陳立欣
為巨大分子量聚合物的纖維素,是自然界中最廣、最足的多醣體,亦是豬隻飼料宜有的成分
為有機化合物、化學式寫成(C6H10O5)n的纖維素(cellulose),是由幾百至幾千個β鍵連接的「D-葡萄糖單元」線性鏈所組合成之多醣體(polysaccharide ,分子量約50,000~2,500,000,相當於300~15,000個葡萄糖基。天然纖維素常為無味的白色絲狀物,不溶於水、稀酸、稀鹼或其他的有機溶劑,但是在適當加熱的條件下卻會被酸劑水解,在生物學上主要的功能是構組成植物的支撐組織,而且透過發酵作用得令纖維產生調整食用者體質,調節其生理機能、維持身體健康,以及促進新陳代謝等效用。
纖維素又是許多植物之原代細胞壁的重要結構成分,也是維管束植物(Vascular plants)、覆地植物(ground cover plants)以及一部分藻類細胞壁的主要成分,而若干種類的細菌則藉之形成生物膜,像是醋酸菌(acetic acid bacteria)的莢膜當中亦曾發現到有纖維素的存在。纖維素並得與較濃的無機酸進行水解作用以生成葡萄糖等,或是與較濃的苛性鈉溶液作用生成鹼纖維素,又得與強氧化劑作用以生成氧化纖維素。
纖維素亦是全球最豐盛的有機聚合物,以及自然界中分布最廣、含量最足的多醣體,占植物界碳含量的50%以上,像是棉花、亞麻、苧麻和黃麻等俱富含大量的優質纖維素,食物中的纖維素、即膳食纖維,對於維繫人體的健康係有相當程度之作用。以棉花為例,其棉纖維中的纖維素含量便高達90%,而木頭和乾燥的麻料中纖維素含量分別是40-50%和57%。纖維素乃造紙時最主要的原料,以纖維素為原料的產品,現已廣泛使用於塑料與諸多科研器材。
有一「α-纖維素」的名稱,是指從原來細胞壁的完全纖維素標準樣品中,用17.5%NaOH不能提取的部分,通常是由結晶性纖維素所構成;β-纖維素、γ-纖維素,在化學上除了有纖維素以外,還含有各種多醣類。細胞壁的纖維素會形成寬度10~30毫微米、長度則是數微米之微纖維(microfiber , 又稱超細纖維)。若經應用X光衍射和負染色法以及使用電子顯微鏡來觀察,其鏈狀分子平行排列的結晶性部分,會組成寬為3~4毫微米的基本微纖維(basic microfiber),而這些基本微纖維組合起來就構成了微纖維。微纖維的形成場所和控制纖維素排列的機制,固然尚未被生化學界所明確掌握,然而就纖維素的分解言之,係在初生細胞壁進行伸展生長時,微纖維的一部分即由於纖維素酶的作用,而被分解並成為可溶性。
全世界每年有近達800萬噸的纖維素,是用於紡織、造紙…等事業,而若是利用分離純化的纖維素作為原料,則可以製造人造絲、玻璃紙(cellophane , 又音譯為賽璐玢)、硝酸纖維素、醋酸纖維素等「酯類衍生物」(Ester derivatives),以及甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素等「醚類衍生物」(Ether derivatives),而被結合應用於塑膠原料、炸藥、電工及科研器材等方面。纖維素還由於具有良好的聲音性能,而可應用於製作如鋼琴、提琴等類的樂器。
(詳細內容請參閱2024年10月吮現代養豬第63頁)