Forskel mellem Lignin og Cellulose

Nøgleforskel - Lignin vs Cellulose
 

Plantecellevæggen er sammensat af primære og sekundære vægge. Den primære cellevæg er sammensat af flere lag cellulose, et glukosepolysaccharid. Cellulose er den mest almindelige organiske forbindelse på jorden. 33% af alt plantestof består af cellulose. Det er en kommercielt vigtig forbindelse, der anvendes til fremstilling af forskellige materialer, såsom papir, farmaceutiske stoffer og tekstiler. Lignin er den næst mest rigelige forbindelse på jorden, kun overgået af cellulose; det findes hovedsageligt i træagtige planter. Den vigtigste forskel mellem lignin og cellulose er den cellulose er en polymer af kulhydrat mens lignin er en ikke-kulhydrataromatisk polymer.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er Lignin
3. Hvad er cellulose
4. Ligheder mellem Lignin og Cellulose
5. Sammenligning side ved side - Lignin vs cellulose i tabelform
6. Resume

Hvad er Lignin?

Det generelle udtryk lignin beskriver en stor gruppe af aromatiske polymerer samlet som et resultat af den oxidative kobling af 4-hydroxyphenylpropanoider. De er organiske polymerer, der er til stede som strukturelle forbindelser i karplanter og nogle alger. I karplanter er lignin en vigtig strukturel forbindelse under sekundær fortykning og dannelse af den sekundære cellevæg. Dette giver stivhedens bark og træ og giver overflademodstand ved at beskytte cellevægs-polysaccharider mod mikrobiel nedbrydning.

Lignin spiller en vigtig rolle i processen med at lede vand i vaskulære plantestængler. Polysaccharidpolymerer som cellulose, der er til stede i plantens cellevæg, er permeabel for vand på grund af deres hydrofile natur. På grund af sin aromatiske natur er lignin mere hydrofob og skaber en hindring for absorption af vand i cellevæggen ved at danne tværbindinger mellem polysaccharider. Dette giver en effektiv vej for plantens vaskulære væv til at lede vand uden nogen hindringer.

Figur 01: Lignin-struktur

Bortset fra at være en strukturel forbindelse, er lignin en vigtig forbindelse, der driver kulstofcyklussen og fungerer som et langsomt dekomponeringsmiddel for død vegetation. Det er en væsentlig begrænsende faktor i omdannelsen af ​​plantebiomasse til biobrændstof.

I et kommercielt aspekt er fjernelse af lignin fra plantebiomasse en kompliceret og kostbar proces. Derfor udføres der mange forskningsundersøgelser med henblik på at skabe planter med mindre ligninaflejring og udvikle en form for lignin, der er mere modtagelig for ubesværet kemisk fordøjelse.

Hvad er cellulose?

Cellulose er en polymer sammensat af ß-glukose og er det mest rigelige organiske molekyle på jorden. Cellulose findes hovedsageligt i planter, og 40% af plantens cellevæg består af cellulose. Det er arrangeret i forskellige lag i plantens cellevæg, opdelt i primære og sekundære vægge. Strukturen af ​​cellulose er sammensat af lineære ß-glukosekæder bundet sammen af ​​ß 1-4 glyosidiske bindinger. Tilstedeværelsen af ​​hydroxylgrupper (-OH), der rager ud fra hver kæde i alle retninger, øger bindingen mellem tilstødende ß-glukosekæder. På grund af denne tværbinding øges trækstyrken i cellulosestrukturen. Denne høje trækstyrke forhindrer cellen i at sprænge, ​​når vand kommer ind i cellen gennem osmose. Formen på cellen bestemmes i henhold til arrangementet af cellulosebunter.

Figur 02: Kemisk struktur af cellulose

Bortset fra dets primære funktion som strukturforbindelse, fungerer cellulose som en vigtig fødekilde for nogle dyr, bakterier og svampe. Cellulose kataboliseres til glukose af enzymet cellulase. Selvom cellulose er en god kilde til glukose, kan mennesker ikke bruge den, da de mangler enzymet cellulase i deres systemer. Pattedyr som køer fordøjer cellulose ved deres tarmmikroorganismer, der har evnen til at katabolisere cellulose. I et kommercielt aspekt er cellulose en vigtig forbindelse i industrierne inden for papir, tekstil og farmaceutiske produkter.

Hvad er ligheden mellem Lignin og Cellulose?

• Lignin og cellulose findes i alle planter.
• De er hovedkomponenterne i cellevæggen i plantecellerne.
• Begge forbindelser involverer i at tilvejebringe strukturel stivhed til anlægget.
• De er organiske forbindelser.

Hvad er forskellen mellem Lignin og Cellulose?

Lignin vs cellulose
Lignin er en ikke-kulhydrataromatisk polymer, der findes i planter.	Cellulose er en polymer af kulhydrat (ß-glukose), der findes i planter.
Beliggenhed
Lignin er grundlæggende til stede i den sekundære cellevæg, når planten støder på sekundær fortykkelse.	Cellulose er til stede i den primære cellevæg.
Struktur
Lignin er tredimensionel.	Cellulose er en lineær struktur med lineære ß-glukosekæder.
Tværbinding
Lignin har tværbindinger mellem phenoliske polymerer.	Cellulose har tværbindinger mellem tilstødende -OH-grupper af ß-glucosekæder.
Obligationer
Lignin danner esterbindinger eller etherbindinger.	Cellulose danner hydrogenbindinger eller ß 1-4 glycosid.
Interaktion med vand
Lignin er hydrofob.	Cellulose er hydrofil.

Resume - Lignin vs Cellulose

Cellulose og lignin er vigtige strukturelle komponenter i plantens cellevæg. Cellulose er en polymer af ß-glukose og findes i den primære cellevæg. Lignin, en aromatisk polymer, hjælper med den sekundære fortykning og er grundlæggende til stede i den sekundære cellevæg. Dette er forskellen mellem lignin og cellulose. På grund af deres forskellige kemiske og fysiske egenskaber er de involveret i mange forskellige funktioner i systemet med karplanter.

Referencer:

1. ”Cellulose i planter: Funktion & struktur”. Study.com, n.d. Web. Tilgængelig her. 3. august 2017.
2. Vanholme, Ruben, Brecht Demedts, Kris Morreel, John Ralph og Wout Boerjan. “Lignin-biosyntesen og strukturen.” Plantefysiologi. American Society of Plant Biologists, juli 2010. Web. Tilgængelig her. 3. august 2017.

Billede høflighed:

1. ”Cellulosestreng” Af Karol Głąbpl.- eget værk fra: Glazer, A. W., og Nikaido, H. (1995). Mikrobiel bioteknologi: grundlæggende elementer i anvendt mikrobiologi. San Francisco: W. H. Freeman, p. 340. ISBN 0-71672608-4 (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Lignin struktur” Af Laghi.l (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia