Разлика между лигнин и целулоза

Ключова разлика - Лигнин срещу Целулоза
 

Растителната клетъчна стена е съставена от първични и вторични стени. Първичната клетъчна стена е съставена от множество слоеве целулоза, глюкозен полизахарид. Целулозата е най-често срещаното органично съединение на земята. 33% от цялата растителна материя се състои от целулоза. Това е търговско важно съединение, използвано при производството на различни материали, като хартия, фармацевтични продукти и текстил. Лигнинът е второто най-разпространено съединение на земята, надминато само от целулозата; присъства главно в дървесни растения. Ключовата разлика между лигнин и целулоза е тази целулозата е полимер на въглехидратите докато лигнинът е невъглехидратен ароматен полимер.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е Lignin
3. Какво е целулоза
4. Прилики между лигнин и целулоза
5. Паралелно сравнение - лигнин срещу целулоза в таблична форма
6. Резюме

Какво е Lignin?

Общият термин лигнин описва голяма група ароматни полимери, събрани в резултат на окислителното свързване на 4-хидроксифенилпропаноиди. Те са органични полимери, присъстващи като структурни съединения в съдовите растения и някои водорасли. При съдовите растения лигнинът е важно структурно съединение по време на вторично сгъстяване и образуване на вторичната клетъчна стена. Това осигурява твърдост на кората и дървесината на стъблото и придава устойчивост на гниене, като защитава полизахаридите на клетъчната стена от микробно разграждане.

Лигнинът играе важна роля в процеса на провеждане на водата в съдовите стъбла на растението. Полизахаридните полимери като целулоза, присъстващи в растителната клетъчна стена, са пропускливи за вода поради своята хидрофилна природа. Поради ароматната си природа лигнинът е по-хидрофобен и създава пречка за абсорбцията на вода в клетъчната стена чрез образуване на кръстосани връзки между полизахариди. Това осигурява ефикасен път за съдовата тъкан на растението, за да води вода без никакви пречки.

Фигура 01: Структура на лигнина

Освен като структурно съединение, лигнинът е важно съединение, което задвижва въглеродния цикъл и действа като бавно разлагащ се агент на мъртвата растителност. Той е основен ограничаващ фактор за превръщането на растителната биомаса в биогорива.

В търговски аспект премахването на лигнин от растителната биомаса е сложен и скъп процес. Следователно в тази перспектива се провеждат много проучвания, за да се създадат растения с по-малко отлагане на лигнин и да се развие форма на лигнин, която е по-податлива на безпроблемно химическо храносмилане..

Какво е целулоза?

Целулозата е полимер, съставен от β глюкоза и е най-разпространената органична молекула на земята. Целулозата се намира главно в растенията, а 40% от растителната клетъчна стена е съставена от целулоза. Тя е подредена в различни слоеве в стената на растителната клетка, обособена в първична и вторична стена. Структурата на целулозата е съставена от линейни β глюкозни вериги, свързани заедно с β 1-4 глиозидни връзки. Наличието на хидроксилни групи (-OH), излизащи от всяка верига във всички посоки, увеличава връзката между съседни β глюкозни вериги. Благодарение на тази напречна връзка, якостта на опън на целулозната структура се увеличава. Тази висока якост на опън не позволява клетката да се спука, когато водата попадне в клетката чрез осмоза. Формата на клетката се определя според подредбата на целулозните снопове.

Фигура 02: Химическа структура на целулозата

Освен основната си функция като структурно съединение, целулозата служи като важен източник на храна за някои животни, бактерии и гъби. Целулозата се катаболизира в глюкоза от ензима целулаза. Въпреки че целулозата е добър източник на глюкоза, хората не могат да я използват, тъй като им липсва ензимната целулаза в техните системи. Бозайниците като кравите усвояват целулозата от микроорганизмите си в червата, които имат способността да катаболизират целулозата. В търговски аспект целулозата е важно съединение в индустрията на хартия, текстил и фармацевтични продукти.

Какви са приликите между лигнин и целулоза?

• Лигнинът и целулозата се срещат във всички растения.
• Те са основните компоненти на клетъчната стена на растителните клетки.
• И двете съединения включват осигуряване на структурна твърдост на растението.
• Те са органични съединения.

Каква е разликата между лигнин и целулоза?

Лигнин срещу целулоза
Лигнинът е невъглехидратен ароматен полимер, намиращ се в растенията.	Целулозата е полимер на въглехидрат (β глюкоза), намиращ се в растенията.
местоположение
Лигнинът присъства основно във вторичната клетъчна стена, след като растението срещне вторично удебеляване.	Целулозата присъства в първичната клетъчна стена.
структура
Лигнинът е триизмерен.	Целулозата е линейна структура с линейни β глюкозни вериги.
Кръстосана връзка
Лигнин има кръстосани връзки между фенолни полимери.	Целулозата има кръстосани връзки между съседни -OH групи от β глюкозни вериги.
облигации
Лигнинът образува естерни връзки или етерни връзки.	Целулозата образува водородни връзки или β 1-4 гликозидна.
Взаимодействие с вода
Лигнинът е хидрофобен.	Целулозата е хидрофилна.

Обобщение - Лигнин срещу Целулоза

Целулозата и лигнинът са важни структурни компоненти на растителната клетъчна стена. Целулозата е полимер на β глюкоза и присъства в първичната клетъчна стена. Лигнин, ароматен полимер, подпомага вторичното сгъстяване и основно присъства във вторичната клетъчна стена. Това е разликата между лигнин и целулоза. Поради различните си химични и физични свойства, те участват в много различни функции вътре в системата на съдовите растения.

Препратки:

1. "Целулоза в растенията: функция и структура". Study.com, n.d. Web. Налични тук 03 август 2017г.
2. Ванхолм, Рубен, Брехт Демедс, Крис Мореел, Джон Ралф и Уут Боерджан. „Биосинтез и структура на лигнин.“ Физиология на растенията. Американско общество на растителните биолози, юли 2010 г. Налични тук 03 август 2017г.

С любезност на изображенията:

1. "Целулозна жилка" от Карол Głąbpl.- собствен труд от: Glazer, A. W. и Nikaido, H. (1995). Микробна биотехнология: основи на приложната микробиология. Сан Франциско: W. H. Freeman, стр. 340. ISBN 0-71672608-4 (CC BY-SA 3.0) чрез Commons Wikimedia
2. „Структура на лигнина“ от Laghi.l (CC BY-SA 3.0) през Wikimedia на Commons