Ključna razlika – lignin naspram celuloze
Zid biljne ćelije se sastoji od primarnog i sekundarnog zida. Primarni ćelijski zid se sastoji od više slojeva celuloze, polisaharida glukoze. Celuloza je najčešće organsko jedinjenje na zemlji. 33% svih biljnih materija se sastoji od celuloze. To je komercijalno važan spoj koji se koristi u proizvodnji različitih materijala kao što su papir, farmaceutski proizvodi i tekstil. Lignin je drugo najzastupljenije jedinjenje na zemlji, nadmašuje ga samo celuloza; prisutan je uglavnom u drvenastim biljkama. Ključna razlika između lignina i celuloze je u tome što je celuloza polimer ugljikohidrata, dok je lignin aromatični polimer bez ugljikohidrata.
Šta je lignin?
Opšti pojam lignin opisuje veliku grupu aromatičnih polimera sastavljenih kao rezultat oksidativnog spajanja 4-hidroksifenilpropanoida. Oni su organski polimeri prisutni kao strukturna jedinjenja u vaskularnim biljkama i nekim algama. U vaskularnim biljkama, lignin je važno strukturno jedinjenje tokom sekundarnog zadebljanja i formiranja sekundarnog ćelijskog zida. Ovo obezbeđuje krutost kore i drveta stabljike i daje otpornost na propadanje štiteći polisaharide ćelijskog zida od mikrobne degradacije.
Lignin igra važnu ulogu u procesu provođenja vode u vaskularnim stabljikama biljaka. Polisaharidni polimeri poput celuloze prisutni u zidu biljne ćelije su propusni za vodu zbog svoje hidrofilne prirode. Zbog svoje aromatične prirode, lignin je hidrofobniji i stvara prepreku za apsorpciju vode u ćelijski zid formirajući poprečne veze između polisaharida. Ovo obezbeđuje efikasan put za vaskularno tkivo biljke da vodi vodu bez ikakvih prepreka.
Slika 01: Struktura lignina
Osim što je strukturno jedinjenje, lignin je važno jedinjenje koje pokreće ciklus ugljenika i deluje kao agens sporog razlaganja mrtve vegetacije. To je glavni ograničavajući faktor u pretvaranju biljne biomase u biogoriva.
U komercijalnom smislu, uklanjanje lignina iz biljne biomase je komplikovan i skup proces. Stoga se mnoga istraživanja provode o ovoj perspektivi kako bi se stvorile biljke sa manje taloženja lignina i razvili oblik lignina koji je podložniji hemijskoj probavi bez napora.
Šta je celuloza?
Celuloza je polimer sastavljen od β glukoze i najzastupljeniji je organski molekul na zemlji. Celuloza se uglavnom nalazi u biljkama, a 40% biljnog ćelijskog zida čini celuloza. Raspoređen je u različitim slojevima u zidu biljne ćelije, diferenciran na primarne i sekundarne zidove. Struktura celuloze se sastoji od linearnih β glukoznih lanaca povezanih β 1-4 gliozidnim vezama. Prisustvo hidroksilnih grupa (-OH) koje izlaze iz svakog lanca u svim smjerovima, povećava vezu između susjednih β lanaca glukoze. Zbog ove poprečne veze povećava se vlačna čvrstoća celulozne strukture. Ova visoka vlačna čvrstoća sprečava ćeliju da pukne kada voda uđe u ćeliju kroz osmozu. Oblik ćelije se određuje prema rasporedu snopova celuloze.
Slika 02: Hemijska struktura celuloze
Pored svoje primarne funkcije kao strukturno jedinjenje, celuloza služi kao važan izvor hrane za neke životinje, bakterije i gljive. Celuloza se katabolizira u glukozu pomoću enzima celulaze. Iako je celuloza dobar izvor glukoze, ljudi je ne mogu iskoristiti jer im nedostaje enzim celulaza u njihovim sistemima. Sisavci poput krava probavljaju celulozu svojim crijevnim mikroorganizmima koji imaju sposobnost da kataboliziraju celulozu. U komercijalnom smislu, celuloza je važan spoj u industriji papira, tekstila i farmaceutskih proizvoda.
Koje su sličnosti između lignina i celuloze?
- Lignin i celuloza se nalaze u svim biljkama.
- Oni su glavne komponente ćelijskog zida biljnih ćelija.
- Oba jedinjenja uključuju pružanje strukturne krutosti tvornici.
- Ona su organska jedinjenja.
Koja je razlika između lignina i celuloze?
Lignin vs Celulose |
|
| Lignin je aromatični polimer bez ugljikohidrata koji se nalazi u biljkama. | Celuloza je polimer ugljikohidrata (β glukoze) koji se nalazi u biljkama. |
| Lokacija | |
| Lignin je u osnovi prisutan u sekundarnom ćelijskom zidu kada biljka naiđe na sekundarno zadebljanje. | Celuloza je prisutna u primarnom ćelijskom zidu. |
| Struktura | |
| Lignin je trodimenzionalan. | Celuloza je linearna struktura sa linearnim β lancima glukoze. |
| Unakrsna veza | |
| Lignin ima poprečne veze između fenolnih polimera. | Celuloza ima poprečne veze između susjednih –OH grupa β lanaca glukoze. |
| Obveznice | |
| Lignin formira esterske ili etarske veze. | Celuloza formira vodonične veze ili β 1-4 glikozidne. |
| Interakcija s vodom | |
| Lignin je hidrofoban. | Celuloza je hidrofilna. |
Sažetak – Lignin protiv celuloze
Celuloza i lignin su važne strukturne komponente biljnog ćelijskog zida. Celuloza je polimer β glukoze i prisutna je u primarnom ćelijskom zidu. Lignin, aromatični polimer, pomaže sekundarnom zgušnjavanju i u osnovi je prisutan u sekundarnom ćelijskom zidu. Ovo je razlika između lignina i celuloze. Zbog svojih različitih hemijskih i fizičkih svojstava, uključeni su u mnoge različite funkcije unutar sistema vaskularnih biljaka.
