Время чтения: 6 минут

Целлюлоза представляет собой волокнистый материал растительного происхождения и является основой всех натуральных и искусственных целлюлозных волокон. Натуральные целлюлозные волокна включают хлопок, лен, пеньку, джут и рами. Целлюлоза представляет собой полимерный сахарный полисахарид, состоящий из повторяющихся 1,4-8-гидроглюкозных единиц, связанных друг с другом 8-эфирными связями. Сильные межмолекулярные силы между цепями в сочетании с высокой линейностью молекулы целлюлозы объясняют кристаллическую природу целлюлозных волокон.

Целлюлозные волокна

Естественные волокна являются растительными, животными или минеральными по происхождению. Растительные волокна, как следует из названия, происходят от растений. Основным химическим компонентом в растениях является целлюлоза, и поэтому их также называют целлюлозными волокнами. Волокна обычно связаны природным фенольным полимером, лигнином, который также часто присутствует в клеточной стенке волокна; поэтому растительные волокна также часто называют лигноцеллюлозными волокнами, за исключением хлопка, который не содержит лигнин.

Целлюлоза представляет собой волокнистый материал растительного происхождения и является основой всех натуральных и искусственных целлюлозных волокон. Натуральные целлюлозные волокна включают хлопок, лен, пеньку, джут и рами. Основным искусственным целлюлозным волокном является вискоза, волокно, полученное путем регенерации растворенных форм целлюлозы.

Целлюлоза представляет собой полимерный сахар (полисахарид), состоящий из повторяющихся 1,4-8-гидроглюкозных единиц, соединенных друг с другом 8-эфирными связями.

Длинные линейные цепи целлюлозы позволяют гидроксильным функциональным группам на каждом звене ангидроглюкозы взаимодействовать с гидроксильными группами на соседних цепях посредством водородной связи и силы Ван-дер-Ваальса. Эти сильные межмолекулярные силы между цепями в сочетании с высокой линейностью молекулы целлюлозы объясняют кристаллическую природу целлюлозных волокон.

Семенные волокна

• Хлопок является наиболее часто используемым натуральным целлюлозным волокном. Хлопчатобумажные волокна растут из семян в коробочке (стручке). Каждая коробочка содержит семь или восемь семян, и каждое семя может иметь до 20 000 волокон, растущих из него.
• Кокосовое волокно получают из волокнистой массы между внешней оболочкой и шелухой кокосовых орехов. Это жесткое волокно. Оно обычно используется для изготовления прочных внутренних и наружных ковриков, подстилок и плиток.
• Капокское волокно получают из семени дерева индийского капока. Волокно мягкое, легкое и пустое. Оно легко ломается, и его трудно прясть. Оно используется как волокнистый наполнитель и как набивка для подушек. Раньше волокно использовалось как наполнение для спасательных жилетов и матрасов на круизных судах, потому что оно очень плавучее.
• Растительный шелк обладает свойствами, подобными свойствам капока.

Лубяные волокна

• Лен является одним из самых старых текстильных волокон, но его использование уменьшилось с момента изобретения вращающегося механизма для получения хлопка.
• Волокна рами имеют длину от 10 до 15 см. Волокна белее и мягче льна. Рами плохо принимает красители, если только он не подвергается сухой чистке. Хотя натуральное волокно рами сильное, однако оно не обладает устойчивостью, эластичностью и потенциалом удлинения. Волокна рами устойчивы к плесени, насекомым и усадке. Они используются для одежды, оконных драпировок, веревок, бумаги и столового и постельного белья.
• Пеньковая конопля похожа на лен. Волокна имеют длину от 10 до 40 см. Конопля оказывает малое воздействие на окружающую среду: она не требует пестицидов. Она вырабатывает на 250% больше волокна, чем хлопок, и на 600% больше волокна, чем лен, на одном и том же участке земли. Растения конопли можно использовать для извлечения цинка и ртутных загрязнителей из почвы. Конопля используется для веревок, одежды и бумаги. Наркоманы готовы платить чрезмерную цену за одежду из конопли, потому что она связана с марихуаной.
• Джут является одним из самых дешевых и одним из самых слабых целлюлозных волокон. У джута низкая эластичность, удлинение, устойчивость к солнечному свету, устойчивость к плесени и стойкость к цвету. Он используется для производства сахарных и кофейных мешков, коврового покрытия, веревок и настенных покрытий. Мешковина делается из джута.

Листовые волокна

• Волокна «пайна» получают из листьев растения ананаса. Они используются для изготовления легких, чистых, жестких тканей для одежды, сумок и столового белья. Пайна также используется для изготовления матов.
• Абака является членом семьи банановых деревьев. Волокна грубые и очень длинные (до полметра). Это прочное, долговечное и гибкое волокно, используемое для веревок, напольных ковриков, столового белья, одежды и плетеной мебели.

Классификация растительных волокон

Растительные волокна классифицируются в соответствии с их источником на растениях следующим образом:

(1) лубяные или стеблевые волокна, которые образуют волокнистые пучки во внутренней коре (флоэме или лубе) стеблей растений, часто упоминаются как мягкие волокна для текстильного использования;

(2) листовые волокна, которые проходят вдоль листьев однодольных растений, также называются твердыми волокнами и;

(3) волокна семенного волоса, источник хлопка, который является самым важным растительным волокном. Существует более 250 000 видов высших растений; однако для коммерческого применения используется лишь очень ограниченное число видов (<0,1%).

Волокна в лубяных и листовых волокнах являются неотъемлемой частью структуры растений, обеспечивая прочность и поддержку. В растениях из лубяных волокон они находятся рядом с внешней корой в лубе или флоэме и служат для укрепления стеблей этих тростниковых растений.

