Pagrindinis skirtumas – ligninas ir celiuliozė
Augalo ląstelės sienelę sudaro pirminės ir antrinės sienelės. Pirminę ląstelės sienelę sudaro keli celiuliozės, gliukozės polisacharido, sluoksniai. Celiuliozė yra labiausiai paplitęs organinis junginys žemėje. 33% visų augalinių medžiagų sudaro celiuliozė. Tai komerciškai svarbus junginys, naudojamas gaminant įvairias medžiagas, tokias kaip popierius, vaistai ir tekstilė. Ligninas yra antras pagal gausumą junginys žemėje, jį lenkia tik celiuliozė; jo daugiausia yra sumedėjusiuose augaluose. Pagrindinis skirtumas tarp lignino ir celiuliozės yra tas, kad celiuliozė yra angliavandenių polimeras, o ligninas yra ne angliavandenių aromatinis polimeras.
Kas yra ligninas?
Bendras terminas ligninas apibūdina didelę grupę aromatinių polimerų, susidarančių dėl oksidacinio 4-hidroksifenilpropanoidų sujungimo. Tai organiniai polimerai, esantys kaip struktūriniai junginiai kraujagyslių augaluose ir kai kuriuose dumbliuose. Kraujagysliniuose augaluose ligninas yra svarbus struktūrinis junginys antrinio storėjimo ir antrinės ląstelės sienelės formavimosi metu. Tai suteikia stiebo žievės ir medienos standumo bei atsparumo skilimui, nes apsaugo ląstelės sienelės polisacharidus nuo mikrobų skaidymo.
Ligninas atlieka svarbų vaidmenį vandens laidumo procese kraujagyslių augalų stiebuose. Polisacharidiniai polimerai, tokie kaip celiuliozė, esantys augalo ląstelės sienelėje, yra pralaidūs vandeniui dėl savo hidrofilinio pobūdžio. Dėl savo aromatinio pobūdžio ligninas yra labiau hidrofobiškas ir sudaro kliūtis vandeniui įsisavinti į ląstelės sienelę, sudarydamas kryžminius ryšius tarp polisacharidų. Tai suteikia veiksmingą kelią augalo kraujagysliniam audiniui be kliūčių praleisti vandenį.
01 pav.: Lignino struktūra
Ligninas yra ne tik struktūrinis junginys, bet ir svarbus junginys, skatinantis anglies ciklą ir veikiantis kaip lėtas negyvos augmenijos skaidymas. Tai yra pagrindinis augalų biomasės pavertimo biokuru ribojantis veiksnys.
Komerciniu požiūriu lignino pašalinimas iš augalų biomasės yra sudėtingas ir brangus procesas. Todėl šiuo klausimu atliekama daug tyrimų, siekiant sukurti augalus, kuriuose nusėda mažiau lignino, ir sukurti lignino formą, kuri būtų jautresnė be pastangų cheminiam virškinimui.
Kas yra celiuliozė?
Celiuliozė yra polimeras, sudarytas iš β gliukozės ir yra gausiausia organinė molekulė žemėje. Celiuliozė daugiausia randama augaluose, o 40% augalų ląstelės sienelės sudaro celiuliozė. Augalų ląstelės sienelėje jis yra išdėstytas skirtingais sluoksniais, suskirstytas į pirminę ir antrinę sieneles. Celiuliozės struktūrą sudaro linijinės β gliukozės grandinės, sujungtos β 1-4 gliozidinėmis jungtimis. Hidroksilo grupių (-OH), išsikišančių iš kiekvienos grandinės visomis kryptimis, buvimas padidina ryšį tarp gretimų β gliukozės grandinių. Dėl šio kryžminio sujungimo padidėja celiuliozės struktūros atsparumas tempimui. Šis didelis atsparumas tempimui neleidžia ląstelei plyšti, kai vanduo patenka į ląstelę osmoso būdu. Ląstelės forma nustatoma pagal celiuliozės ryšulių išsidėstymą.
02 pav.: Cheminė celiuliozės struktūra
Be pagrindinės struktūrinio junginio funkcijos, celiuliozė yra svarbus kai kurių gyvūnų, bakterijų ir grybelių maisto š altinis. Celiuliozė katabolizuojama į gliukozę, veikiant fermentui celiulazei. Nors celiuliozė yra geras gliukozės š altinis, žmonės negali jos panaudoti, nes jų sistemose trūksta fermento celiuliozės. Žinduoliai, pavyzdžiui, karvės, virškina celiuliozę savo žarnyno mikroorganizmais, kurie gali katabolizuoti celiuliozę. Komerciniu požiūriu celiuliozė yra svarbus junginys popieriaus, tekstilės ir farmacijos pramonėje.
Kokie yra lignino ir celiuliozės panašumai?
- Lignino ir celiuliozės yra visuose augaluose.
- Jie yra pagrindiniai augalų ląstelių sienelės komponentai.
- Abu junginiai užtikrina augalo struktūrinį tvirtumą.
- Jie yra organiniai junginiai.
Koks skirtumas tarp lignino ir celiuliozės?
Ligninas prieš celiuliozę |
|
| Ligninas yra ne angliavandenių aromatinis polimeras, randamas augaluose. | Celiuliozė yra angliavandenių (β gliukozės) polimeras, randamas augaluose. |
| Vieta | |
| Lignino iš esmės yra antrinėje ląstelės sienelėje, kai augalas susiduria su antriniu sustorėjimu. | Celiuliozės yra pirminėje ląstelės sienelėje. |
| Struktūra | |
| Ligninas yra trimatis. | Celiuliozė yra linijinė struktūra su linijinėmis β gliukozės grandinėmis. |
| Kryžminė jungtis | |
| Ligninas turi kryžminių ryšių tarp fenolio polimerų. | Celiuliozė turi kryžminių jungčių tarp gretimų β gliukozės grandinių –OH grupių. |
| obligacijos | |
| Ligninas sudaro esterinius arba eterinius ryšius. | Celiuliozė sudaro vandenilinius ryšius arba β 1-4 glikozidinius ryšius. |
| Sąveika su vandeniu | |
| Ligninas yra hidrofobinis. | Celiuliozė yra hidrofilinė. |
Santrauka – ligninas prieš celiuliozę
Celiuliozė ir ligninas yra svarbūs augalo ląstelės sienelės struktūriniai komponentai. Celiuliozė yra β gliukozės polimeras ir yra pirminėje ląstelės sienelėje. Ligninas, aromatinis polimeras, padeda antriniam sutirštėjimui ir iš esmės yra antrinėje ląstelės sienelėje. Tai yra skirtumas tarp lignino ir celiuliozės. Dėl skirtingų cheminių ir fizinių savybių jie atlieka daugybę skirtingų funkcijų kraujagyslių augalų sistemoje.
