Razlika med ligninom in celulozo

Ključna razlika - Lignin proti celulozi
 

Rastlinsko celično steno sestavljajo primarne in sekundarne stene. Primarno celično steno sestavlja več plasti celuloze, polisaharida glukoze. Celuloza je najpogostejša organska spojina na zemlji. 33% vse rastlinske snovi je sestavljeno iz celuloze. Gre za tržno pomembno spojino, ki se uporablja pri proizvodnji različnih materialov, kot so papir, farmacevtski izdelki in tekstil. Lignin je druga najpogostejša spojina na zemlji, ki jo prehiti le celuloza; prisotna je predvsem v lesnatih rastlinah. Ključna razlika med ligninom in celulozo je v tem celuloza je polimer ogljikovih hidratov medtem ko lignin je neagljikohidratni aromatični polimer.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je Lignin
3. Kaj je celuloza
4. Podobnosti med ligninom in celulozo
5. Primerjava ob strani - Lignin proti celulozi v tabeli
6. Povzetek

Kaj je Lignin?

Splošni izraz lignin opisuje veliko skupino aromatičnih polimerov, sestavljenih kot rezultat oksidativne vezave 4-hidroksifenilpropanoidov. So organski polimeri, ki so prisotni kot strukturne spojine v vaskularnih rastlinah in nekaterih algah. V vaskularnih rastlinah je lignin pomembna strukturna spojina med sekundarnim zgoščevanjem in tvorbo sekundarne celične stene. To zagotavlja togost lubja in lesa stebla ter daje odpornost proti propadanju z zaščito polisaharidov celične stene pred mikrobno razgradnjo.

Lignin ima pomembno vlogo v procesu prenašanja vode v stenah žilnih rastlin. Polisaharidni polimeri, kot je celuloza, prisotni v rastlinski celični steni, so zaradi svoje hidrofilne narave prepustni za vodo. Zaradi svoje aromatične narave je lignin bolj hidrofoben in ustvarja oviro za absorpcijo vode v celično steno, tako da tvori navzkrižne vezi med polisaharidi. To zagotavlja učinkovito pot za vaskularno tkivo rastline, da vodi vodo brez ovir.

Slika 01: Struktura lignina

Lignin je poleg strukturne spojine pomembna spojina, ki poganja ogljikov cikel in deluje počasi razpadajoče sredstvo odmrle vegetacije. Je glavni omejujoči dejavnik pri pretvorbi rastlinske biomase v biogoriva.

V komercialnem smislu je odstranjevanje lignina iz rastlinske biomase zapleten in drag postopek. Zato se na tej poti izvaja veliko raziskav, da bi ustvarili rastline z manj odlaganja lignina in razvili obliko lignina, ki je bolj dovzetna za brez kemične prebave..

Kaj je celuloza?

Celuloza je polimer, sestavljen iz β glukoze in je najpogostejša organska molekula na zemlji. Celuloza se nahaja predvsem v rastlinah, 40% rastlinske celične stene pa tvori celuloza. Razdeljen je v različnih plasteh rastlinske celične stene, ločeno v primarne in sekundarne stene. Struktura celuloze je sestavljena iz linearnih β glukoznih verig, ki jih med seboj povezujejo β 1-4 gliozidne vezi. Prisotnost hidroksilnih skupin (-OH), ki štrlijo iz vsake verige v vseh smereh, povečuje povezavo med sosednjimi verigami glukoze β. Zaradi te navzkrižne povezave se natezna trdnost celulozne strukture poveča. Ta visoka natezna trdnost preprečuje, da bi celica počila, ko voda skozi osmozo vstopi v celico. Oblika celice se določi glede na razporeditev snopov celuloze.

Slika 02: Kemična struktura celuloze

Celuloza je poleg svoje primarne funkcije kot strukturne spojine pomemben vir hrane za nekatere živali, bakterije in glive. Celuloza se encimska celulaza katabolizira v glukozo. Čeprav je celuloza dober vir glukoze, je človek ne more izkoristiti, saj v svojih sistemih primanjkuje encimske celulaze. Sesalci kot krave prebavijo celulozo s svojimi mikroorganizmi v črevesju, ki imajo sposobnost katabolizacije celuloze. V komercialnem smislu je celuloza pomembna spojina v industriji papirja, tekstila in farmacevtskih izdelkov.

Kakšne so podobnosti med ligninom in celulozo?

• Lignin in celuloza najdemo v vseh rastlinah.
• So glavne sestavine celične stene rastlinskih celic.
• Obe spojini vključujeta zagotavljanje strukturne togosti rastlini.
• So organske spojine.

Kakšna je razlika med ligninom in celulozo?

Lignin proti Celulozi
Lignin je ne-ogljikov hidrat aromatičen polimer, ki ga najdemo v rastlinah.	Celuloza je polimer ogljikovih hidratov (β glukoze), ki jih najdemo v rastlinah.
Lokacija
Lignin je v osnovi prisoten v sekundarni celični steni, ko rastlina naleti na sekundarno zgostitev.	Celuloza je prisotna v primarni celični steni.
Struktura
Lignin je tridimenzionalen.	Celuloza je linearna struktura z linearnimi β glukoznimi verigami.
Križna povezava
Lignin ima navzkrižne vezi med fenolnimi polimeri.	Celuloza ima navzkrižne vezi med sosednjimi skupinami -OH β glukoznih verig.
Obveznice
Lignin tvori estrske vezi ali eterske vezi.	Celuloza tvori vodikove vezi ali β 1-4 glikozidne snovi.
Interakcija z vodo
Lignin je hidrofoben.	Celuloza je hidrofilna.

Povzetek - Lignin proti celulozi

Celuloza in lignin sta pomembna strukturna sestavina rastlinske celične stene. Celuloza je polimer β glukoze in je prisotna v primarni celični steni. Lignin, aromatični polimer, pomaga pri sekundarnem zgoščevanju in je v bistvu prisoten v sekundarni celični steni. To je razlika med ligninom in celulozo. Zaradi različnih kemijskih in fizikalnih lastnosti so vključene v številne različne funkcije znotraj sistema vaskularnih rastlin.

Reference:

1. "Celuloza v rastlinah: delovanje in struktura". Study.com, n.d. Splet. Na voljo tukaj 03. avgust 2017.
2. Vanholme, Ruben, Brecht Demedts, Kris Morreel, John Ralph in Wout Boerjan. "Biosinteza in struktura Lignina." Fiziologija rastlin. Ameriško društvo rastlinskih biologov, julij 2010. Splet. Na voljo tukaj 03. avgust 2017.

Vljudnost slik:

1. "Celulozni pramen" avtorja Karol Głąbpl., last: Glazer, A. W. in Nikaido, H. (1995). Mikrobna biotehnologija: osnove uporabne mikrobiologije. San Francisco: W. H. Freeman, str. 340. ISBN 0-71672608-4 (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia
2. „Ligninova struktura“ avtorja Laghi.l (CC BY-SA 3.0) prek Wikimedije Commons