Волокна находятся в нитях, проходящих по длине стержня или между суставами. Чтобы отделить пряди, необходимо удалить естественную резинку, связывающую их. Эта операция называется вымачивание (контролируемое гниение). Для большинства применений, особенно для текстильных изделий, это длинное волокно композитного типа используется напрямую; однако, когда такие волокнистые нити измельчаются химическими средствами, прядь разбивается на гораздо более короткие и тонкие волокна.

Длинные листовые волокна дают силу листьям некоторых недревесных однодольных растений. Они простираются в продольном направлении по всей длине листа и зарываются в ткани паренхиматозной природы. Волокна, найденные ближе всего к поверхности листа, являются самыми сильными. Волокна отделяются от целлюлозы путем соскоба, поскольку между волокнами и пульпой малое связывание; эта операция называется декортикацией. Листовые волокнистые нити также многослойны по структуре.

Древние люди использовали веревку для рыболовства, ловушек и транспортировки, а также в тканях для одежды. Производство веревок и шнуров началось в палеолитические времена, как видно на рисунках пещер. Веревки, шнуры и ткани изготавливались из тростника и трав в Древнем Египте (400 г. до н.э.). Веревки, лодки, паруса и коврики изготавливались из волокон пальмового листа и стеблей папируса, а письменные поверхности, называемых папирусом, из сердцевины. Джут, лен, рами, осока, камыш и тростник уже давно используются для тканей и корзин. В древности джут выращивался в Индии и использовался для прядения и ткачества. Считается, что первая настоящая бумага была сделана в юго-восточном Китае во втором веке нашей эры из старых тряпок (лубяных волокон) из пеньки и рами, а затем из лубяного волокна тутового дерева.

В последние годы мировые рынки растительных волокон неуклонно снижаются, главным образом в результате замены синтетическими материалами. Джут традиционно является одним из основных лубяных волокон (тоннажная основа), продаваемых на мировом рынке; однако резкое снижение экспорта джута в Индию свидетельствует о снижении рыночного спроса на это волокно, которое жизненно важно для экономики Индии (Западная Бенгалия), Бангладеша и Пакистана.

Природные характеристики целлюлозного волокна

Рами

Рами является одним из самых старых волокнистых культур, которая использовалась как минимум шесть тысяч лет назад. Он также известен как фарфоровая трава.

• Рами требует химической обработки для удаления смолы.
• Это тонкое абсорбирующее, быстросохнущее волокно, немного жесткое, и обладает высоким естественным блеском.
• Высота растения составляет 2,5 м, а его сила в восемь раз больше, чем у хлопка.

Конопля

В зависимости от обработки, используемой для удаления волокна из стебля, конопля может быть, естественно, кремово-белой, коричневой, серой, черной или зеленой.

• Это желтовато-коричневое волокно.
• Волокна конопли могут иметь длину от 10 см до 0,5 м, по всей высоте растения
• Характеристики волокна конопли — его превосходная прочность и долговечность, устойчивость к ультрафиолетовому излучению и плесени, комфорт и хорошая поглощаемость

Джут

Джут является одним из самых дешевых натуральных волокон и уступает только хлопку в произведенном количестве и разнообразном использовании. Волокна джута состоят в основном из растительных материалов целлюлозы и лигнина.

• Джут — это длинное, мягкое, блестящее растительное волокно, которое можно развернуть в грубые, сильные нити.
• Таким образом, это лигноцеллюлозное волокно, которое частично является текстильным волокном и частично древесиной.
• Растение вырастает до 2,5 м, а длина его волокна составляет около 2 м.
• Он обычно используется в геотекстиле.
• Он обладает хорошей устойчивостью к микроорганизмам и насекомым.
• Он имеет низкую прочность во влажном состоянии, низкое удлинение и недорогой в производстве

Кокосовое волокно

Волокно механически извлекается из сухой зрелой кокосовой шелухи после вымачивания.

• Это длинное, твердое и прочное волокно, но с более низкой мягкостью, меньшей водопоглощающей способностью и более короткой продолжительностью жизни, чем длинные вымоченные волокна.

Капок

Капоковое волокно — это шелковисто-хлопчатобумажное вещество, которое окружает семена в стручках дерева сейба.

• Оно может выдерживать воду в 30 раз больше собственного веса и теряет только 10 процентов плавучести в течение 30-дневного периода.
• Оно в восемь раз легче хлопка
• Оно используется в качестве теплоизолятора.
• Оно также легкое, неаллергическое, нетоксичное, устойчивое к гниению и запаху.
• Так как оно неупругое и слишком хрупкое, его нельзя прясть.
• Оно обладает выдающимися характеристиками легкости, герметичности, теплоизоляции и экологичности.

Целлюлоза (клетчатка) – растительный полисахарид, являющийся самым распространенным органическим веществом на Земле.

Этот биополимер обладает большой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений, образуя стенку растительных клеток. Используется в производстве бумаги, искусственных волокон, пленок, пластмасс, лакокрасочных материалов, бездымного пороха, взрывчатки, твердого ракетного топлива, для получения гидролизного спирта и др.
В большом количестве целлюлоза содержится в тканях древесины (40-55%), в волокнах льна (60-85%) и хлопка (95-98%).

Цепи целлюлозы построены из остатков β-глюкозы и имеют линейное строение.

Рисунок 9

Молекулярная масса целлюлозы - от 400 000 до 2 млн.

