Klíčový rozdíl - lignin vs. celulóza
Stěna rostlinné buňky se skládá z primárních a sekundárních stěn. Primární buněčná stěna se skládá z několika vrstev celulózy, polysacharidu glukózy. Celulóza je nejběžnější organická sloučenina na Zemi. 33% veškeré rostlinné hmoty tvoří celulóza. Jedná se o komerčně důležitou sloučeninu používanou při výrobě různých materiálů, jako je papír, farmaceutika a textil. Lignin je druhá nejhojnější sloučenina na Zemi, překonaná pouze celulózou; je přítomen hlavně v dřevinách. Klíčovým rozdílem mezi ligninem a celulózou je to, že celulóza je polymer sacharidů, zatímco lignin je aromatický polymer bez sacharidů.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je lignin
3. Co je to celulóza
4. Podobnosti mezi ligninem a celulózou
5. Porovnání vedle sebe - lignin vs. celulóza ve formě tabulky
6. Shrnutí
Co je Lignin?
Obecný termín lignin popisuje velkou skupinu aromatických polymerů sestavených jako výsledek oxidační vazby 4-hydroxyfenylpropanoidů. Jsou to organické polymery přítomné jako strukturní sloučeniny v cévnatých rostlinách a některých řasách. V cévnatých rostlinách je lignin důležitou strukturní sloučeninou během sekundárního zahušťování a tvorby sekundární buněčné stěny. To poskytuje tuhost kůře a dřevu stonku a dodává odolnost proti rozpadu ochranou polysacharidů buněčné stěny před mikrobiální degradací.
Lignin hraje důležitou roli v procesu vedení vody ve stoncích cévnatých rostlin. Polysacharidové polymery, jako je celulóza, přítomné v buněčné stěně rostlin, jsou díky své hydrofilní povaze propustné pro vodu. Vzhledem ke své aromatické povaze je lignin hydrofobnější a vytváří překážku absorpce vody do buněčné stěny vytvářením příčných vazeb mezi polysacharidy. To poskytuje účinnou cestu pro vaskulární tkáň rostliny k vedení vody bez jakýchkoli překážek.
Obrázek 01: Ligninová struktura
Kromě toho, že je strukturní sloučeninou, je lignin důležitou sloučeninou, která řídí uhlíkový cyklus a působí jako pomalý rozkladný prostředek mrtvé vegetace. Je to hlavní omezující faktor při přeměně rostlinné biomasy na biopaliva.
Z komerčního hlediska je odstranění ligninu z rostlinné biomasy komplikovaným a nákladným procesem. Z tohoto důvodu je proto prováděno mnoho výzkumných studií s cílem vytvořit rostliny s menším množstvím ligninu a vyvinout formu ligninu, který je náchylnější k snadné chemické digesci.
Co je to celulóza?
Celulóza je polymer složený z β glukózy a je nejhojnější organickou molekulou na Zemi. Celulóza se vyskytuje hlavně v rostlinách a 40% buněčné stěny rostlin je tvořeno celulózou. Je uspořádán v různých vrstvách buněčné stěny rostlin, diferencovaný na primární a sekundární stěny. Struktura celulózy se skládá z lineárních β glukózových řetězců spojených dohromady β 1-4 glyosidovými vazbami. Přítomnost hydroxylových skupin (-OH) vyčnívajících z každého řetězce ve všech směrech zvyšuje vazbu mezi sousedními β glukózovými řetězci. Díky tomuto zesíťování se zvyšuje pevnost v tahu celulózové struktury. Tato vysoká pevnost v tahu zabraňuje prasknutí článku, když voda do buňky vstupuje osmózou. Tvar buňky se určuje podle uspořádání svazků celulózy.
Obrázek 02: Chemická struktura celulózy
Kromě své primární funkce jako strukturní sloučeniny slouží celulóza jako důležitý zdroj potravy pro některá zvířata, bakterie a houby. Celulóza je katabolizována na glukózu pomocí enzymu celulázy. I když je celulóza dobrým zdrojem glukózy, lidé ji nemohou využít, protože ve svých systémech chybí enzym celuláza. Savci jako krávy tráví celulózu svými střevními mikroorganismy, které mají schopnost katabolizovat celulózu. Z komerčního hlediska je celulóza důležitou sloučeninou v papírenském, textilním a farmaceutickém průmyslu.
Jaké jsou podobnosti mezi ligninem a celulózou?
- Lignin a celulóza se nacházejí ve všech rostlinách.
- Jsou hlavními složkami buněčné stěny rostlinných buněk.
- Obě sloučeniny zahrnují zajištění strukturální tuhosti rostliny.
- Jsou to organické sloučeniny.
Jaký je rozdíl mezi ligninem a celulózou?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Lignin vs. celulóza |
|
| Lignin je aromatický polymer bez obsahu uhlohydrátů, který se nachází v rostlinách. | Celulóza je polymer sacharidů (β glukóza) nacházející se v rostlinách. |
| Umístění | |
| Lignin je v podstatě přítomen ve stěně sekundární buňky, jakmile rostlina narazí na sekundární zesílení. | Celulóza je přítomna v primární buněčné stěně. |
| Struktura | |
| Lignin je trojrozměrný. | Celulóza je lineární struktura s lineárními β glukózovými řetězci. |
| Křížová vazba | |
| Lignin má příčné vazby mezi fenolovými polymery. | Celulóza má příčné vazby mezi sousedními –OH skupinami β glukózových řetězců. |
| Vazby | |
| Lignin tvoří esterové nebo etherové vazby. | Celulóza tvoří vodíkové vazby nebo β 1-4 glykosidové. |
| Interakce s vodou | |
| Lignin je hydrofobní. | Celulóza je hydrofilní. |
Shrnutí - Lignin vs. celulóza
Celulóza a lignin jsou důležitými strukturálními složkami buněčné stěny rostlin. Celulóza je polymer β glukózy a je přítomna v primární buněčné stěně. Lignin, aromatický polymer, napomáhá sekundárnímu zahušťování a je v zásadě přítomen v sekundární buněčné stěně. To je rozdíl mezi ligninem a celulózou. Díky svým různým chemickým a fyzikálním vlastnostem se účastní mnoha různých funkcí uvnitř systému cévnatých rostlin.
