ما هو السليولوز ؟

السليولوز: أكبر مكون لجدران الخلية الصلبة في النبات هو السليولوز. والسليولوز بوليمر خطي عديد السكريات يحتوي الكثير من وحدات الجلوكوز السكرية الأحادية. ورابطة الأسيتال فيه رابطة بيتا ما يجعلها تختلف عن تلك الموجودة في النشأ. وهذا الاختلاف الفريد في رابطة الأسيتال ينتج عنه اختلاف كبير في قابلية هضمه عند البشر. لا يستطيع البشر هضم السليولوز لأنهم يفتقرون للإنزيمات الخاصة بكسر روابط بيتا أسيتال. ويساعد السليولوز غير المهضوم في الألياف على تسهيل عمل الأمعاء كما هي الألياف.

السكريات العديدة (عديد السكاريد – Polysaccharides) هي بوليمرات (مكوثرات – polymers) من الكربوهيدرات تتكون من عشرات إلى مئات إلى عدة آلاف من الوحدات السكرية الأحادية (البسيطة). وجميع السكريات العديدة الشائعة تحتوي الجلوكوز سكرًا أحاديًا. وتُصنع السكريات العديدة بواسطة النباتات والحيوانات والبشر لتُخزن كغذاء أو دعائم بنيوية أو لتهضم من أجل الطاقة.

تملك الحيوانات كالبقر والخيول والخراف والأغنام والنمل الأبيض (الأرضة) بكتيريا متكافلة في أمعائها، ولدى هذه البكتيريا إنزيمات ضرورية لهضم السليولوز في الأمعاء. إذ تملك الإنزيمات المطلوبة لتكسير أو تمييه (تحليل – hydrolysis) السليولوز؛ ولا تملك الحيوانات، حتى النمل الأبيض، الإنزيمات الصحيحة. فجميع الفقاريات لا تستطيع هضم السليولوز مباشرة.

وبالرغم من عدم قدرتنا على هضم السليولوز، إلا أننا وجدنا استعمالات عدة له وأمثلة على هذا: الخشب للبناء؛ منتجات الورق؛ القطن والكتان والحرير الصناعي (الرايون) للملابس؛ النيتروسليولوز للمتفجرات؛ وأسيتيت السليولوز للرقائق (الأفلام – film).

تحتوي بنية السليولوز على سلاسل بوليمر طويلة من وحدات الجلوكوز متصلة برابطة أسيتال بيتا. ويظهر الرسم (صورة ١) جزءًا يسيرًا من سلسلة السليولوز. وكل من وحدات المونومر (المونومر هو الجزء المكون للبوليمر) عبارة عن بيتا-D-جلوكوز (beta-D-glucose)، وكل روابط الأسيتال بيتا ترتبط بذرة الكربون الأولى (C#1) بالجلوكوز الأول مع ذرة الكربون الرابعة (C#4) في الجلوكوز التالي.

مجموعة الأسيتال الوظيفية (الفعالة):

ذرة الكربون الأولى (C#1) تدعى المصاوغ الكربونيلي (anomeric carbon) وهي مركز مجموعة الأسيتال الوظيفية. والأسيتال عبارة عن ذرة كربون متصلة بمجموعتي إيثر أكسيدية. ويعرّف تموضع بيتا (beta position) حين تكون مجموعة الإيثر في نفس جهة الحلقة مع ذرة الكربون رقم ٦. وينتج عن البناء المقعدي (chair structure) هذا مسقط وشكل أفقي أو واقف. وينطبق هذا التعريف على مجموعة الهيدروكسيل في شبيه الأسيتال.

مقارنة بين تركيب السليولوز والنشأ:

السليولوز: بيتا جلوكوز هي وحدة المونومر في السليولوز. ونتيجة لزوايا الرابط في رابطة بيتا الأسيتال، يكون شكل السليولوز في الغالب سلسلة خطية.
النشأ: ألفا جلوكوز هي وحدة المونومر في النشأ. ونتيجة لزوايا الرابط في رابطة ألفا الأسيتال، يتشكل أميلوز-النشأ بشكل حلزوني يشبه الزنبرك.

الألياف في النظام الغذائي:

الألياف الغذائية هي المواد التي لا تتكسر بواسطة الإنزيمات والإفرازات الموجودة في الأمعاء. وتشمل هذه الألياف شبه السليولوز ، والبكتين، الصمغ أو اللبان، الدبق (mucilages)، السليولوز ، (كل الكربوهيدرات)، والليغنين وهو المكون الوحيد في الألياف الغذائية الذي لا يصنف من ضمن الكربوهيدرات.

تسبب الأغذية المحتوية على مستويات ألياف كبيرة زيادة في حجم البراز وقد يساهم هذا في منع أو معالجة الإمساك. وتعتبر ألياف الحبوب -خصوصًا النخالة- فعالة جدًا في زيادة حجم البراز في حين للبكتين فعالية أقل. أما الليغينين يمكن أن يكون للإمساك.

قد تساهم الألياف كذلك في منع الإصابة بسرطان القولون، فالناس الذين يتناولون طعامًا يحتوي نسبة عالية من الألياف لديهم مستويات إصابة أقل بهذا المرض. إذ أن الفترة الانتقالية البطيئة (بين الأكل وبين عملية الإخراج) التي تصحب أكلًا قليل الألياف تسمح بوقت أطول للمولدات السرطانية بالتواجد داخل القولون لتبدأ بالتكاثر. لكن الناس الذين يعانون من الإمساك لا يملكون معدلات سرطان قولون أكبر من أولئك الذين يقضون حاجاتهم بشكل أسرع، لذا فدور الألياف في سرطان القولون ما يزال غير واضح.

قد تقلل الألياف الغذائية من امتصاص الكوليسترول من خلال الارتباط بأحماض المرارة. يقلل الغذاء عالي الألياف مستويات الكوليسترول في الدم وبالتالي قد يمنع الإصابة بأمراض القلب والشرايين. بعض الألياف كالبكتين والشوفان الملفوف (rolled oats) لديها فعالية أكبر من الألياف الأخرى، كالقمح مثلًا، في تقليل مستوى الكوليسترول في الدم.

توجد الألياف الغذائية فقط في الأغذية النباتية مثل الفواكه والخضروات والمكسرات والحبوب. ويحتوي الخبز المعد من حبة القمح الكاملة (البُر أو الخبز الأسمر) أليافًا أكثر من الخبز الأبيض، كما تحتوي حبة التفاح على ألياف أكثر من عصير التفاح، ما يعني أن معالجة الطعام غالبًا تنزع الألياف.

ما هو السليولوز ؟