Рисунок 10

· Целлюлоза относится к наиболее жесткоцепным полимерам, в которых практически не проявляется гибкость макромолекул. Гибкость макромолекул - это их способность обратимо (без разрыва химических связей) изменять свою форму.

Химический состав, отличный от целлюлозы, имеют хитин и хитозан, но они близки к ней по структуре. Отличие заключается в том, что при втором атоме углерода а-D-глюкопиранозных звеньев, связанных 1,4-ликозидными связями, ОН-группа заменена группами –NHCH 3 COO в хитине и группой –NH 2 в хитозане.

Целлюлоза содержится в коре и древесине деревьев, стеблях растений: хлопок содержит более 90 % целлюлозы, деревья хвойных пород - свыше 60 %, лиственных - около 40%. Прочность волокон целлюлозы обусловлена тем, то они образованы монокристаллами, в которых макромолекулы упакованы параллельно одна другой. Целлюлоза составляет структурную основу представителей не только растительного мира, но и некоторых бактерий.

С химической точки зрения хитин является поли(N -ацетоглюкозамином). Вот его структура:

Рисунок 11

В животном мире в качестве опорных, структурообразующих полимеров полисахариды «используются» лишь насекомыми и членистоногими. Наиболее часто для этих целей применяется хитин, который служит для построения так называемого внешнего скелета у крабов, раков, креветок. Из хитина деацетилированием получается хитозан, который, в отличие от нерастворимого хитина, растворим в водных растворах муравьиной, уксусной и соляной кислот. В связи с этим, а также благодаря комплексу ценных свойств, сочетающихся с биосовместимостью, хитозан имеет большие перспективы широкого практического применения в ближайшем будущем.

Крахмал относится к числу полисахаридов, выполняющих роль резервного пищевого вещества в растениях. Клубни, плоды, семена содержат до 70% крахмала. Запасаемым полисахаридом животных является гликоген, который содержится преимущественно в печени и мышцах.

Функцию запасаемого питательного продукта выполняет инулин, который содержится в спарже и артишоках, что придает им специфический вкус. Его мономерные звенья пятичленны, поскольку фруктоза относится к кетозам, в целом же этот полимер построен так же, как полимеры глюкозы.

Лигнин (от лат. lignum - дерево, древесина) - вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток. Сложное полимерное соединение, содержащееся в клетках сосудистых растений и некоторых водорослях .

Молекула лигнина

Рисунок 12

Одеревеневшие клеточные оболочки обладают ультраструктурой, которую можно сравнить со структурой железобетона: микрофибриллы целлюлозы по своим свойствам соответствуют арматуре, а лигнин, обладающий высокой прочностью на сжатие, - бетону . Молекула лигнина состоит из продуктов полимеризации ароматических спиртов; основной мономер - конифериловый спирт.

Древесина лиственных пород содержит до 20 % лигнина, хвойных - до 30 %. Лигнин - ценное химическое сырьё, используемое во многих производствах.

Прочность стволов и стеблей растений, помимо скелета из целлюлозных волокон, определяется соединительной растительной тканью. Значительную ее часть в деревьях составляет лигнин - до 30 %. Его строение точно не установлено. Известно, что это относительно низкомолекулярный (М~ 10 4) сверхразветвленный полимер, образованный в основном из остатков фенолов, замещенных в орто-положении группами -ОСНз, в пара-положении группами -СН=СН-СН 2 ОН. В настоящее время накоплено громадное количество лигнинов как отходов целлюлозно-гидролизной промышленности, но проблема их утилизации не решена. К опорным элементам растительной ткани относятся пектиновые вещества и, в частности пектин, находящийся в основном в стенках клеток. Его содержание в кожуре яблок и белой части кожуры цитрусовых доходит до 30%. Пектин относится к гетерополисахаридам, то есть сополимерам. Его макромолекулы в основном построены из остатков D-галактуроновой кислоты и ее метилового эфира, связанных 1,4-гликозидными связями.

Рисунок 13

Из пентоз значение имеют полимеры арабинозы и ксилозы которые образуют полисахариды, называемые арабинами и ксиланами. Они, наряду целлюлозой, определяют типичные свойства древесины.

Упомянутый выше пектин относится к гетерополисахаридам. Помимо него, известны гетерополисахариды, входящие в состав животного организма. Гиалуроновая кислота входит в состав стекловидного тела глаза, а также жидкости, обеспечивающей скольжение всуставах (она находится в суставных сумках). Другой важный полисахарид животных - хондроитинсульфат - содержится в ткани и хрящах. Оба полисахарида часто образуют в организме животных сложные комплексы с белками и липидами.

Клетчатка или пищевые волокна, по мнению диетологов, должны ежедневно присутствовать в рационе человека. Она содержится только в растительной пище. Но человек упорно стремится заменять пищу растительную на пищу животного происхождения.

Энергетической ценности пищевые волокна не представляют, но зато содержат массу необходимых веществ, несущих огромную пользу для организма. Что такое клетчатка, её значение, польза и вред, сегодня в нашей статье.

Считается, что для обеспечения нормального и здорового существования, человеку необходимо так строить свой рацион питания, чтобы в нём присутствовало 80% пищи растительной и 20% пищи животного происхождения.

А отсутствие растительной пищи порождает в организме опасные заболевания сердца, сосудов, обмена веществ и даже онкологию.

В жизни получается у многих людей все наоборот. Ученые отмечают, что даже в наиболее развитых странах, на кого мы привыкли равняться, допустим во Франции, происходит заметное снижение в употреблении растительных волокон. Нормой потребления считается 40 г в день, а во Франции оно уже снизилось до 20 г.

И происходит это не только потому, что люди предпочитают больше есть мясо, но и потому, что рынок предлагает нам рафинированную растительную пищу, лишённую пищевых волокон.

