Ključna razlika – celuloza proti hemicelulozi
Celuloza in hemiceluloza sta dve vrsti naravnih polimerov, ki ju večinoma najdemo v celičnih stenah rastlin in sta pomembni sestavini naravnih lignoceluloznih materialov. Vendar se ti dve komponenti razlikujeta po kemični sestavi in strukturi. Ključna razlika med celulozo in hemicelulozo je v tem, da je celuloza organska polisaharidna molekula, medtem ko je hemiceluloza matrika polisaharidov.
Kaj je celuloza
Celuloza je organska polisaharidna molekula z molekulsko formulo (C6H10O5)nIma linearno verigo od nekaj sto do tisoč enot D-glukoze. Celuloza je naravna polimerna spojina, ki jo najdemo v številnih naravnih materialih; na primer, je strukturna komponenta primarne celične stene v zelenih rastlinah. Najdemo ga lahko tudi v številnih oblikah vrst alg. Celuloza je najpogostejši organski polimer na Zemlji. Številne naravne spojine so bogate s celulozo; na primer, vsebnost celuloze v lesu, bombažnih vlaknih in posušeni konoplji je 40–50 %, 90 % oziroma 57 %.
Kaj je hemiceluloza
Hemiceluloza, znana tudi kot polioza, je matriks polisaharidov, kot so arabinoksilani, ki obstajajo skupaj s celulozo v skoraj vseh stenah rastlinskih celic. Je polisaharid, ki je prisoten v biomasi večine rastlin; približno 20%-30% suhe teže rastlin. Hemiceluloza v kombinaciji s celulozo zagotavlja fizično in strukturno trdnost celične stene. Poleg glukoze so druge strukturne komponente v hemicelulozah ksiloza, galaktoza, manoza, ramnoza in arabinoza. Hemiceluloza ima krajše verige 500 in 3000 sladkornih enot z razvejano strukturo.
Kakšna je razlika med celulozo in hemicelulozo?
Struktura:
Celuloza: Celuloza je nerazvejana polimerna molekula in ima 7.000–15.000 molekul glukoze na polimer.
Hemiceluloza: Hemiceluloza vsebuje krajše verige 500–3000 sladkornih enot in je razvejan polimer.
Kemična sestava:
Parameter |
celuloza |
Hemiceluloza |
| Podenote | enote glukoze D-Pyran |
D-ksiloza manoza, L-arabinoza galaktoza glukuronska kislina |
| Vezi med podenotami | “-1, 4-glikozidne vezi |
“-1, 4-glikozidne vezi v glavne verige; “-1.2-, “-1.3-, “-1.6-glikozidne vezi v stranskih verigah |
| Polimerizacija | Nekaj sto do deset tisoč enot. Ima nerazvejano strukturo. | Manj kot 200 enot. Ima razvejano strukturo. |
| Polimer | β-glukan | Poliksiloza, Galaktoglukomanan (Gal-Glu-Man), glukomanan (Glu-Man) |
| Kompozicija | Tridimenzionalna linearna molekula, sestavljena iz kristalnega in amorfnega področja. |
Tridimenzionalno Nehomogena molekula z majhno kristalno regijo. |
Lastnosti:
Celuloza: Celuloza ima močno, kristalno strukturo in je odporna na hidrolizo. V nasprotju s hemicelulozo ima ta visoko molekulsko maso. Celuloza deluje kot podporni material v celičnih stenah rastlin.
Hemiceluloza: Hemiceluloza ima naključno, amorfno strukturo z malo trdnosti. Z lahkoto ga lahko hidroliziramo z razredčeno kislino ali bazo ter z nešteto hemiceluloznimi encimi. Hemiceluloza je biorazgradljiva in se razgradi s sinergističnim delovanjem nekaterih encimov nekaterih bakterij in gliv. V primerjavi s celulozo ima manjšo molekulsko maso.
Aplikacije:
Celuloza: Velike količine celuloze se uporabljajo predvsem za proizvodnjo kartona in papirja. Manjše količine se pretvorijo v široko paleto derivatov, kot sta celofan in rajon. Pretvorba celuloze v biogoriva, kot je celulozni etanol, je v fazi raziskav za uporabo kot alternativni vir goriva. Lesna celuloza in bombaž sta glavna vira celuloze za industrijsko uporabo.
Hemiceluloza: Uporablja se kot filmi in geli v embalaži. Ker je hemiceluloza nestrupena in biološko razgradljiva, se uporablja v užitnih folijah za oblaganje živil, da se ohrani tekstura, okus in občutek v ustih. Poleg tega se uporablja kot prehranska vlaknina.
Definicije:
Sinergijsko delovanje: Učinek, ki nastane med dvema ali več agenti, entitetami, dejavniki ali snovmi, ki povzroči učinek, večji od vsote njihovih posameznih učinkov.
