Ključna razlika – lignin naspram celuloze
Stjenka biljne stanice sastoji se od primarne i sekundarne stijenke. Primarna stanična stijenka sastoji se od više slojeva celuloze, polisaharida glukoze. Celuloza je najčešći organski spoj na zemlji. 33% svih biljnih tvari sastoji se od celuloze. To je komercijalno važan spoj koji se koristi u proizvodnji različitih materijala poput papira, lijekova i tekstila. Lignin je drugi najzastupljeniji spoj na zemlji, a nadmašuje ga samo celuloza; ima ga uglavnom u drvenastim biljkama. Ključna razlika između lignina i celuloze je ta što je celuloza polimer ugljikohidrata, dok je lignin aromatski polimer bez ugljikohidrata.
Što je lignin?
Opći pojam lignin opisuje veliku skupinu aromatskih polimera okupljenih kao rezultat oksidativnog spajanja 4-hidroksifenilpropanoida. Oni su organski polimeri prisutni kao strukturni spojevi u vaskularnim biljkama i nekim algama. U vaskularnim biljkama lignin je važan strukturni spoj tijekom sekundarnog zadebljanja i stvaranja sekundarne stanične stijenke. Ovo daje krutost kore i drva stabljike i daje otpornost na truljenje štiteći polisaharide stanične stijenke od mikrobne degradacije.
Lignin igra važnu ulogu u procesu provođenja vode u stabljikama vaskularnih biljaka. Polimeri polisaharida poput celuloze prisutni u staničnoj stijenci biljke propusni su za vodu zbog svoje hidrofilne prirode. Zbog svoje aromatske prirode, lignin je hidrofobniji i stvara prepreku za apsorpciju vode u staničnu stijenku stvaranjem križnih veza između polisaharida. Ovo osigurava učinkovit put za vaskularno tkivo biljke da provodi vodu bez ikakvih prepreka.
Slika 01: Struktura lignina
Osim što je strukturni spoj, lignin je važan spoj koji pokreće ciklus ugljika i djeluje kao agens spore razgradnje mrtve vegetacije. To je glavni ograničavajući faktor u pretvorbi biljne biomase u biogoriva.
U komercijalnom smislu, uklanjanje lignina iz biljne biomase je kompliciran i skup proces. Stoga se provode mnoga istraživanja o ovom izgledu kako bi se stvorile biljke s manje taloženja lignina i razvio oblik lignina koji je podložniji kemijskoj probavi bez napora.
Što je celuloza?
Celuloza je polimer sastavljen od β glukoze i najzastupljenija je organska molekula na zemlji. Celuloza se uglavnom nalazi u biljkama, a 40% stanične stijenke biljke sastoji se od celuloze. U staničnoj stijenci biljke raspoređen je u različite slojeve, diferenciran na primarnu i sekundarnu stijenku. Struktura celuloze sastoji se od linearnih lanaca β glukoze međusobno povezanih β 1-4 gliozidnim vezama. Prisutnost hidroksilnih skupina (-OH) koje strše iz svakog lanca u svim smjerovima, povećavaju vezu između susjednih lanaca β glukoze. Zbog tog poprečnog povezivanja povećava se vlačna čvrstoća celulozne strukture. Ova visoka vlačna čvrstoća sprječava pucanje stanice kada voda uđe u stanicu putem osmoze. Oblik stanice određen je prema rasporedu celuloznih snopova.
Slika 02: Kemijska struktura celuloze
Osim svoje primarne funkcije strukturnog spoja, celuloza služi kao važan izvor hrane za neke životinje, bakterije i gljive. Celuloza se katabolizira u glukozu pomoću enzima celulaze. Iako je celuloza dobar izvor glukoze, ljudi je ne mogu iskoristiti jer im nedostaje enzim celulaza u njihovim sustavima. Sisavci poput krava probavljaju celulozu pomoću svojih crijevnih mikroorganizama koji imaju sposobnost katabolizirati celulozu. S komercijalnog aspekta, celuloza je važan spoj u industriji papira, tekstila i farmaceutskih proizvoda.
Koje su sličnosti između lignina i celuloze?
- Lignin i celuloza nalaze se u svim biljkama.
- Oni su glavne komponente stanične stijenke biljnih stanica.
- Oba spoja uključena su u pružanje strukturne krutosti biljke.
- Oni su organski spojevi.
Koja je razlika između lignina i celuloze?
Lignin protiv celuloze |
|
| Lignin je aromatski polimer bez ugljikohidrata koji se nalazi u biljkama. | Celuloza je polimer ugljikohidrata (β glukoze) koji se nalazi u biljkama. |
| Lokacija | |
| Lignin je prisutan u osnovi u sekundarnoj staničnoj stijenci nakon što biljka naiđe na sekundarno zadebljanje. | Celuloza je prisutna u primarnoj staničnoj stijenci. |
| Struktura | |
| Lignin je trodimenzionalan. | Celuloza je linearna struktura s linearnim lancima β glukoze. |
| Unakrsno povezivanje | |
| Lignin ima poprečne veze između fenolnih polimera. | Celuloza ima križne veze između susjednih –OH skupina lanaca β glukoze. |
| Obveznice | |
| Lignin tvori esterske veze ili eterske veze. | Celuloza stvara vodikove veze ili β 1-4 glikozidne. |
| Interakcija s vodom | |
| Lignin je hidrofoban. | Celuloza je hidrofilna. |
Sažetak – Lignin protiv celuloze
Celuloza i lignin važne su strukturne komponente stanične stijenke biljaka. Celuloza je polimer β glukoze i prisutna je u primarnoj staničnoj stijenci. Lignin, aromatski polimer, pomaže sekundarno zadebljanje i uglavnom je prisutan u sekundarnoj staničnoj stijenci. Ovo je razlika između lignina i celuloze. Zbog svojih različitih kemijskih i fizičkih svojstava uključeni su u mnoge različite funkcije unutar sustava vaskularnih biljaka.
