维素和半纤维素，然后采用各种方法除去半纤维素，制得纯纤维素。工业制法是用亚硫酸盐溶液或碱溶液蒸煮植物原料，除去木质素，然后经过漂白进一步除去残留木质素，所得漂白浆可用于造纸。 | ||
==作用== | ==作用== | ||
| − | 全世界用于纺织造纸的纤维素，每年达800万吨。此外，用分离纯化的纤维素做原料，可以制造人造丝，赛璐玢以及硝酸纤维素、醋酸纤维素等酯类衍生物和甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素等醚类衍生物，用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。纤维素有良好的声学性能，用于制造乐器，如钢琴，提琴。人类膳食中的纤维素主要含于蔬菜和粗加工的谷类中，虽然不能被消化吸收，但有促进肠道蠕动，利于粪便排出等功能。草食动物则依赖其消化道中的共生微生物将纤维素分解，从而得以吸收利用。 | + | |
| + | 全世界用于纺织造纸的纤维素，每年达800万吨。此外，用分离纯化的纤维素做原料，可以制造[[ 人造丝]] ，[[ 赛璐玢]] 以及[[ 硝酸纤维素]] 、[[ 醋酸纤维素]] 等酯类衍生物和甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素等醚类衍生物，用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。纤维素有良好的声学性能，用于制造[[ 乐器]] ，如[[ 钢琴]] ，[[ 提琴]] 。人类膳食中的纤维素主要含于蔬菜和粗加工的谷类中，虽然不能被消化吸收，但有促进肠道蠕动，利于粪便排出等功能<ref>[https://new.qq.com/omn/20181228/20181228A0YRKI.html 纤维素的生物学作用]，腾讯网，2018-12-28</ref> 。草食动物则依赖其消化道中的共生微生物将纤维素分解，从而得以吸收利用。 | ||
==鉴别== | ==鉴别== | ||
| − | 纤维素燃烧无味，生成黑烟，用此法可鉴别人造丝和真丝（蛋白质，燃烧有烧焦羽毛气味）。 | + | |
| + | 纤维素燃烧无味，生成黑烟，用此法可鉴别[[ 人造丝]] 和[[ 真丝]] （蛋白质，燃烧有烧焦羽毛气味）。 | ||
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| + | ==视频== | ||
| + | ===<center>纤维素 相关视频</center>=== | ||
| + | <center> 纤维素与健康的关系 </center> | ||
| + | <center>{{#iDisplay:v0756971gcy|560|390|qq}}</center> | ||
| + | <center> 食用纤维素，数量有讲究 </center> | ||
| + | <center>{{#iDisplay:z0536ubi51j|560|390|qq}}</center> | ||
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| + | ==参考文献== | ||
| + | [[Category:360 生物科學總論]] | ||
於 2020年2月25日 (二) 17:22 的最新修訂
纖維素（cellulose）是一類有機化合物，其化學通式為(C6H10O5)n，是由幾百至幾千個β(1→4)連接的D-葡萄糖單元的線性鏈（糖苷鍵）組成的多糖。纖維素是綠色植物的、許多形式的藻類和卵菌的原代細胞壁的重要結構組分；一些種類的細菌分泌它以形成生物膜。纖維素是地球上最豐富的有機聚合物，是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，是組成植物細胞壁的主要成分[1]。棉花、亞麻、苧麻和黃麻部含有大量優質的纖維素。棉花纖維中的纖維素含量是90%，木頭中纖維素含量是40%-50%，乾燥的麻中纖維素含量是57%。
天然纖維素為無味的白色絲狀物。纖維素不溶於水、稀酸、稀鹼和有機溶劑，但在加熱的條件下會被酸水解，主要的生物學功能是構成植物的支持組織。
詳細說明
纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶於水及一般有機溶劑。是植物細胞壁的主要成分之一。纖維素是世界上最豐富的天然有機物，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纖維素含量接近100%，為天然的最純纖維素來源。一般木材中，纖維素占40~50%，還有10~30%的半纖維素和20~30%的木質素。此外，麻、麥稈、稻甘蔗渣等，都是纖維素的豐富來源。纖維素是重要的造紙原料。此外，以纖維素為原料的產品也廣泛用於塑料、炸藥、電工及科研器材等方面。食物中的纖維素（即膳食纖維）對人體的健康也有着重要的作用。
性質
纖維素是D-葡萄糖以β-1,4-糖苷鍵組成的大分子多糖，分子量約50,000~2,500,000，相當於300~15,000個葡萄糖基。分子式可寫作(C6H10O5)n，是維管束植物、地植物以及一部分藻類細胞壁的主要成分。醋酸菌的莢膜，以及尾索動物亞門的被囊中也發現有纖維素的存在，棉的種子毛是高純度（98%）的纖維素。所謂α-纖維素這一名稱系指從原來細胞壁的完全纖維素標準樣品用17.5%氫氧化鈉（NaOH）不能提取的部分。β-纖維素、γ-纖維素是相應於半纖維素的纖維素。其中，α-纖維素通常是由結晶性纖維素所構成,而β-纖維素,γ-纖維素在化學上除含有纖維素以外，還含有各種多糖類。細胞壁的纖維素形成微纖維。寬度為10~30毫微米，長度有的達數微米。應用X線(X光)衍射和負染色法，根據電子顯微鏡觀察，鏈狀分子平行排列的結晶性部分組成寬為3~4毫微米的基本微纖維。推測這些基本微纖維集合起來就構成了微纖維。纖維素能溶於施魏策爾試劑（Schweizer's reagent，將氫氧化銅溶解於濃氨水中而製得）或濃硫酸。雖然不易用酸水解，但是稀酸或纖維素酶可使纖維素生成D-葡萄糖、纖維二糖和寡糖。在醋酸菌中有從UDP葡萄糖引子轉移糖苷合成纖維素的酶（cellulose synthase，EC2.4.1.12）。在高等植物中已得到具有同樣活性的顆粒性酶的標準樣品。此酶通常是利用GDP葡萄糖（cellulose synthase，EC2.4.1.29），在由UDP葡萄糖轉移的情況下，發生β-1,3-鍵的混合。微纖維的形成場所和控制纖維素排列的機制還不太明了。另一方面就纖維素的分解而言，估計在初生細胞壁伸展生長時，微纖維的一部分由於纖維素酶的作用而被分解，成為可溶性。
纖維素不溶於水和乙醇、乙醚等有機溶劑，能溶於施魏策爾試劑 Cu(NH3)4(OH)2 和銅乙二胺 (NH2CH2CH2NH2)Cu(OH)2 溶液等。水可使纖維素髮生有限溶脹，某些酸、鹼和鹽的水溶液可滲入纖維結晶區，產生無限溶脹，使纖維素溶解。纖維素加熱到約150℃時不發生顯著變化，超過這溫度會由於脫水而逐漸焦化。纖維素與較濃的無機酸起水解作用生成葡萄糖等，與較濃的苛性鹼溶液作用生成鹼纖維素，與強氧化劑作用生成氧化纖維素。
來源
纖維素的實驗室製法是先用水、有機溶劑處理植物原料，再用氯、亞氯酸鹽、二氧化氯、過乙酸去除其中所含的木質素，得到纖維素和半纖維素，然後採用各種方法除去半纖維素，製得純纖維素。工業製法是用亞硫酸鹽溶液或鹼溶液蒸煮植物原料，除去木質素，然後經過漂白進一步除去殘留木質素，所得漂白漿可用於造紙。
作用
全世界用於紡織造紙的纖維素，每年達800萬噸。此外，用分離純化的纖維素做原料，可以製造人造絲，賽璐玢以及硝酸纖維素、醋酸纖維素等酯類衍生物和甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素等醚類衍生物，用於塑料、炸藥、電工及科研器材等方面。纖維素有良好的聲學性能，用於製造樂器，如鋼琴，提琴。人類膳食中的纖維素主要含於蔬菜和粗加工的穀類中，雖然不能被消化吸收，但有促進腸道蠕動，利於糞便排出等功能[2]。草食動物則依賴其消化道中的共生微生物將纖維素分解，從而得以吸收利用。
鑑別
纖維素燃燒無味，生成黑煙，用此法可鑑別人造絲和真絲（蛋白質，燃燒有燒焦羽毛氣味）。