Что такое клетчатка

С научной точки зрения, растительная клетчатка относится к полисахаридам, имеющим вид длинной цепочки моносахаридов одного вида, чаще углеводов сложных. Это ни что иное, как волокна пищевые, из которых состоят мембраны клеток растительных.

Эти макроэлементы плохо поддаются переработке в организме человека и потому выводятся из организма быстро и почти в неизменном виде. Поэтому, встречается в литературе сравнение растительных волокон со щёткой, которая продвигаясь по лабиринтам кишечника, вычищает из всех пространств между ворсинками, все давние и застарелые отложения остатков пищевых.

Которые разлагаясь, выделяют яд и токсины, а те в свою очередь попадают в кровь и разносятся ко всем органам, что не безопасно для человека.Посмотрите видео, о волшебной пользе клетчатки:

Пищевые волокна относятся к грубой пище, но именно в такой пище и нуждается желудочно-кишечный тракт человека. И пусть не дают эти макроэлементы энергию организму, как витамины и минералы, но они выполняют свою, необходимую и важную роль.

Виды клетчатки

Пищевые волокна имеют сложную квалификацию по разным признакам, я не буду полностью описывать её, а только кратко перечислю для общего представления.

Макроэлементы растительного происхождения имеют отличия друг от друга:

• В химическом строении , здесь выделяются два направления, к которым относится лигнин (это волокна неуглеводные) и полисахариды (камеди и пектины, гемицеллюлоза и целлюлоза..);
• В способах очистки (очищенные и неочищенные);
• По сырьевому происхождению . Отвечая на важный вопрос, в чем содержится клетчатка, источники подразделяются две группы. В одну входят пищевые волокна получаемые нетрадиционным путем, используя стебли травянистых растений, злаков, тростника и даже волокна деревьев лиственных и хвойных пород. А в другой группе- все овощные и злаковые культуры, относящиеся к традиционному происхождению;
• По растворимости волокон , поскольку макроэлементы бывают растворимые, такие как (слизи и камеди, дериваты и пектин). И нерастворимые, такие как (лигнин и целлюлоза);
• По степени переработки в кишечнике . Одни макроэлементы полностью подвергаются ферментации (камеди и пектин, гемицеллюлоза и слизь). Другие совершенно не по зубам микроорганизмам и их ферментам и они выходят из организма в неизменном виде (лигнин).А третьи, лишь частично перерабатываются, это: гемицеллюлоза и целлюлоза.

Основные типы пищевых волокон

Хочется отметить лишь основные типы макроэлементов пищевых волокон. К ним относятся:

Лигнины , это макроэлементы одревесневших стенок растительных клеток, которые задают структуру прочности клеточным мембранам. Лигнинов много в древесных породах, в лиственных их содержится до 24%, в хвойных — до 30%. Но это не значит, что они отсутствуют в овощах и травах.

Их содержание отмечается в злаках, редисе, редьке, свёкле, горохе и баклажанах. Причём, чем дольше лежат овощи, тем концентрация лигнинов становится в них выше. Как было отмечено выше, они совершенно не перерабатываются в кишечнике и продвигаясь захватывают с собой и другие вещества, уменьшая их всасываемость и усвояемость, за счёт быстрого прохождения по кишечнику.

Это свойство лигнинов взято на вооружении людьми, желающими быстро похудеть. Кроме этого лигнины снижают уровень холестерина и помогают очищению кишечника.

Группа полисахаридов

К этой группе относятся крахмальные (гликоген и крахмал), и структурные полисахариды или некрахмальные:

Это целлюлоза, являющаяся строительным материалом растений. Она нерастворима в воде и при гидролизе преобразуется в глюкозу. В природе представляется довольно распространённым макроэлементом. Фигурирует во всех растениях, больше всего ее в оболочках зёрен, кожуре плодов и овощей, кожице ягод и фруктов.

Переваривание целлюлозы происходит только в пищеварительном тракте жвачных животных. благодаря содержанию особой группы микроорганизмов, способных расщеплять целлюлозу до глюкозы. Человек не может перерабатывать этот макроэлемент.

Гемицеллюлоза как и целлюлоза, вбирает в себя большое количество воды и при этом увеличивается в объёме. Они создают ощущение быстрого наполнения желудка и сытости, в толстом кишечнике своим объёмом проталкивают все содержимое «к выходу», тем самым благоприятствует быстрому освобождению кишечника.

Пектины, представляясь макроэлементом структурным, участвуют в поддержании давления растений. Их содержание отмечается во всех растениях высшего порядка и в некоторых водорослях, обитающих в море. Благодаря пектинам плоды и овощи длительное время сохраняют свою свежесть при хранении.

Пектины тоже не усваиваются организмом человека, снижают всасывание жиров и сахара, являясь отличным сорбентом они захватывают холестерин, отходы и токсины из кишечника и выводят их. Пектины очень полезны при дисбактериозе кишечника. В большом количестве содержатся в яблоках, цитрусовых плодах, свёкле, тыкве.

Описанные выше макроэлементы обеспечивают здоровье кишечнику, его нормальную работу и своевременное освобождение от каловых масс.

Польза и вред клетчатки для организма человека

Исследования показывают, что грубая пища не только делает человека здоровым, но и увеличивает его продолжительность жизни. Макроэлементы растительной пищи оздоравливают флору кишечника, увеличивают число полезных бактерий.

В чем заключается польза клетчатки

Пищевые волокна, это компонент, который не поддается даже абсорбции из желудочно-кишечного тракта. Несмотря на это, ее значение для сохранения и восстановления здоровья, является основным.

Благодаря диете богатой макроэлементами растителными, можно облегчить, например, головные боли и снизить частоту приема противовоспалительных препаратов. Такая профилактика диетой, актуальна при камнях в почках, предотвращает или значительно снижает их перемещение во время колик в почках, успешно конкурирует с препаратами с аналогичным действием.

Изменив, свои пищевые привычки в пользу полезных продуктов, можно значительно улучшить свое здоровье.

Здоровая микрофлора кишечника

Нет секрета в том, что при неправильном питании, в первую очередь страдает микрофлора кишечника. И от этого зависит работа всех внутренних органов. Внутри кишечника живет масса разных бактерий, многие из которых составляют симбиоз с организмом.

Особая роль отводится пребиотикам. Растительная пища в толстом кишечнике избирательно стимулируют рост и активность пробиотических штаммов микроорганизмов, благоприятно влияющих на организм человека.

К наиболее часто используемым пребиотикам, относятся растворимые фракции клетчатки. Продукты с их высоким содержанием, формируют благоприятный баланс кишечной микрофлоры таким образом, что бактерии из рода Lactobacillus и Bifidobacterium, преобладают по отношению к другим.

Снижение уровня холестерина в крови

Отдельные фракции волокон, растворимые в воде, то есть пектин и вода, эффективно снижают всасывание и циркуляцию гепато-кишечных желчных кислот путем их механического соединения. А холестерин, как известно, являясь основой желчных кислот, может всасываться вместе с другими веществами и снова возвращаться в печень.

Растворимые волокна препятствуют этому процессу, связывая холестерин. Они способствуют его выведению вместе с калом, а печень вынуждена будет восстановить правильный его уровень, ликвидируя плохой холестерин. Вот такие колоссальные преимущества и большое значение одного компонента пищи, оказывает на здоровье.

Восстановление работы кишечника

Одной из наиболее распространенных проблем со здоровьем современного человека, являются запоры. Они возникают, прежде всего, в результате неправильной диеты, с ограниченным содержанием клетчатки. Большинство людей, не понимая зависимости между питанием и здоровьем, ищут решения своих проблем в аптеках, например в качестве травяных слабительных препаратов.

К сожалению, пациенты, не меняя пищевых привычек, после очередного курса очищения желудка фито чаями, в итоге, обращаются за помощью врача, который назначит при запоре диету богатую растительными волокнами.

Пищевые волокна — это важнейший элемент фруктово-овощных диет, смесь химических соединений растительного происхождения, с очень богатым химическим составом, являющимся простой моделью рационального питания здоровых людей.

Состав питательных веществ в дневном рационе, должен содержать пищевые волокна до 40-60 грамм. Это необходимо для того, чтобы волокна могли выполнять свои функции и дополнительно устранить проблему запоров, также в рационе необходимо увеличить объем жидкости до 2-2,5 л, выпивая первый стакан, лучше теплой, кипяченой воды натощак.

Польза для похудения

Поступление их в организм в естественной форме – в еде, даст эффективные результаты в снижении массы тела. Продукты требуют интенсивного жевания, длительного пребывания в желудке, там они набухают и обеспечивают быстрое и длительное чувство сытости.

Кроме того, в результате медленного переваривания и всасывания, не происходит резких повышений концентрации глюкозы в сыворотке крови, несмотря на то, что во фруктах и овощах, она содержится в больших количествах.

После употребления продуктов растительных, не наступает быстрое чувство голода, характерное для продуктов с высоким содержанием сахара (например, сладкие газированные напитки).

Укрепление иммунитета

К универсальным преимуществам использования пищевых волокон в пищу, относится также укрепление иммунитета. Чаще всего, для этого используют травяные лекарства или пищевые добавки, состав которых основан на экстракте или соке эхинацеи пурпурной, водных экстрактах алоэ, лука, чеснока.

Влияние растительной диеты на иммунитет человеческого организма, происходит за счет стимулирования развития естественно обитающих в желудочно-кишечном тракте микроорганизмов.

Их присутствие необходимо для правильного функционирования лимфоидной ткани, связанной со слизистыми оболочками кишечника, и непосредственного стимулирования всей иммунной системы. Поддержание иммунного гомеостаза организма человека при помощи правильно функционирующей микрофлоры кишечника, основано на регулировании уровня лимфоцитов Treg, 17 и соотношение лимфоцитов Th1/Th2, а также поддержании и защите кишечного барьера, выработке антител.

Кроме того, эти бактерии, снижают кислотность каловых масс и развитие вредоносных бактерий, защищают организм от инфекций, патогенных микроорганизмов.

Состав микрофлоры, существующий в желудочно-кишечном тракте человека, а также ее благоприятное влияние на иммунную систему, тесно зависит от способа питания. Правильную функциональность микрофлоры кишечника, можно сохранить только при условии предоставления вместе с едой питательных веществ, необходимых полезным бактериям кишечника.

Такой едой для них является растительная пища. В свою очередь, питание богатое на простые сахара, будет способствовать доминированию патогенных микроорганизмов, грибков в микрофлоре кишечника.

Профилактика раковых заболеваний кишечника

Отсутствие пищевых волокон в пище, по мнению итальянских ученых, является важной и основной причиной, вызывающей ожирение людей и провоцирующей развитие рака.

Поэтому так важно стараться заменять пищу животного происхождения на растительную.

А из числа растительной пищи отдавать предпочтение пище необработанной, грубого помола, что касается злаков, стараться покупать нерафинированные масла и мучные изделия, изготовленные из нерафинированной муки. Поскольку в рафинированных продуктах растительного происхождения, клетчатка просто отсутствует.

