Cellulose

Définition

La cellulose est une molécule composée de la répétition de sous-unités de glucose (homopolysaccharide) qui forment de longues chaines linéaires. Cette molécule est principalement trouvée dans la paroi cellulaire des cellules végétales mais elle est aussi produite par certaines bactéries.

Cellulose et plantes

Chez les plantes, la cellulose est trouvée dans la paroi cellulaire où elle est associée avec d’autres molécules comme la lignine, la pectine ou l’hémicellulose ce qui rend sa purification compliquée. Elle confère des propriétés mécaniques à la paroi des cellules végétales. La cellulose représente 35 à 50 % du poids sec d’une plante ce qui fait que cette molécule est considérée comme le biopolymère le plus présent sur Terre.

Production de cellulose par les bactéries

Certaines bactéries sont capables de produire de la cellulose. La première observation de phénomène fut réalisée en 1886 par Brown. Il observa la production de cellulose en présence d’oxygène et de glucose via une bactérie qu’il appela Bacterium xylinum (connue actuellement sous le nom de Komagataeibacter xylinus).

Applications de la cellulose

La cellulose est une matière biodégradable, qui n’est pas toxique pour les humains et qui peut présenter des activités antioxydantes et antibactériennes. Ces propriétés ouvrent de nombreuses applications industrielles :

– Agro-alimentaire. Emballage biodégradable et amélioration de la texture d’aliments.

– Biomédicales. Pansements, support pour des tissus artificiels. Bien que la cellulose soit biodégradable, elle ne peut pas être métabolisée par le corps humain.

– Biotechnologie. Immobilisations de cellules ou d’enzymes.

– Cosmétique. Emballage biodégradable, stabilisation d’émulsions ou composant de base pour les masques cosmétiques.

– Textile.

– Traitement des eaux usées. Adsorption de polluants comme des éléments traces métalliques, des pigments ou d’huiles.

Références bibliographiques

Brown, A. J. (1886). XLIII. On an acetic ferment which forms cellulose. Journal of the Chemical Society, Transactions, 49(), 432–. 10.1039/CT8864900432 (lien)

Jacek, P., Dourado, F., Gama, M., & Bielecki, S. (2019). Molecular aspects of bacterial nanocellulose biosynthesis. Microbial biotechnology, 12(4), 633–649. doi.org/10.1111/1751-7915.13386 (lien)

Jiang, Z., Ho, S. H., Wang, X., Li, Y., & Wang, C. (2021). Application of biodegradable cellulose-based biomass materials in wastewater treatment. Environmental pollution (Barking, Essex : 1987), 290, 118087. doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118087 (lien)

Lahiri, D., Nag, M., Dutta, B., Dey, A., Sarkar, T., Pati, S., Edinur, H. A., Abdul Kari, Z., Mohd Noor, N. H., & Ray, R. R. (2021). Bacterial cellulose: Production, characterization, and application as antimicrobial agent. International journal of molecular sciences, 22(23), 12984. doi.org/10.3390/ijms222312984 (lien)

Lynd, L. R., Weimer, P. J., van Zyl, W. H., & Pretorius, I. S. (2002). Microbial cellulose utilization: fundamentals and biotechnology. Microbiology and molecular biology reviews : MMBR, 66(3), 506–577. doi.org/10.1128/MMBR.66.3.506-577.2002