Fő különbség – lignin vs cellulóz
A növényi sejtfal elsődleges és másodlagos falakból áll. Az elsődleges sejtfal több réteg cellulózból, egy glükóz-poliszacharidból áll. A cellulóz a leggyakoribb szerves vegyület a Földön. Az összes növényi anyag 33%-a cellulóz. Ez egy kereskedelmi szempontból fontos vegyület, amelyet különböző anyagok, például papír, gyógyszerek és textíliák előállításához használnak. A lignin a második legnagyobb mennyiségben előforduló vegyület a Földön, csak a cellulóz előzi meg; főleg fás szárú növényekben van jelen. A legfontosabb különbség a lignin és a cellulóz között az, hogy a cellulóz szénhidrát polimer, míg a lignin egy nem szénhidrát aromás polimer.
Mi az a lignin?
A lignin általános kifejezés aromás polimerek nagy csoportját írja le, amelyek a 4-hidroxi-fenil-propanoidok oxidatív kapcsolása eredményeként jöttek létre. Szerves polimerek, amelyek szerkezeti vegyületként jelen vannak edényes növényekben és egyes algákban. Az edényes növényekben a lignin fontos szerkezeti vegyület a másodlagos megvastagodás és a másodlagos sejtfal képződése során. Ez merevséget biztosít a szár kérgének és fájának, és ellenáll a bomlásnak azáltal, hogy megvédi a sejtfal poliszacharidjait a mikrobiális lebomlással szemben.
A lignin fontos szerepet játszik az edényes növényi szárak vízvezetésében. A növényi sejtfalban jelenlévő poliszacharid polimerek, például cellulóz hidrofil természetük miatt vízáteresztőek. Aromás természete miatt a lignin hidrofóbabb, és poliszacharidok közötti keresztkötések kialakításával akadályozza a víz felszívódását a sejtfalba. Ez hatékony útvonalat biztosít a növény vaszkuláris szövetei számára, hogy akadályok nélkül vezesse a vizet.
01. ábra: Lignin szerkezete
Amellett, hogy szerkezeti vegyület, a lignin fontos vegyület, amely a szén körforgását irányítja, és az elh alt növényzet lassú lebontó anyagaként működik. Ez a fő korlátozó tényező a növényi biomassza bioüzemanyaggá történő átalakításában.
Kereskedelmi szempontból a lignin eltávolítása a növényi biomasszából bonyolult és költséges folyamat. Ezért számos kutatást végeznek ezzel a témával kapcsolatban, hogy olyan növényeket hozzanak létre, amelyekben kevesebb ligninlerakódás van, és olyan ligninformát alakítsanak ki, amely érzékenyebb a könnyű kémiai emésztésre.
Mi az a cellulóz?
A cellulóz egy β-glükózból álló polimer, és a legelterjedtebb szerves molekula a Földön. A cellulóz főként növényekben található, és a növényi sejtfal 40%-a cellulózból áll. A növényi sejtfalban különböző rétegekben helyezkedik el, primer és másodlagos falakra differenciálva. A cellulóz szerkezete lineáris β glükóz láncokból áll, amelyeket β 1-4 gliozid kötés köt össze. Az egyes láncokból minden irányban kinyúló hidroxilcsoportok (-OH) jelenléte növeli a szomszédos β-glükózláncok közötti kapcsolatot. Ennek a keresztkötésnek köszönhetően nő a cellulóz szerkezetének szakítószilárdsága. Ez a nagy szakítószilárdság megakadályozza, hogy a cella szétrepedjen, amikor az ozmózison keresztül víz kerül a cellába. A cella alakját a cellulózkötegek elrendezése határozza meg.
02. ábra: A cellulóz kémiai szerkezete
Elsődleges szerkezeti vegyületként betöltött funkciója mellett a cellulóz fontos táplálékforrásként szolgál egyes állatok, baktériumok és gombák számára. A cellulózt a celluláz enzim katabolizálja glükózzá. Annak ellenére, hogy a cellulóz jó glükózforrás, az emberek nem tudják hasznosítani, mivel rendszerükben hiányzik a celluláz enzim. Az emlősök, például a tehenek, a cellulózt emésztik meg bélmikroorganizmusaikkal, amelyek képesek a cellulóz lebontására. Kereskedelmi szempontból a cellulóz fontos vegyület a papír-, textil- és gyógyszeriparban.
Mi a hasonlóság a lignin és a cellulóz között?
- A lignin és a cellulóz minden növényben megtalálható.
- Ezek a növényi sejtek sejtfalának fő alkotóelemei.
- Mindkét vegyület szerkezeti merevséget biztosít a növény számára.
- Ezek szerves vegyületek.
Mi a különbség a lignin és a cellulóz között?
Lignin vs cellulóz |
|
| A lignin egy nem szénhidráttartalmú aromás polimer, amely növényekben található. | A cellulóz a növényekben található szénhidrát (β-glükóz) polimerje. |
| Helyszín | |
| A lignin alapvetően a másodlagos sejtfalban van jelen, miután a növény másodlagos megvastagodást tapasztal. | Cellulóz van jelen az elsődleges sejtfalban. |
| Struktúra | |
| A lignin háromdimenziós. | A cellulóz egy lineáris szerkezet, lineáris β-glükózláncokkal. |
| Keresztkötés | |
| A ligninnek keresztkötései vannak a fenolos polimerek között. | A cellulóznak keresztkötései vannak a β-glükózláncok szomszédos –OH csoportjai között. |
| Kötvények | |
| A lignin észterkötéseket vagy éterkötéseket képez. | A cellulóz hidrogénkötéseket vagy β1-4 glikozidos kötéseket képez. |
| Kölcsönhatás vízzel | |
| A lignin hidrofób. | A cellulóz hidrofil. |
Összefoglaló – Lignin vs cellulóz
A cellulóz és a lignin a növényi sejtfal fontos szerkezeti alkotóelemei. A cellulóz a β-glükóz polimere, és az elsődleges sejtfalban van jelen. A lignin, egy aromás polimer, segíti a másodlagos vastagodást, és alapvetően a másodlagos sejtfalban van jelen. Ez a különbség a lignin és a cellulóz között. Különböző kémiai és fizikai tulajdonságaik miatt számos különböző funkcióban vesznek részt az edényes növények rendszerében.
