viernes, 25 de marzo de 2011




La Celulosa y sus aplicaciones industriales

Antes de comenzar a exponer a mi trabajo propuesto entre los cinco que nos citó he de precisar que me he centrado en el primer apartado del mismo que corresponde al papel mientras que los otros dos restantes les he dedicado, por razones de tiempo y espacio, una simple definición a efectos de completar sus apartados propuestos.

La Celulosa

La celulosa, en términos generales se puede definir como un polisacárido constituido por moléculas de D-glucosa unidas por enlaces B(1->4) glucosídicos. Es el compuesto orgánico más difundido en la naturaleza; componente principal de las paredes celulares vegetales (p.Ej en las maderas, en las fibras de algodón) en las cuales se encuentra junto con hemicelulosa, pectina, extensina (que actúan como aglutinante entre las fibras celulósicas) y lignina. La hidrólisis completa de la celulosa con ácidos rinde glucosa, pero la hidrólisis parcial produce el disacárido celobiosa. La nitrocelulosa, el acetato de celulosa, y el xantato de celulosa (rayón) son ésteres de la celulosa que tienen una gran aplicación técnica; la que se obtiene de la madera es la pasta de celulosa.

Biosíntesis y degradación. La celulosa se sintetiza en las plantas a partir de la GDP-glucosa o la UDP-glucosa por acción de la celulosa-sintasa:

NDP-glucosa + (glucosa)n ------------------ NDP + (glucosa)n+1

La mayor parte de mamíferos no poseen enzimas capaces de hidrolizar los enlaces (1->4) de la celulosa por lo que no pueden digerirla. Sin embargo los rumiantes pueden utilizar la celulosa como alimento ya que tienen en el rumen microorganismos productores de enzima celulasa, que hidroliza la celulosa a D-glucosa.

La celulosa es el nombre genérico para definir un amplio rango de productos compuestos por fibras naturales , contenido principalmente en árboles y otras plantas.

Los árboles producen más del 90% de la celulosa a nivel mundial ; el resto de las fibras son aportadas por otras fibras como pastos, bambúes, bagazos, algodones, linos, cáñamos...etc

La celulosa y el hongo T. Reseei

Es un polisacárido cuya fórmula es C6H10O5. Es el principal componente de la membrana celular de la mayor parte de las plantas. Está constituida por moléculas de D-glucosa y es polímero más abundante en la biosfera.

Resiste a la fermentación, no significa que no se puede hidrolizar, pues existen microorganismos celulóticos que poseen enzimas como las celobiohidrolasas y las endoglucanasa que se encargan de su degradación.

El hongo Trichoderma reesei es un microorganismo celulótico que contiene cuatro grandes celulasas (1,4-beta-D-glucan celobiohirolasas CBH I y CBH II, endo-1,4-beta-D-glucanasa EG I y EG II).

Para producir cada una de las enzimas que degrada a la celulosa (celulasas) se hace uso de técnicas biotecnológicas de enzimología que han ganado gran importancia medioambiental y comercial.

Desde el punto de vista genético se han estudiado genes que codifican para las celulasas (cbh1, cbh2, egl1,y egl2), mediante sustitución por el marcador genético amds de Aspergillus nidulans. Estas investigaciones han sugerido que la CBH II Y la EG II son las más importantes en la actividad enzimática de la celulosa porque intervienen en la formación eficiente del inductor de éstas en T ressei y que la eliminación de ambas cadenas celobiohidrolasas (CBH II y EG II) imposibilita a la enzima para desdoblar la celulosa cristalina.

Se ha observado que la celulosa microcristalina (10g/l) es hidrolizada principalmente por dos de estas celulasas (CBH I y EH II) del hongo Trichoderma reesei. En 1998 se realizaron dos tipos de experimentos donde ambas enzimas se agregaron específicamente y de forma equimolecular, analizando la adsorción de las enzimas y la producción de los azúcares solubles por técnicas de FPLC y HPLC, respectivamente

Celulosa

De Wikipedia, la enciclopedia libre

La celulosa es un polisacárido compuesto exclusivamente de moléculas de glucosa; es pues un homopolisacárido (compuesto por un solo tipo de monosacárido); es rígido, insoluble en agua, y contiene desde varios cientos hasta varios miles de unidades de β-glucosa. La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre.


Función de la celulosa

Enlaces de hidrógeno entre cadenas contiguas de celulosa.

La celulosa es un polisacárido estructural en las plantas ya que forma parte de los tejidos de sostén. La pared de una célula vegetal joven contiene aproximadamente un 40% de celulosa; la madera un 50 %, mientras que el ejemplo más puro de celulosa es el algodón con un porcentaje mayor al 90%.

A pesar de que está formada por glucosas, los animales no pueden utilizar la celulosa como fuente de energía, ya que no cuentan con la enzima necesaria para romper los enlaces β-1,4-glucosídicos, es decir, no es digerible por los animales; sin embargo, es importante incluirla en la dieta humana (fibra dietética) porque al mezclarse con las heces, facilita la digestión y defecación, así como previene los malos gases.

En el aparato digestivo de los rumiantes (pre-estómagos), de otros herbívoros y de termitas, existen microorganismos, muchos metanógenos, que poseen una enzima llamada celulasa que rompe el enlace β-1,4-glucosídico y al hidrolizarse la molécula de celulosa quedan disponibles las glucosas como fuente de energía.

Hay microorganismos (bacterias y hongos) que viven libres y también son capaces de hidrolizar la celulosa. Tienen una gran importancia ecológica, pues reciclan materiales celulósicos como papel, cartón y madera. De entre ellos, es de destacar el hongo Trichoderma reesei, capaz de producir cuatro tipos de celulasas: las 1,4-β-D-glucancelobiohirolasas CBH i y CBH II y las endo-1,4-β-D-glucanasa EG I y EG II. Mediante técnicas biotecnológicas se producen esas enzimas que pueden usarse en el reciclado de papel, disminuyendo el coste económico y la contaminación.


Estructura de la celulosa

La celulosa se forma por la unión de moléculas de β-glucopiranosa mediante enlaces β-1,4-O-glucosídico. Por hidrólisis de glucosa. La celulosa es una larga cadena polimérica de peso molecular variable, con fórmula empírica (C6H10O5)n, con un valor mínimo de n= 200.