Wednesday, February 25, 2009

SELULOSA-VERSI BAHASA MELAYU

Salam.....
Dalam blog ini saya ingin kongsikan sedikit sebangak infomasi yang saya perolehi hasil daripada pembelajaran saya... Hope readers get a little information from this post... :)

1) SELULOSA
Pengenalan selulosa
Selulosa ialah sebatian organik dengan formula (C6H10O5)n. Ia merupakan kandungan utama dalam serat tumbuhan, yang berfungsi sebagai komponen struktur tumbuhan.
Selulosa adalah kumpulan polisakarida yang dengan rantaian linear yang lurus hasil daripada gabungan atau ikatan glukosa dari beberapa ratus hingga lebih 10000 β(1-4) unit glukosa.
Selulosa ialah satu polimer yang mengandungi unit-unit glukosa dari beberapa ratus hingga lebih daripada 10000 gabungan atau ikatan glukosa jenis anomer β yang membolehkan selulosa membentuk satu rantai yang sangat panjang.
Selulosa tidak larut dalam air, tetapi larut dalam larutan kuprik hidroksida berammonia (bahan uji Schweitzer). Selulosa juga larut dalam larutan zink klorida berasid hidroklorik. Selulosa tidak memberi warna biru dengan iodin.Selulosa adalah struktur berkomponen pada dinding sel utama pada tumbuhan.
Selulosa merupakan karbohidrat utama yang disintesis oleh tanaman dan menempati hampir 60% komponen penyusun struktur kayu. Jumlah selulosa di alam sangat berlimpah sebagai sisa tanaman atau dalam bentuk sisa pertanian seperti jerami padi, kulit jagung, gandum,kulit tebu dan lain-lain tumbuhan.
Selulosa merupakan karbohidrat utama yang disintesis oleh tanaman dan menempati hampir 60% komponen penyusun struktur kayu. Jumlah selulosa di alam sangat berlimpah sebagai sisa tanaman atau dalam bentuk sisa pertanian seperti jerami padi, kulit jagung, gandum,kulit tebu dan lain-lain tumbuhan.


2 ) SUMBER SELULOSA
Selulosa ditemui dalam tumbuhan iaitu mikrofibril (2-20 nm diameter and 100 – 40 000 nm long).Struktur rangkaian selulosa adalah struktur ikatan yang kuat pada dinding sel.Serat Selulosa digunakan dalam penyedian pulpa.Selulosa membolehkan penghidratan yang tinggi bagi sesetengah bacteria(cth:- Acetobacter xylinum)


3) UNIT STRUKTUR SELULOSA











Selulosa ialah polimer yang selari atau lurus dengan formula (C6H10O5)n. Polimer yang lurus adalah β-(1" type="#_x0000_t75"> 4)-D-glukopiranos dengan ikatan yang menstabilkan struktur selulosa.Serat selulosa adalah sangat halus dan fleksibel.


4) STRUKTUR FIZIKAL SELULOSA
Seperti kanji,selulosa mencipta satu rangkaian panjang hasil gabungan daripada beberapa ratus molekul glukosa.selulosa adalah kumpulan polisakrida yang tersusun dalam susunan yang selari untuk membentuk selulosa mikrofibril.Mikrofibril yang kecil diikat atau dibungkus bersama untuk membentuk makrofibril.




Gambar Rajah Gentian Selulosa

Microfibrils selulosa adalah sangat kuat dan tidak anjal kerana kehadiran ikatan hidrogen. Ahli-ahli kimia memanggil susunan ini sebagai "habluran," bermaksud bahawa microfibrils mempunyai ciri-ciri hablur.
Molekul selulosa adalah tegar.


5) STRUKTUR MOLEKUL SELULOSA
Selulosa adalah molekul yang tidak larut yang mengandungi di antara 2000-14000 sisa-sisa atau sel-sel yang pendek dan sangat kecil.Membentuk hablur (selulosa Iα) di mana intra-molekul (O3-H ">O5' dan O6"> H-O2') dan intra-strand (O6-H"> O3') hidrogen yang sentiasa bersambungan.Walaupun bebenang selulosa kekurangan hidropolik atau tidak mengandungi hidropobik atau kandungan polisakarida lain,gabungan hablur yang sangat banyak intra dan kewujudan intermolekul hidrogen memjadikan selulosa tidak larut kandungan air biasa.Molekul air menjadi bahan pemangkin bagi hablur selulosa denga membantu menjajarkan ikatan diantara sel.

Bahagian penyediaan selulosa ialah amorfus(amorphous) diantara kawasan habluran(crystalline).Kesemua struktur mengumpul zarah-zarah dengan liang-liang luas yang berkemampuan untuk menampung jumlah air yang banyak.
Hablur semulajadi terbentuk daripada kestabilan selulosa dengan semua bebenang selulosa yang selari dengan ikatan yang kuat di antara bebenang.

