表される炭水化物(多糖類)である。植物細胞の細胞壁および植物繊維の主成分で、天然の植物質の1/3を占め、地球上で最も多く存在する炭水化物である。自然状態においてはヘミセルロースやリグニンと結合して存在するが、綿はそのほとんどがセルロースである。セルロースは多数のβ-グルコース分子がグリコシド結合により直鎖状に重合した天然高分子である。構成単位であるグルコースとは異なる性質を示す。いわゆるベータグルカンの一種。Payen)によって1838年に発見された。1991年小林四郎らによって、セルラーゼを利用した酵素触媒重合により初めて人工合成に成功した。[1]抽出Edit粉砕した木片を脱脂して木粉とした後、塩素と酸(亜塩素酸ナトリウムと酢酸が使われる)による処理でリグニンと分ける。得られたホロセルロースにアルカリ処理を行うと、アルカリに不溶のαセルロースが分離する。分離した可溶部に再び酸を加えると、βセルロースからなる不溶部と、その他(γセルロース、ヘミセルロースなど)に分離する。冷水にも熱水にも溶けない。汎用有機溶媒にも溶けない。イオン液体(溶融塩)に溶けることが2002年に報告されている。他に「セルロース溶剤」としていくつかの溶剤が見出されている。誘導体化により溶媒溶解性を付与することもできる。°Cまで加熱すると無定形へと転移する。[3]化学的性質Editセルロースはβ-グルコースが重合したものであり、分子は水素結合によってシート状になっている。これに対し、α-グルコース分子が重合したデンプンは水素結合によるらせん状になっている。セルロースはヨウ素デンプン反応を示さない。デンプンと同じくグルコース分子を構成単位としながら、セルロースがヨウ素デンプン反応を示さないのは、この反応が分子の形状に由来するためである。セルロースは非常に安定で、酸や塩基に対して強い抵抗を示す。加水分解によりグルコースになる。セルロースの分解には硫酸や塩酸が用いられるほか、酵素のセルラーゼが用いられる。リグニンと結合したセルロースは単独状態よりもさらに化学的に安定であるため、分解は非常に困難であり、工業的な利用を妨げている。作用により合成される。セルロースシンターゼは細胞膜上に存在する。UDP-グルコース生成までの反応経路はグリコーゲンの生合成経路と同じである。(1,4-β-D-glucosyl)n+1この他に、中間体としてGTP-グルコースを経由する経路も存在する。セルロースを合成するのは植物とホヤのほかいくつかの微生物が知られている。知られたセルロース合成細菌は酢酸菌(アセトバクター属など)で、ナタ・デ・ココはこの細菌によって作られたセルロースである。利用Edit食物繊維Edit野菜や果物、穀物類から摂取されるセルロースはヒトの消化酵素では分解されないが、不溶性食物繊維として整腸作用など様々な働きがあり、腸内細菌により分解されてエネルギーとしても利用される。再生繊維Edit綿やパルプから採取されたセルロースは短い繊維状になっている。これに化学処理を施して溶解させると、長い繊維状のセルロースとして再生することができる。ビスコースレーヨン銅アンモニアレーヨンアセテート綿火薬Editセルロースを硝酸で処理するとニトロセルロースとなる。これはセルロースの硝酸エステルで、加熱や衝撃を与えることで爆発する。煙を出さない無煙火薬の原料の一つとして用いられている。綿をセルロース源としたので、綿火薬と呼ばれた。セルロイドEditニトロセルロース:映画フィルムのベースとして使用された。古くなると自然発火する可能性がある。アニメーションのセル画にも使用された。酢酸セルロース:燃えやすいニトロセルロースの代替として使用された。透明度はニトロセルロースに劣る。バイオマスエタノールEdit詳細は「バイオマスエタノール」を参照バイオマスからセルロースを分離し、セルロースを酵素を用いて糖分に分解し、微生物によってアルコール変換する方法である。第二世代バイオ燃料として期待される。実証実験[5]を行ったりしている。米国でも、ブッシュ大統領がスイッチグラスという草を利用したバイオエタノールの生産について一般教書演説等で何度も言及をし、予算をつけている。エタノール燃料を大規模に導入するためには、セルロースからのエタノール製造が必要になるのはほぼ確実であるとサイエンス誌にも記事が掲載されている[6]。デグラダンス(英語版))が強力なセルロース細胞壁の分解能を有する事を突き止めた[7][8][9]。Zymetis社ではさらに効率よく糖に変更するために遺伝子を組み換えて、72時間で1トンのセルロースバイオマスを糖に変換できる事を実証した[10][8]。シロアリの消化器官内の共生菌によるセルロース分解プロセスがバイオマスエタノールの製造に役立つ事が期待され、琉球大学や理化学研究所等で研究が進められる[11][12][13][14][15][16][17][18]。セルロースナノファイバーEdit詳細は「ナノセルロース」を参照ナノレベルの極細繊維。製造コストが安くなって(1kgあたり1000円以下)様々な利用(自動車のボディー、日焼け止めなどの化粧品、食品、ボールペン、消臭シートなど)が考えられている。鉄より硬く(鉄の半分の重さで5倍以上の力に耐える)、樹脂と混ぜると軽く丈夫(厚さ2倍の場合、鉄より軽く同じ強度)になる[19]。研究班は、「TEMPO」と呼ばれる薬品を使って、木からナノファイバーを簡単に取り出す研究を世界で初めて発見しており、これを車のボディーや、スマートホン・タブレットパソコンなどの各種機械類の素材に使うことで、それらの軽量化を想定しているという。精密機械の電子部品もこのナノファイバーを応用した薄いサイズのシートで活用し、さらなる軽量化を進めたり、スポーツ用シューズなど、その他の化学品への応用も期待されている。増粘用工業原料として種々の用途に使われている。2007年12月31日閲覧。2018年9月13日閲覧。noted.PrivacyDesktop。