Есть ли противопоказания и вред в употреблении клетчатки

После перечисления столь многочисленных полезных свойств, и представить трудно, что пищевые волокна могут нанести вред здоровью или иметь какие-либо противопоказания. Единственным вредным фактором макроэлементов растительного происхождения можно отметить большую поглощаемость воды, что при незнании может привести к обезвоживанию организма.

Но это не настолько важный аргумент, чтобы отказываться от растительной пищи. Чтобы извлекать пользу и не наносить вред организму, нужно просто проявлять заботу и чаще пить воду, чтобы не спровоцировать непрохождение кишечника.

Пищевые волокна могут вызывать газообразование и вздутие живота, поэтому приём противопоказан при обострении язвенного заболевания желудка и энтероколита. Не рекомендуется включать в пищу, страдающим диареей, метеоризмом, аллергическим заболеванием. Людям с указанными заболеваниями больше пользы принесут пробиотики.

Как принимать клетчатку

Покупая клетчатку от разных производителей, следует обращать внимание на инструкцию по применению, они разнятся друг от друга.. Но есть общие особенности, которых всегда можно придерживаться.

Соблюдение времени приема. Пищевые волокна принимают перед едой, за 20 — 30 минут.

Соблюдение дозировки . Прием начинают с небольшого количества растительных макроэлементов, допустим, не полной столовой ложки, несколько раз в день. И постепенно доводят количество приема до указанного в инструкции.

Допускается ее разведение в супе или каше, добавляя в сок или включая в выпечку. Дозировки определяются ориентируясь на возраст людей. В возрасте до 50 лет мужчины могут в сутки съедать до 38 г пищевых волокон, женщины — до 25 г.

После 50-летнего возраста, для женщин дозировки снижаются до 20 г, а для мужчин — до 30 г. Но выходить на такую дозировку надо постепенно приучая организм.

Соблюдение питьевого режима. Диетологи советуют на 2,5-3 ложки столовые обязательно выпивать до 250 мл жидкости. Вместо воды допускается применение сока или кисломолочной продукции.

Соблюдение указанных особенностей, является обязательным условием, поскольку неумеренное потребление может причинить вред здоровью, а кроме этого есть и противопоказания.

Как уже было отмечено выше, человек не съедает указанного количества пищевых волокон, поэтому специалисты рекомендуют не только налегать на продукты богатые клетчаткой, но стараться принимать биологические добавки, разработанные специально для этих целей.

Какова роль целлюлозы в организме человека, Вы узнаете из этой статьи.

Что такое целлюлоза?

Целлюлоза представляет собой природный полимер глюкозы, имеющий растительное происхождение и линейное строение молекул. Другими словами ее называют еще клетчатой. На нашей планете среди всех органических соединений она занимает первое место.

Целлюлоза медико-биологическое значение:

• Целлюлоза являет собой основной компонент, который составляет структуру стенок клеток растительного происхождения.
• У растений она выполняет защитную функцию.
• Компонент является основой молекулярных сложных структур.
• Обеспечивают живые организмы необходимой энергией для существования.
• Питают клетки организмов питательными веществами, так как они концентрируются в тканях и в нужный момент подпитывают клетку.
• Целлюлоза принимает активное участие в процессе регулирования осмотического давления.
• Она входит в состав воспринимающих частей рецепторов всех клеток.

Биологическое значение целлюлозы:

• Клетчатка является главной структурной частью клеточной оболочки у растений. Целлюлоза растений – это главное питание травоядных животных, так как в их организме есть специальный фермент – целлюлаза, отвечающий за расщепление этого компонента. А вот человек в чистом виде не употребляет целлюлозу.
• Она связывает жидкость в перистальтике кишечника. Также в толстом кишечнике благодаря ей метаболизируются бактерии. Энергия целлюлозы поддерживает его микрофлору и пищевые волокна в нем.
• Клетчатка является профилактикой геморроя и запора.
• Когда человек, болеющий на сахарный диабет первого типа, употребляет целлюлозу в достаточном количестве, то его организм становится намного устойчивее к глюкозе.
• Данный элемент выполняет роль «щетки», убирая грязные налипания со стенок кишечника – он удаляет токсичные вещества и холестерин.

Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какова биологическая функция целлюлозы в клетке организмов.

