Galvenā atšķirība - lignīns pret celulozi
Augu šūnu siena sastāv no primārajām un sekundārajām sieniņām. Primārā šūnu siena sastāv no vairākiem celulozes slāņiem, glikozes polisaharīda. Celuloze ir visizplatītākais organiskais savienojums uz zemes. 33% no visām augu sastāvdaļām veido celuloze. Tas ir komerciāli svarīgs savienojums, ko izmanto dažādu materiālu, piemēram, papīra, farmaceitisko līdzekļu un tekstilizstrādājumu, ražošanā. Lignīns ir otrs visizplatītākais savienojums uz zemes, ko pārspēj tikai celuloze; tas sastopams galvenokārt koksnes augos. Galvenā atšķirība starp lignīnu un celulozi ir tā, ka celuloze ir ogļhidrātu polimērs, savukārt lignīns ir aromātisks polimērs, kas nesatur ogļhidrātus.
Kas ir lignīns?
Vispārējais termins lignīns apzīmē lielu aromātisko polimēru grupu, kas ir samontēta 4-hidroksifenilpropanoīdu oksidatīvās savienošanas rezultātā. Tie ir organiski polimēri, kas atrodas kā strukturāli savienojumi vaskulārajos augos un dažās aļģēs. Asinsvadu augos lignīns ir svarīgs strukturāls savienojums sekundārās sabiezēšanas un sekundārās šūnu sienas veidošanās laikā. Tas nodrošina stublāja mizas un koksnes stingrību un nodrošina izturību pret pūšanu, aizsargājot šūnu sienas polisaharīdus no mikrobu noārdīšanās.
Lignīnam ir svarīga loma ūdens vadīšanas procesā vaskulāro augu stumbros. Polisaharīdu polimēri, piemēram, celuloze, kas atrodas augu šūnu sieniņā, ir ūdens caurlaidīgi to hidrofilās dabas dēļ. Aromātiskā rakstura dēļ lignīns ir vairāk hidrofobs un rada šķēršļus ūdens uzsūkšanai šūnu sieniņā, veidojot šķērssaites starp polisaharīdiem. Tas nodrošina efektīvu ceļu, lai auga asinsvadu audi bez šķēršļiem vadītu ūdeni.
Attēls 01: Lignīna struktūra
Lignīns ir ne tikai strukturāls savienojums, bet arī svarīgs savienojums, kas virza oglekļa ciklu un darbojas kā atmirušās veģetācijas lēnas sadalīšanās līdzeklis. Tas ir galvenais ierobežojošs faktors augu biomasas pārvēršanā biodegvielā.
Komerciālā aspektā lignīna atdalīšana no augu biomasas ir sarežģīts un dārgs process. Tādēļ šajā jomā tiek veikti daudzi pētījumi, lai radītu augus ar mazāku lignīna nogulsnēšanos un izstrādātu lignīna formu, kas ir vairāk pakļauta bez piepūles ķīmiskai pārstrādei.
Kas ir celuloze?
Celuloze ir polimērs, kas sastāv no β glikozes, un tā ir visizplatītākā organiskā molekula uz zemes. Celuloze galvenokārt atrodama augos, un 40% augu šūnu sienas veido celuloze. Tas ir sakārtots dažādos slāņos augu šūnu sieniņā, diferencējot primāro un sekundāro sienu. Celulozes struktūru veido lineāras β glikozes ķēdes, kas savienotas kopā ar β 1-4 gliozīdu saitēm. Hidroksilgrupu (-OH) klātbūtne, kas izvirzīta no katras ķēdes visos virzienos, palielina saikni starp blakus esošajām β glikozes ķēdēm. Pateicoties šai šķērssaitei, palielinās celulozes struktūras stiepes izturība. Šī augstā stiepes izturība neļauj šūnai pārsprāgt, kad ūdens caur osmozi iekļūst šūnā. Šūnas formu nosaka pēc celulozes saišķu izvietojuma.
Attēls 02: Celulozes ķīmiskā struktūra
Papildus savai primārajai funkcijai kā strukturālam savienojumam, celuloze kalpo kā svarīgs pārtikas avots dažiem dzīvniekiem, baktērijām un sēnītēm. Celuloze tiek katabolizēta glikozē, izmantojot enzīmu celulāzi. Lai gan celuloze ir labs glikozes avots, cilvēki to nevar izmantot, jo viņu sistēmās trūkst enzīma celulāzes. Zīdītāji, piemēram, govis, sagremo celulozi ar zarnu mikroorganismiem, kas spēj katabolizēt celulozi. Komerciālā aspektā celuloze ir svarīgs savienojums papīra, tekstila un farmācijas rūpniecībā.
Kādas ir līdzības starp lignīnu un celulozi?
- Lignīns un celuloze ir atrodami visos augos.
- Tās ir augu šūnu šūnu sienas galvenās sastāvdaļas.
- Abi savienojumi nodrošina iekārtas strukturālo stingrību.
- Tie ir organiski savienojumi.
Kāda ir atšķirība starp lignīnu un celulozi?
Lignīns pret celulozi |
|
| Lignīns ir ogļhidrātu nesaturošs aromātisks polimērs, kas atrodams augos. | Celuloze ir ogļhidrātu (β glikozes) polimērs, kas atrodams augos. |
| Atrašanās vieta | |
| Lignīns galvenokārt atrodas sekundārajā šūnu sieniņā, tiklīdz augs saskaras ar sekundāru sabiezējumu. | Primārajā šūnu sieniņā ir celuloze. |
| Struktūra | |
| Lignīns ir trīsdimensiju. | Celuloze ir lineāra struktūra ar lineārām β glikozes ķēdēm. |
| Šķērssavienojums | |
| Lignīnam ir krusteniskās saites starp fenola polimēriem. | Cellulozei ir šķērssaites starp blakus esošajām β glikozes ķēžu –OH grupām. |
| Obligācijas | |
| Lignīns veido estersaites vai ētera saites. | Celuloze veido ūdeņraža saites vai β 1-4 glikozīdu. |
| Mijiedarbība ar ūdeni | |
| Lignīns ir hidrofobs. | Celuloze ir hidrofila. |
Kopsavilkums - lignīns pret celulozi
Celuloze un lignīns ir svarīgas augu šūnu sienas struktūras sastāvdaļas. Celuloze ir β glikozes polimērs un atrodas primārajā šūnu sieniņā. Lignīns, aromātisks polimērs, palīdz sekundārajai sabiezēšanai un galvenokārt atrodas sekundārajā šūnu sieniņā. Šī ir atšķirība starp lignīnu un celulozi. Atšķirīgo ķīmisko un fizikālo īpašību dēļ tie ir iesaistīti daudzās dažādās funkcijās vaskulāro augu sistēmā.
