Avainero – ligniini vs selluloosa
Kasvin soluseinä koostuu primääri- ja toissijaisista seinämistä. Ensisijainen soluseinä koostuu useista kerroksista selluloosaa, glukoosipolysakkaridia. Selluloosa on yleisin orgaaninen yhdiste maan päällä. Kaikista kasviaineista 33 % koostuu selluloosasta. Se on kaupallisesti tärkeä yhdiste, jota käytetään erilaisten materiaalien, kuten paperin, lääkkeiden ja tekstiilien, valmistuksessa. Ligniini on maan toiseksi yleisin yhdiste, jota ohittaa vain selluloosa; sitä esiintyy pääasiassa puumaisissa kasveissa. avainero ligniinin ja selluloosan välillä on, että selluloosa on hiilihydraatin polymeeri, kun taas ligniini on ei-hiilihydraattinen aromaattinen polymeeri.
Mikä on ligniini?
Yleinen termi ligniini kuvaa suurta ryhmää aromaattisia polymeerejä, jotka on koottu 4-hydroksifenyylipropanoidien oksidatiivisen kytkennän tuloksena. Ne ovat orgaanisia polymeerejä, joita esiintyy rakenneyhdisteinä vaskulaarisissa kasveissa ja joissakin levissä. Suonikasveissa ligniini on tärkeä rakenteellinen yhdiste sekundaarisen paksuuntumisen ja sekundaarisen soluseinän muodostumisen aikana. Tämä antaa jäykkyyttä varren kuorelle ja puulle ja antaa lahoamiskestävyyden suojaamalla soluseinän polysakkarideja mikrobien hajoamiselta.
Ligniinillä on tärkeä rooli prosessissa, joka johtaa veden johtamiseen verisuonikasvien varret. Kasvin soluseinässä olevat polysakkaridipolymeerit, kuten selluloosa, ovat vettä läpäiseviä hydrofiilisen luonteensa vuoksi. Aromaattisen luonteensa vuoksi ligniini on hydrofobisempi ja estää veden imeytymisen soluseinään muodostamalla ristisidoksia polysakkaridien välille. Tämä tarjoaa kasvin verisuonikudokselle tehokkaan reitin johtaa vettä ilman esteitä.
Kuva 01: Ligniinin rakenne
Ligniini on rakenteellinen yhdiste, mutta se on tärkeä yhdiste, joka ohjaa hiilen kiertokulkua ja toimii hitaasti hajottavana aineena kuolleessa kasvillisuudessa. Se on merkittävä rajoittava tekijä kasvibiomassan muuntamisessa biopolttoaineiksi.
Kaupallisesti ligniinin poistaminen kasvien biomassasta on monimutkainen ja kallis prosessi. Tästä syystä tehdään monia tutkimuksia tästä näkökulmasta sellaisten kasvien luomiseksi, joissa ligniinikertymä on vähemmän, ja sellaisen ligniinimuodon kehittämiseksi, joka on herkempi vaivattomaan kemialliseen hajotukseen.
Mitä on selluloosa?
Selluloosa on β-glukoosista koostuva polymeeri, ja se on maan runsain orgaaninen molekyyli. Selluloosaa löytyy pääasiassa kasveista, ja 40 % kasvin soluseinästä on selluloosaa. Se on järjestetty eri kerroksiin kasvin soluseinässä, ja se on erilaistunut primääri- ja toissijaisiin seinämiin. Selluloosan rakenne koostuu lineaarisista β-glukoosiketjuista, jotka on liitetty yhteen β1-4-glyosidisilla sidoksilla. Jokaisesta ketjusta kaikkiin suuntiin ulkonevien hydroksyyliryhmien (-OH) läsnäolo lisää vierekkäisten β-glukoosiketjujen välistä yhteyttä. Tämän ristisidoksen ansiosta selluloosarakenteen vetolujuus kasvaa. Tämä korkea vetolujuus estää kennoa räjähtämästä, kun vettä pääsee soluun osmoosin kautta. Solun muoto määräytyy selluloosakimppujen järjestyksen mukaan.
Kuva 02: Selluloosan kemiallinen rakenne
Selluloosa toimii ensisijaisesti rakenneyhdisteenä, ja se toimii tärkeänä ravinnonlähteenä joillekin eläimille, bakteereille ja sienille. Sellulaasientsyymi hajottaa selluloosan glukoosiksi. Vaikka selluloosa on hyvä glukoosin lähde, ihmiset eivät voi hyödyntää sitä, koska heillä ei ole sellulaasientsyymiä. Nisäkkäät, kuten lehmät, sulattavat selluloosaa suoliston mikro-organismeilla, joilla on kyky katabolisoida selluloosaa. Kaupallisessa mielessä selluloosa on tärkeä yhdiste paperi-, tekstiili- ja lääketeollisuudessa.
Mitä yhtäläisyyksiä ligniinin ja selluloosan välillä on?
- Ligniiniä ja selluloosaa löytyy kaikista kasveista.
- Ne ovat kasvisolujen soluseinän pääkomponentteja.
- Molemmat yhdisteet tarjoavat laitokselle rakenteellista jäykkyyttä.
- Ne ovat orgaanisia yhdisteitä.
Mitä eroa on ligniinillä ja selluloosalla?
Ligniini vs selluloosa |
|
| Ligniini on hiilihydraattiton aromaattinen polymeeri, jota löytyy kasveista. | Selluloosa on hiilihydraattien (β-glukoosin) polymeeri, jota löytyy kasveista. |
| Sijainti | |
| Ligniiniä on periaatteessa toissijaisessa soluseinässä, kun kasvi kohtaa sekundaarisen paksuuntumisen. | Selluloosaa on primaarisessa soluseinässä. |
| Rakenne | |
| Ligniini on kolmiulotteinen. | Selluloosa on lineaarinen rakenne, jossa on lineaariset β-glukoosiketjut. |
| Poikkisidos | |
| Ligniinillä on ristisidoksia fenolipolymeerien välillä. | Selluloosalla on ristisidoksia vierekkäisten β-glukoosiketjujen –OH-ryhmien välillä. |
| Joukkovelkakirjat | |
| Ligniini muodostaa esterisidoksia tai eetterisidoksia. | Selluloosa muodostaa vetysidoksia tai β 1-4 glykosidisia sidoksia. |
| Vuorovaikutus veden kanssa | |
| Ligniini on hydrofobista. | Selluloosa on hydrofiilistä. |
Yhteenveto – ligniini vs selluloosa
Selluloosa ja ligniini ovat tärkeitä rakenneosia kasvin soluseinässä. Selluloosa on β-glukoosin polymeeri ja se on läsnä primaarisessa soluseinässä. Ligniini, aromaattinen polymeeri, edistää sekundaarista paksuuntumista ja on periaatteessa läsnä sekundäärisessä soluseinässä. Tämä on ero ligniinin ja selluloosan välillä. Erilaisten kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksiensa vuoksi ne osallistuvat moniin erilaisiin toimintoihin vaskulaaristen kasvien järjestelmässä.