Selulosa Iα dan selulosa I β mempunyai kepanjangan yang sama (1.043 nm merujuk kepada bahagian dalam hablur, 1.029 nm pada permukaan luar) tetapi berbeza pada saiz.
Selulosa Iα dan selulosa I β berubah dengan membengkok semasa mikrofibril membesar.

6) PENGHADAMAN SELULOSA
Manusia kekurangan enzim untuk mencernakan selulosa. Rumput kering dan rumput hidup adalah hidupan utama yang banyak mengandungi selulosa, dan kedua-duanya adalah tidak dapat dicernakan oleh manusia (walaupun manusia boleh menghadam kanji). Haiwan seperti anai-anai dan herbivor seperti lembu,koala,kambing boleh menghadamkan selulosa kerana haiwan seperti ini mengandungi enzim-enzim dan juga mempunyai pelabuhan mikrob yang boleh mencernakan selulosa.

Contohnya anai-anai mengandungi protists (singlecelled organisma-organisma) yang juga dipanggil mastigophorans yang bertindak dalam menjalankan pencernaan selulosa.. Spesies mastigophorans yang menjalankan perkhidmatan ini untuk anai-anai adalah juga dikenali sebagai Trichonympha yang mana proses ini boleh menyebabkan satu jangkitan parasit yang serius pada manusia.

Haiwan-haiwan seperti lembu mengandungi anaerobic bacteria dalam bahagian perut yang bertindak untuk mencernakan selulosa.haiwan seperti ini adalah jenis haiwan yang mengunyah untuk menghancurkan tumbuhan yang dijadikan sebagai makanan kemudian akan dihancurkan lagi di dalam bahagian perut dengan bantuan daripada enzim dan bakteria yang berupaya mencernakan selulosa. Penghadaman selulosa oleh bakteria dalam perut lembu adalah anaerobik yang bermaksud proses penghadaman yang tidak menggunakan oksigen.

Walaupun selulosa tidak boleh dihadamkan oleh manusia,ia bukanlah bermaksud manusia tidak boleh memakan makanan berunsurkankan tumbuhan.Bilangan kecil selulosa yang terdapat pada sayuran dan buah-buahan adalah tidak mengganggu sistem penghadaman manusia.Sebaliknya serat pada selulosa dapat mengurangkan risiko untuk manusia terdedah kepada kanser colon(bahagian penghadaman dalam badan manusia) kerana serat selulosa mengurangkan masa pembuangan sisa dalam dinding penghadaman manusia.

7) SUSUNAN SELULOSA DALAM DINDING SEL TUMBUHAN
Dalam dinding sel tumbuhan bebenang atau serat yang terbentuk adalah serat selulosa.
Terdapat dua jenis selulosa di dalam serat selulosa iaitu selulosa mikrofibril dan selulosa makrofibril seperti acuan yang berbentuk bebenang yang berkumpul bersama lain-lain sel polisakarida dan protein dan membenarkan peredaran cecair di antara dinding sel dan pada seluruh dinding sel.

Susunan selulosa mikrofibril di antara polisakarida dan protein menghasilkan ikatan yang kuat pada dinding sel tumbuhan.Dinding sel tumbuhan menjalankan pelbagai fungsi diantaranya ialah menegarkan dinding sel.Dinding sel melindungi bahagian dalaman sel tumbuhan.

Tidak seperti komponen dinding sel yang lain,yang mana proses sintesis berlaku pada bahagian dalam sel tumbuhan,selulosan disintesiskan di atas permukaan dinding sel.Berada di antara plasma membran tumbuhan ialah enzim yang dipanggil selulosa sintetas yang bertindak mensintesiskan selulosa.Apabila selulosa disintesiskan,satu terbitan baru akan wujud iaitu selulosa mikrofibril yang berada pada permukaan dalam sel.Kemudian selulosa mikrofibril akan mengikat di antara satu sama lain untuk membentuk selulosa makrofibril yang berada pada permukaan tengah sel.Selulosa makrofibril membesar untuk membentuk serat yang dinamakan serat selulosa.



8) TERBITAN SELULOSA
Terbitan baru daripada selulosa hasil daripada tindak balas dengan pelbagai bahan uji yang lain dapat menghasilkan produk atau bahan baru berasaskan selulosa.
Selulosa ester dan selulosa ether adalah bahan yang penting dalam kormesial.