ЦЕЛЛЮЛОЗА
клетчатка, главный строительный материал растительного мира, образующий клеточные стенки деревьев и других высших растений. Самая чистая природная форма целлюлозы - волоски семян хлопчатника.
Очистка и выделение. В настоящее время промышленное значение имеют лишь два источника целлюлозы - хлопок и древесная масса. Хлопок представляет собой почти чистую целлюлозу и не требует сложной обработки, чтобы стать исходным материалом для изготовления искусственного волокна и неволокнистых пластиков. После того как от хлопкового семени отделены длинные волокна, используемые для изготовления хлопчатобумажных тканей, остаются короткие волоски, или "линт" (хлопковый пух), длиной 10-15 мм. Линт отделяют от семени, в течение 2-6 ч нагревают под давлением с 2,5-3%-м раствором гидроксида натрия, затем промывают, отбеливают хлором, снова промывают и сушат. Полученный продукт представляет собой целлюлозу чистоты 99%. Выход равен 80% (масс.) линта, а остальное приходится на лигнин, жиры, воски, пектаты и шелуху семян. Древесную массу делают обычно из древесины деревьев хвойных пород. Она содержит 50-60% целлюлозы, 25-35% лигнина и 10-15% гемицеллюлоз и нецеллюлозных углеводородов. В сульфитном процессе древесную щепу варят под давлением (около 0,5 МПа) при 140° C с диоксидом серы и бисульфитом кальция. При этом лигнины и углеводороды переходят в раствор и остается целлюлоза. После промывки и отбеливания очищенная масса отливается в рыхлую бумагу, похожую на промокательную, и сушится. Такая масса на 88-97% состоит из целлюлозы и вполне пригодна для химической переработки в вискозное волокно и целлофан, а также в производные целлюлозы - сложные и простые эфиры. Процесс регенерации целлюлозы из раствора при добавлении кислоты в ее концентрированный медноаммиачный (т.е. содержащий сульфат меди и гидроксид аммония) водный раствор был описан англичанином Дж.Мерсером около 1844. Но первое промышленное применение этого метода, положившее начало промышленности медно-аммиачного волокна, приписывается Е. Швейцеру (1857), а дальнейшее его развитие - заслуга М. Крамера и И. Шлоссбергера (1858). И только в 1892 Кросс, Бевин и Бидл в Англии изобрели процесс получения вискозного волокна: вязкий (откуда название вискоза) водный раствор целлюлозы получался после обработки целлюлозы сначала крепким раствором едкого натра, что давало "натронную целлюлозу", а затем - дисульфидом углерода (CS2), в результате чего получался растворимый ксантогенат целлюлозы. При выдавливании струйки этого "прядильного" раствора через фильеру с малым круглым отверстием в кислотную ванну целлюлоза регенерировалась в форме вискозного волокна. При выдавливании раствора в такую же ванну через фильеру с узкой щелью получалась пленка, названная целлофаном. Ж. Бранденбергер, занимавшийся во Франции этой технологией с 1908 по 1912, первым запатентовал непрерывный процесс изготовления целлофана.
Химическая структура. Несмотря на широкое промышленное применение целлюлозы и ее производных, принятая в настоящее время химическая структурная формула целлюлозы была предложена (У.Хоуорсом) лишь в 1934. Правда, с 1913 была известна ее эмпирическая формула C6H10O5, определенная по данным количественного анализа хорошо промытых и высушенных образцов: 44,4% C, 6,2% H и 49,4% O. Благодаря работам Г.Штаудингера и К.Фройденберга было известно также, что это длинноцепная полимерная молекула, состоящая из показанных на рис. 1 повторяющихся глюкозидных остатков. Каждое звено имеет три гидроксильные группы - одну первичную (- CH2ЧOH) и две вторичные (>CHЧOH). К 1920 Э.Фишер установил структуру простых сахаров, и в том же самом году рентгенографические исследования целлюлозы впервые показали четкую дифракционную картину ее волокон. Рентгенограмма волокна хлопка указывает на четко выраженную кристаллическую ориентацию, но волокно льна еще более упорядочено. При регенерации целлюлозы в форме волокна кристалличность в значительной мере теряется. Как нетрудно видеть в свете достижений современной науки, структурная химия целлюлозы практически стояла на месте с 1860 по 1920 по той причине, что все это время оставались в зачаточном состоянии вспомогательные научные дисциплины, необходимые для решения проблемы.

РЕГЕНЕРИРОВАННАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА
Вискозное волокно и целлофан. И вискозное волокно, и целлофан - это регенерированная (из раствора) целлюлоза. Очищенная природная целлюлоза обрабатывается избытком концентрированного гидроксида натрия; после удаления избытка ее комки растирают и полученную массу выдерживают в тщательно контролируемых условиях. При таком "старении" уменьшается длина полимерных цепей, что способствует последующему растворению. Затем измельченную целлюлозу смешивают с дисульфидом углерода и образовавшийся ксантогенат растворяют в растворе едкого натра для получения "вискозы" - вязкого раствора. Когда вискоза попадает в водный раствор кислоты, из нее регенерируется целлюлоза. Упрощенные суммарные реакции таковы:

Вискозное волокно, получаемое выдавливанием вискозы через малые отверстия фильеры в раствор кислоты, широко применяется для изготовления одежды, драпировочных и обивочных тканей, а также в технике. Значительные количества вискозного волокна идут на технические ремни, ленты, фильтры и шинный корд.
Целлофан. Целлофан, получаемый выдавливанием вискозы в кислую ванну через фильеру с узкой щелью, проходит затем через ванны промывки, отбеливания и пластификации, пропускается через сушильные барабаны и сматывается в рулон. Поверхность целлофановой пленки почти всегда покрывают нитроцеллюлозой, смолой, каким-либо воском или лаком, чтобы уменьшить пропускание паров воды и обеспечить возможность термической герметизации, так как целлофан без покрытия не обладает свойством термопластичности. На современных производствах для этого используются полимерные покрытия поливинилиденхлоридного типа, поскольку они в меньшей степени влагопроницаемы и дают более прочное соединение при термогерметизации. Целлофан широко применяется главным образом в тароупаковочном производстве как оберточный материал для галантерейных товаров, пищевых продуктов, табачных изделий, а также в качестве основы для самоклеющейся упаковочной ленты.
Вискозная губка. Наряду с получением волокна или пленки, вискозу можно смешать с подходящими волокнистыми и мелкокристаллическими материалами; после кислотной обработки и водного выщелачивания такая смесь преобразуется в вискозный губчатый материал (рис. 2), который применяется для упаковки и теплоизоляции.

Медноаммиачное волокно. Волокно из регенерированной целлюлозы производится в промышленных масштабах также путем растворения целлюлозы в концентрированном медноаммиачном растворе (CuSO4 в NH4OH) и формования из полученного раствора волокна в кислотной осадительной ванне. Такое волокно называется медноаммиачным.
СВОЙСТВА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Химические свойства. Как показано на рис. 1, целлюлоза представляет собой высокополимерный углевод, состоящий из глюкозидных остатков C6H10O5, соединенных эфирными мостиками в положении 1,4. Три гидроксильные группы в каждом глюкопиранозном звене могут быть этерифицированы такими органическими агентами, как смесь кислот и ангидридов кислот с соответствующим катализатором, например серной кислотой. Простые эфиры могут образовываться в результате действия концентрированного гидроксида натрия, приводящего к образованию натронной целлюлозы, и последующей реакции с алкилгалогенидом:

Реакция с оксидом этилена или пропилена дает гидроксилированные простые эфиры:

Наличием этих гидроксильных групп и геометрией макромолекулы обусловлено сильное полярное взаимное притяжение соседних звеньев. Силы притяжения столь велики, что обычные растворители не в состоянии разорвать цепь и растворить целлюлозу. Эти свободные гидроксильные группы ответственны также за большую гигроскопичность целлюлозы (рис. 3). Этерификация и эфиризация понижают гигроскопичность и повышают растворимость в обычных растворителях.

Под действием водного раствора кислоты разрываются кислородные мостики в положении 1,4-. Полный разрыв цепи дает глюкозу - моносахарид. Первоначальная длина цепи зависит от происхождения целлюлозы. Она максимальна в природном состоянии и уменьшается в процессе выделения, очистки и преобразования в производные соединения (см. таблицу).

СТЕПЕНЬ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Материал Число глюкозидных остатков
Необработанный хлопок 2500-3000
Очищенный хлопковый линт 900-1000
Очищенная древесная масса 800-1000
Регенерированная целлюлоза 200-400
Промышленный ацетат целлюлозы 150-270

Даже механический сдвиг, например при абразивном размельчении, приводит к уменьшению длины цепей. При уменьшении длины полимерной цепи ниже определенного минимального значения изменяются макроскопические физические свойства целлюлозы. Окислительные агенты оказывают на целлюлозу воздействие, не вызывая расщепления глюкопиранозного кольца (рис. 4). Последующее действие (в присутствии влаги, например, при климатических испытаниях), как правило, приводит к разрыву цепи и увеличению числа альдегидоподобных концевых групп. Поскольку альдегидные группы легко окисляются до карбоксильных, содержание карбоксила, практически отсутствующего в природной целлюлозе, резко возрастает в условиях атмосферных воздействий и окисления.

Как и все полимеры, целлюлоза разрушается под воздействием атмосферных факторов в результате совместного действия кислорода, влаги, кислотных компонентов воздуха и солнечного света. Важное значение имеет ультрафиолетовая составляющая солнечного света, и многие хорошо защищающие от УФ-излучения агенты увеличивают срок службы изделий из производных целлюлозы. Кислотные компоненты воздуха, такие, как оксиды азота и серы (а они всегда присутствуют в атмосферном воздухе промышленных районов), ускоряют разложение, зачастую оказывая более сильное воздействие, чем солнечный свет. Так, в Англии было отмечено, что образцы хлопка, испытывавшиеся на воздействие атмосферных условий, зимой, когда практически не было яркого солнечного света, деградировали быстрее, чем летом. Дело в том, что сжигание зимой больших количеств угля и газа приводило к повышению в воздухе концентрации оксидов азота и серы. Кислотные поглотители, антиоксиданты и агенты, поглощающие УФ-излучение, снижают чувствительность целлюлозы к атмосферным воздействиям. Замещение свободных гидроксильных групп приводит к изменению такой чувствительности: нитрат целлюлозы деградирует быстрее, а ацетат и пропионат - медленнее.
Физические свойства. Полимерные цепи целлюлозы упакованы в длинные пучки, или волокна, в которых наряду с упорядоченными, кристаллическими имеются и менее упорядоченные, аморфные участки (рис. 5). Измеренный процент кристалличности зависит от типа целлюлозы, а также от способа измерения. По рентгеновским данным, он составляет от 70% (хлопок) до 38-40% (вискозное волокно). Рентгенографический структурный анализ дает информацию не только о количественном соотношении между кристаллическим и аморфным материалом в полимере, но и о степени ориентации волокна, вызываемой растяжением или нормальными процессами роста. Резкость дифракционных колец характеризует степень кристалличности, а дифракционные пятна и их резкость - наличие и степень предпочтительной ориентации кристаллитов. В образце вторичного ацетата целлюлозы, полученного процессом "сухого" формования, и степень кристалличности, и ориентация весьма незначительны. В образце триацетата степень кристалличности больше, но предпочтительная ориентация отсутствует. Термообработка триацетата при температуре 180-240° C заметно повышает степень его кристалличности, а ориентирование (вытягиванием) в сочетании с термообработкой дает самый упорядоченный материал. Лен обнаруживает высокую степень и кристалличности, и ориентации.
См. также
ХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ ;
БУМАГА И ПРОЧИЕ ПИСЧИЕ МАТЕРИАЛЫ ;
ПЛАСТМАССЫ .

Рис. 5. МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА целлюлозы. Молекулярные цепи проходят через несколько мицелл (кристаллических областей) протяженностью L. Здесь A, A" и B" - концы цепей, лежащие в кристаллизованной области; B - конец цепи вне кристаллизованной области.

ЛИТЕРАТУРА
Бушмелев В.А., Вольман Н.С. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажного производства. М., 1974 Целлюлоза и ее производные. М., 1974 Аким Э.Л. и др. Технология обработки и переработки целлюлозы, бумаги и картона. Л., 1977

Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .