Diferența cheie – Lignină vs celuloză
Peretele celular al plantei este compus din pereți primari și secundari. Peretele celular primar este compus din mai multe straturi de celuloză, o polizaharidă de glucoză. Celuloza este cel mai comun compus organic de pe pământ. 33% din toată materia vegetală este compusă din celuloză. Este un compus important din punct de vedere comercial utilizat în producția de diferite materiale, cum ar fi hârtie, produse farmaceutice și textile. Lignina este al doilea cel mai abundent compus de pe pământ, depășit doar de celuloză; este prezent mai ales la plantele lemnoase. Diferența cheie dintre lignină și celuloză este că celuloza este un polimer al carbohidraților, în timp ce lignina este un polimer aromatic non-carbohidrat.
Ce este lignina?
Termenul general lignină descrie un grup mare de polimeri aromatici asamblați ca rezultat al cuplării oxidative a 4-hidroxifenilpropanoizilor. Sunt polimeri organici prezenți ca compuși structurali în plantele vasculare și în unele alge. La plantele vasculare, lignina este un compus structural important în timpul îngroșării secundare și formării peretelui celular secundar. Acest lucru oferă rigiditate scoarței și lemnului tulpinii și conferă rezistență la degradare prin protejarea polizaharidelor peretelui celular de degradarea microbiană.
Lignina joacă un rol important în procesul de conducere a apei în tulpinile plantelor vasculare. Polimerii polizaharidici precum celuloza prezenți în peretele celular al plantei sunt permeabili la apă datorită naturii lor hidrofile. Datorită naturii sale aromatice, lignina este mai hidrofobă și creează un obstacol pentru absorbția apei în peretele celular prin formarea de legături încrucișate între polizaharide. Aceasta oferă o cale eficientă pentru țesutul vascular al plantei pentru a conduce apa fără obstacole.
Figura 01: Structura ligninei
Pe lângă faptul că este un compus structural, lignina este un compus important care conduce ciclul carbonului și acționează ca un agent de descompunere lentă a vegetației moarte. Este un factor limitator major în transformarea biomasei vegetale în biocombustibili.
Din un aspect comercial, îndepărtarea ligninei din biomasa vegetală este un proces complicat și costisitor. Prin urmare, multe studii de cercetare sunt efectuate pe această perspectivă pentru a crea plante cu mai puține depuneri de lignină și pentru a dezvolta o formă de lignină care este mai susceptibilă la digestie chimică fără efort.
Ce este celuloza?
Celuloza este un polimer compus din β glucoză și este cea mai abundentă moleculă organică de pe pământ. Celuloza se găsește în principal în plante, iar 40% din peretele celular al plantei este alcătuit din celuloză. Este dispusă în diferite straturi în peretele celular al plantei, diferențiate în pereți primari și secundari. Structura celulozei este compusă din lanțuri liniare de glucoză β legate între ele prin legături gliozidice β 1-4. Prezența grupărilor hidroxil (-OH) care ies din fiecare lanț în toate direcțiile, crește legătura dintre lanțurile de glucoză β adiacente. Datorită acestei legături încrucișate, rezistența la tracțiune a structurii celulozei crește. Această rezistență ridicată la tracțiune previne spargerea celulei atunci când apa intră în celulă prin osmoză. Forma celulei este determinată în funcție de aranjamentul fasciculelor de celuloză.
Figura 02: Structura chimică a celulozei
Pe lângă funcția sa primară ca compus structural, celuloza servește ca o sursă importantă de hrană pentru unele animale, bacterii și ciuperci. Celuloza este catabolizata in glucoza de catre enzima celulaza. Chiar dacă celuloza este o sursă bună de glucoză, oamenii nu o pot utiliza, deoarece le lipsește enzima celulază din sistemele lor. Mamiferele precum vacile digeră celuloza de către microorganismele lor intestinale, care au capacitatea de a cataboliza celuloza. Din punct de vedere comercial, celuloza este un compus important în industria hârtiei, textilelor și a produselor farmaceutice.
Care sunt asemănările dintre lignină și celuloză?
- Lignina și celuloza se găsesc în toate plantele.
- Sunt principalele componente ale peretelui celular al celulelor vegetale.
- Ambele compuși implică asigurarea rigidității structurale plantei.
- Sunt compuși organici.
Care este diferența dintre lignină și celuloză?
Lignină vs celuloză |
|
| Lignina este un polimer aromatic fără carbohidrați care se găsește în plante. | Celuloza este un polimer al carbohidraților (β glucoză) găsit în plante. |
| Locație | |
| Lignina este prezentă practic în peretele celular secundar odată ce planta întâlnește o îngroșare secundară. | Celuloza este prezentă în peretele celular primar. |
| Structură | |
| Lignina este tridimensională. | Celuloza este o structură liniară cu lanțuri liniare de glucoză β. |
| Legătura încrucișată | |
| Lignina are legături încrucișate între polimerii fenolici. | Celuloza are legături încrucișate între grupările –OH adiacente ale lanțurilor β de glucoză. |
| Obligațiuni | |
| Lignina formează legături esterice sau legături eterice. | Celuloza formează legături de hidrogen sau β 1-4 glicozidice. |
| Interacțiune cu apa | |
| Lignina este hidrofobă. | Celuloza este hidrofilă. |
Rezumat – Lignină vs celuloză
Celuloza și lignina sunt componente structurale importante ale peretelui celular al plantei. Celuloza este un polimer al β-glucozei și este prezentă în peretele celular primar. Lignina, un polimer aromatic, ajută la îngroșarea secundară și este prezentă practic în peretele celular secundar. Aceasta este diferența dintre lignină și celuloză. Datorită proprietăților lor chimice și fizice diferite, ele sunt implicate în multe funcții diferite în interiorul sistemului plantelor vasculare.