Penghasilan daripada sebatian kimia berasaskan selulosa banyak digunakan dalam pemprosesan makanan mengikut ciri-ciri istimewa sebatian termasuk :-
-Karboksimetilselulosa hasil penyediaan daripada selulosa tulen seperti kapas atau kayu.Menyerap air lima kali lebih daripada berat asal untuk membentuk jisim berkoloid yang stabil.Ia digunakan dalam penstabilan,agen sebatian,di dalam penghasilan ice-cream,manisan,jeli dan sebagainya dan juga sebagai inert filler dalam ‘slimming aids’.


1) Selulosa Alkali
Ø Bahan utama yang digunakan untuk menghasilkan produk selulosa ether dan selulosa zantat.
Ø Selulosa bertindak balas dengan 12-18% NaOH untuk menghasilkan alkali selulosa.
Ø Struktur selulosa akan rosak apabila ikatan hidrogen rosak.
Ø Alkali selulosa digunakan dalam pelbagai industri asas kimia seperti dalam pembuatan pulpa dan kertas.tekstil dan detergen.

2) Selulosa Ester
a) Nitroselulosa
b) Selulosa asetat
c) Selulosa zantat

a) Nitroselulosa
Ø Bahan bukan organik.
Ø Nitriselulosa adalah bahan yang mudah terbakar
Ø Dikenali sebagai guncotton(kapas senjata)
Ø Digunakan dalam pembuatan serbuk peledak.

Nitroselulosa dihasilkan dengan menggunakan sulfuric/asid nitric atau asid sulfuric/potassium nitrat.Kapas yang digunakan untuk menghasilkan nitroselulosa ialah kapas selulosa.Selulosa dicampur bersama dengan asid nitrat,setelah selulosa dinitratkan ianya dibasuh dan dikeringkan.


a) Selulosa asetat
Ø Organik ester
Ø Sintetik fiber
Selulosa asetat merupakan sebatian kimia buatan yang digunakan dalam filem fotografi. Secara kimia, selulosa asetat adalah ester dari asid asetat dan selulosa. Sebatian ini pertama kali dibuat pada tahun 1865. Selain filem fotografi, sebatian ini juga digunakan sebagai komponen dalam bahan pelekat, serta sebagai serat sintetik.Filem fotografi yang terbuat dari asid asetat pertama kali diperkenalkan pada 1934, menggantikan selulosa nitrat yang sebelumnya menjadi kebiasaan. Kelemahan filem selulosa nitrat adalah sebatian tersebut tidak stabil dan mudah sekali terbakar. Apabila terjadi hubungan dengan oksigen, filem selulosa asetat menjadi rosak dan tidak dapat digunakan lagi, serta melepaskan asid asetat. Fenomena ini disebut "sindrom cuka", kerana asid asetat merupakan bahan utama dalam cuka. Sejak dekade 1980-an, filem dari poliester (sering juga disebut dengan nama komersial dari Kodak Estar) mulai menggantikan filem dari selulosa asetat, terutama untuk tujuan pengarkiban. Sebelum munculnya poliester, filem selulosa asetat juga dipakai pada pita magnet. Sekarang selulosa asetat masih digunakan dalam beberapa hal, misalnya negatif filem.

a) Selulosa zantat
Ø Digunakan dalam pembuatan kain sutera tiruan.
Ø Untuk menghasilkan rayon atau viscose dan selopan.

1) Selulosa Eter
Terbitan selulosa eter :-
Etil selulosa
Selulosa etil adalah terbitan daripada selulosa dalam kumpula hidroksil dalam penambahan glukosa akan menukarkan kepada kumpulan etil eter(ethyl ether).
Digunakan dalam pembuatan sebagai bahan pembalut atau plastik filem kecil.
Ø Tidak larut dalam air.
Ø Dikormesilakan dalam pembuatan penyalut,dakwat,pengikat(binder) dan bahan tambah dalam makanan.

Metilselulosa
Metilselulosa (MC) diperoleh dengan mereaksikan selulosa fiber dengan NaOH menjadi selulosa alkali. Selulosa alkali dibuat dengan cara perendaman dengan larutan basa pada serat selulosa kemudian direaksikan dengan metil eter berdasarkan reaksi eterifikasi Williamson pada 50-100°C dan tekanan 14 kg/cm2 selama beberapa jam. Hasil reaksinya adalah metileterselulosa. (Mekanisme reaksi eterifikasi Williamson.Metilselulosa berwarna putih, tidak berbau, tidak berasa, dan tidak bersifat toksik.Protein dan polisakarida sering dihubungkan dengan substansi hidrofobik seperti lipid untuk meningkatkan efisiensi penghalangan. Hal ini menyebabkan pembuatan film sering melibatkan lipid.

Ø Digunakan dalam pembuatan gam,binder(pengikat),dalam bateri,pembuatan kertas dan saiz tekstil,pelincir dan sebagainya.