Kluczowa różnica - lignina vs celuloza
Ściana komórkowa roślin składa się ze ścian pierwotnych i wtórnych. Pierwotna ściana komórkowa składa się z wielu warstw celulozy, polisacharydu glukozy. Celuloza jest najpowszechniejszym związkiem organicznym na Ziemi. 33% całej materii roślinnej składa się z celulozy. Jest związkiem o znaczeniu handlowym, używanym do produkcji różnych materiałów, takich jak papier, farmaceutyki i tekstylia. Lignina jest drugim najbardziej rozpowszechnionym związkiem na ziemi, ustępującym jedynie celulozie; występuje głównie w roślinach drzewiastych. Kluczowa różnica między ligniną a celulozą polega na tym, że celuloza jest polimerem węglowodanowym, podczas gdy lignina jest aromatycznym polimerem niewęglowodanowym.
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowe różnice
2. Co to jest lignina
3. Co to jest celuloza
4. Podobieństwa między ligniną a celulozą
5. Porównanie obok siebie - lignina i celuloza w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie
Co to jest Lignin?
Ogólny termin lignina opisuje dużą grupę polimerów aromatycznych powstałych w wyniku oksydacyjnego sprzęgania 4-hydroksyfenylopropanoidów. Są to polimery organiczne obecne jako związki strukturalne w roślinach naczyniowych i niektórych algach. W roślinach naczyniowych lignina jest ważnym związkiem strukturalnym podczas wtórnego zagęszczania i tworzenia wtórnej ściany komórkowej. Zapewnia to sztywność kory i drewna łodygi oraz nadaje odporność na gnicie, chroniąc polisacharydy ściany komórkowej przed degradacją mikrobiologiczną.
Lignina odgrywa ważną rolę w procesie przewodzenia wody w łodygach roślin naczyniowych. Polimery polisacharydowe, takie jak celuloza obecna w ścianie komórkowej roślin, są przepuszczalne dla wody ze względu na ich hydrofilowy charakter. Ze względu na swój aromatyczny charakter lignina jest bardziej hydrofobowa i tworzy przeszkodę we wchłanianiu wody do ściany komórkowej poprzez tworzenie wiązań poprzecznych między polisacharydami. Zapewnia to skuteczną ścieżkę dla tkanki naczyniowej rośliny do przewodzenia wody bez żadnych przeszkód.
Rysunek 01: Struktura ligniny
Oprócz tego, że jest związkiem strukturalnym, lignina jest ważnym związkiem napędzającym obieg węgla i działającym jako powolny czynnik rozkładający martwą roślinność. Jest to główny czynnik ograniczający konwersję biomasy roślinnej na biopaliwa.
W aspekcie handlowym usuwanie ligniny z biomasy roślinnej jest procesem skomplikowanym i kosztownym. W związku z tym prowadzi się wiele badań nad tą perspektywą, aby stworzyć rośliny z mniejszą depozycją ligniny i rozwinąć formę ligniny, która jest bardziej podatna na bezproblemowe chemiczne trawienie.
Co to jest celuloza?
Celuloza jest polimerem złożonym z β glukozy i jest najpowszechniejszą cząsteczką organiczną na Ziemi. Celuloza znajduje się głównie w roślinach, a 40% ściany komórkowej roślin składa się z celulozy. Jest ułożony w różnych warstwach w ścianie komórkowej roślin, zróżnicowany na ściany pierwotne i wtórne. Struktura celulozy składa się z liniowych łańcuchów β glukozy połączonych ze sobą wiązaniami β 1-4 gliozydowymi. Obecność grup hydroksylowych (-OH) wystających z każdego łańcucha we wszystkich kierunkach zwiększa połączenie między sąsiednimi łańcuchami β glukozy. Z powodu tego usieciowania zwiększa się wytrzymałość na rozciąganie struktury celulozowej. Ta wysoka wytrzymałość na rozciąganie zapobiega pękaniu komórki, gdy woda dostaje się do komórki w wyniku osmozy. Kształt komórki jest określany na podstawie układu wiązek celulozy.
Rysunek 02: Struktura chemiczna celulozy
Oprócz swojej podstawowej funkcji jako związku strukturalnego, celuloza jest ważnym źródłem pożywienia dla niektórych zwierząt, bakterii i grzybów. Celuloza jest katabolizowana do glukozy przez enzym celulazę. Chociaż celuloza jest dobrym źródłem glukozy, ludzie nie mogą jej wykorzystać, ponieważ w swoich systemach brakuje im enzymu celulazy. Ssaki, takie jak krowy, trawią celulozę przez mikroorganizmy jelitowe, które mają zdolność katabolizowania celulozy. W aspekcie handlowym celuloza jest ważnym związkiem w przemyśle papierniczym, tekstylnym i farmaceutycznym.
Jakie są podobieństwa między ligniną a celulozą?
- Lignina i celuloza znajdują się we wszystkich roślinach.
- Są głównymi składnikami ściany komórkowej komórek roślinnych.
- Oba związki mają na celu nadanie roślinie sztywności strukturalnej.
- Są to związki organiczne.
Jaka jest różnica między ligniną a celulozą?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Lignina vs Celuloza |
|
| Lignina to nie węglowodanowy aromatyczny polimer występujący w roślinach. | Celuloza to polimer węglowodanów (β glukozy) występujący w roślinach. |
| Lokalizacja | |
| Lignina jest obecna zasadniczo w drugorzędowej ścianie komórkowej, gdy roślina napotka wtórne zgrubienie. | Celuloza jest obecna w pierwotnej ścianie komórkowej. |
| Struktura | |
| Lignina jest trójwymiarowa. | Celuloza jest strukturą liniową z liniowymi łańcuchami β glukozy. |
| Połączenie krzyżowe | |
| Lignina ma powiązania krzyżowe między polimerami fenolowymi. | Celuloza ma wiązania krzyżowe między sąsiednimi grupami –OH łańcuchów β glukozy. |
| Więzy | |
| Lignina tworzy wiązania estrowe lub eterowe. | Celuloza tworzy wiązania wodorowe lub β 1-4 glikozydowe. |
| Interakcja z wodą | |
| Lignina jest hydrofobowa. | Celuloza jest hydrofilowa. |
Podsumowanie - Lignina vs Celuloza
Celuloza i lignina są ważnymi składnikami strukturalnymi ściany komórkowej roślin. Celuloza jest polimerem β glukozy i jest obecna w pierwotnej ścianie komórkowej. Lignina, aromatyczny polimer, wspomaga wtórne zagęszczenie i występuje głównie w drugorzędowej ścianie komórkowej. Na tym polega różnica między ligniną a celulozą. Ze względu na swoje odmienne właściwości chemiczne i fizyczne pełnią wiele różnych funkcji w systemie roślin naczyniowych.
