A celulose é o biopolímero mais abundante da Terra, um polissacarídeo linear que forma o principal componente estrutural das paredes celulares vegetais, com a fórmula repetitiva (C6H10O5)n. É composta por unidades de β-D-glicose ligadas por ligações glicosídicas β(1→4), criando cadeias rígidas e retas que diferem fundamentalmente da estrutura helicoidal α-ligada do amido.
Estrutura molecular
Cada cadeia de celulose apresenta monômeros de glicose rotacionados em 180° em relação aos vizinhos, formando unidades repetitivas de celobiose com extensas ligações de hidrogênio intra- e intercadeia. Essas ligações geram folhas planas que se empilham em microfibrilas, proporcionando alta resistência à tração por meio de regiões cristalinas. As cadeias podem atingir até 15.000 unidades de glicose, com grupos hidroxila hidrofílicos em uma face e superfícies hidrofóbicas na outra.
Propriedades físicas e químicas
A celulose é insolúvel em água devido ao seu empacotamento compacto e ligações de hidrogênio, além de alta resistência mecânica e resistência à degradação enzimática, exceto por microrganismos especializados. As ligações β impedem a digestão humana, posicionando-a como fibra alimentar e não como fonte de energia. Suas propriedades permitem a formação de fibras fortes nas plantas, com dimensões de microfibrilas de cerca de 1–4 nm lateralmente.
Biossíntese e aplicações
Sintetizada por complexos de celulose sintase nas membranas plasmáticas das plantas, a celulose é extrudada como microfibrilas para a matriz da parede celular. Industrialmente, é usada em papel, têxteis e biocombustíveis; modificações aumentam sua solubilidade para aplicações como viscose. Na microbiologia, certas bactérias produzem-na extracelularmente para formar biofilmes.
