Βασική διαφορά – Λιγνίνη εναντίον κυτταρίνης
Το τοίχωμα των φυτικών κυττάρων αποτελείται από πρωτεύοντα και δευτερεύοντα τοιχώματα. Το πρωτεύον κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται από πολλαπλά στρώματα κυτταρίνης, ενός πολυσακχαρίτη γλυκόζης. Η κυτταρίνη είναι η πιο κοινή οργανική ένωση στη γη. Το 33% της φυτικής ύλης αποτελείται από κυτταρίνη. Είναι μια εμπορικά σημαντική ένωση που χρησιμοποιείται στην παραγωγή διαφορετικών υλικών όπως χαρτί, φαρμακευτικά προϊόντα και υφάσματα. Η λιγνίνη είναι η δεύτερη πιο άφθονη ένωση στη γη, την οποία ξεπερνά μόνο η κυτταρίνη. υπάρχει κυρίως σε ξυλώδη φυτά. Η βασική διαφορά μεταξύ της λιγνίνης και της κυτταρίνης είναι ότι η κυτταρίνη είναι ένα πολυμερές υδατανθράκων ενώ η λιγνίνη είναι ένα αρωματικό πολυμερές χωρίς υδατάνθρακες.
Τι είναι η Λιγνίνη;
Ο γενικός όρος λιγνίνη περιγράφει μια μεγάλη ομάδα αρωματικών πολυμερών που συναρμολογούνται ως αποτέλεσμα της οξειδωτικής σύζευξης των 4-υδροξυφαινυλοπροπανοειδών. Είναι οργανικά πολυμερή που υπάρχουν ως δομικές ενώσεις σε αγγειακά φυτά και σε ορισμένα φύκια. Στα αγγειακά φυτά, η λιγνίνη είναι μια σημαντική δομική ένωση κατά τη δευτερογενή πάχυνση και σχηματισμό του δευτερογενούς κυτταρικού τοιχώματος. Αυτό παρέχει ακαμψία στο φλοιό και το ξύλο του στελέχους και προσδίδει αντοχή στην αποσύνθεση προστατεύοντας τους πολυσακχαρίτες του κυτταρικού τοιχώματος από μικροβιακή αποικοδόμηση.
Η λιγνίνη παίζει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία αγωγής του νερού στα αγγειακά στελέχη φυτών. Πολυμερή πολυσακχαριτών όπως η κυτταρίνη που υπάρχουν στο φυτικό κυτταρικό τοίχωμα είναι διαπερατά από το νερό λόγω της υδρόφιλης φύσης τους. Λόγω της αρωματικής της φύσης, η λιγνίνη είναι πιο υδρόφοβη και δημιουργεί εμπόδιο για την απορρόφηση του νερού στο κυτταρικό τοίχωμα, σχηματίζοντας διασταυρούμενους δεσμούς μεταξύ πολυσακχαριτών. Αυτό παρέχει μια αποτελεσματική οδό για τον αγγειακό ιστό του φυτού ώστε να οδηγεί το νερό χωρίς κανένα εμπόδιο.
Εικόνα 01: Δομή Λιγνίνης
Εκτός από δομική ένωση, η λιγνίνη είναι μια σημαντική ένωση που οδηγεί τον κύκλο του άνθρακα και δρα ως παράγοντας βραδείας αποσύνθεσης της νεκρής βλάστησης. Είναι ένας σημαντικός περιοριστικός παράγοντας στη μετατροπή της φυτικής βιομάζας σε βιοκαύσιμα.
Σε εμπορική άποψη, η απομάκρυνση της λιγνίνης από τη φυτική βιομάζα είναι μια περίπλοκη και δαπανηρή διαδικασία. Ως εκ τούτου, διεξάγονται πολλές ερευνητικές μελέτες σχετικά με αυτήν την προοπτική προκειμένου να δημιουργηθούν φυτά με λιγότερη εναπόθεση λιγνίνης και να αναπτυχθεί μια μορφή λιγνίνης που είναι πιο ευαίσθητη στην εύκολη χημική πέψη.
Τι είναι η κυτταρίνη;
Η κυτταρίνη είναι ένα πολυμερές που αποτελείται από β γλυκόζη και είναι το πιο άφθονο οργανικό μόριο στη γη. Η κυτταρίνη βρίσκεται κυρίως στα φυτά και το 40% του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος αποτελείται από κυτταρίνη. Διατάσσεται σε διαφορετικά στρώματα στο φυτικό κυτταρικό τοίχωμα, διαφοροποιημένα σε πρωτεύοντα και δευτερεύοντα τοιχώματα. Η δομή της κυτταρίνης αποτελείται από γραμμικές β αλυσίδες γλυκόζης που συνδέονται μεταξύ τους με β 1-4 γλυκοζιτικούς δεσμούς. Η παρουσία υδροξυλομάδων (-ΟΗ) που προεξέχουν από κάθε αλυσίδα προς όλες τις κατευθύνσεις, αυξάνουν τη σύνδεση μεταξύ γειτονικών αλυσίδων β γλυκόζης. Λόγω αυτής της διασύνδεσης, η αντοχή εφελκυσμού της δομής της κυτταρίνης αυξάνεται. Αυτή η υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό εμποδίζει την έκρηξη του κυττάρου όταν το νερό εισέρχεται στο κελί μέσω όσμωσης. Το σχήμα του κυττάρου καθορίζεται σύμφωνα με τη διάταξη των δεσμίδων κυτταρίνης.
Εικόνα 02: Χημική δομή της κυτταρίνης
Εκτός από την κύρια λειτουργία της ως δομική ένωση, η κυτταρίνη χρησιμεύει ως σημαντική πηγή τροφής για ορισμένα ζώα, βακτήρια και μύκητες. Η κυτταρίνη καταβολίζεται σε γλυκόζη από το ένζυμο κυτταρινάση. Παρόλο που η κυτταρίνη είναι μια καλή πηγή γλυκόζης, οι άνθρωποι δεν μπορούν να τη χρησιμοποιήσουν καθώς δεν διαθέτουν το ένζυμο κυτταρινάση στα συστήματά τους. Τα θηλαστικά όπως οι αγελάδες αφομοιώνουν την κυτταρίνη από τους μικροοργανισμούς του εντέρου τους που έχουν την ικανότητα να καταβολίζουν την κυτταρίνη. Από εμπορική άποψη, η κυτταρίνη είναι μια σημαντική ένωση στις βιομηχανίες χαρτιού, κλωστοϋφαντουργίας και φαρμακευτικών προϊόντων.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ λιγνίνης και κυτταρίνης;
- Η λιγνίνη και η κυτταρίνη βρίσκονται σε όλα τα φυτά.
- Είναι τα κύρια συστατικά του κυτταρικού τοιχώματος των φυτικών κυττάρων.
- Και οι δύο ενώσεις εμπλέκονται στην παροχή δομικής ακαμψίας στο φυτό.
- Είναι οργανικές ενώσεις.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ λιγνίνης και κυτταρίνης;
Lignin vs Cellulose |
|
| Η λιγνίνη είναι ένα αρωματικό πολυμερές χωρίς υδατάνθρακες που βρίσκεται στα φυτά. | Η κυτταρίνη είναι ένα πολυμερές υδατανθράκων (β γλυκόζη) που βρίσκεται στα φυτά. |
| Τοποθεσία | |
| Η λιγνίνη υπάρχει βασικά στο δευτερεύον κυτταρικό τοίχωμα μόλις το φυτό αντιμετωπίσει δευτερογενή πάχυνση. | Η κυτταρίνη υπάρχει στο πρωτεύον κυτταρικό τοίχωμα. |
| Δομή | |
| Η λιγνίνη είναι τρισδιάστατη. | Η κυτταρίνη είναι μια γραμμική δομή με γραμμικές αλυσίδες β γλυκόζης. |
| Cross Linkage | |
| Η λιγνίνη έχει διασταυρούμενους δεσμούς μεταξύ φαινολικών πολυμερών. | Η κυτταρίνη έχει διασταυρούμενους δεσμούς μεταξύ γειτονικών ομάδων –ΟΗ αλυσίδων β γλυκόζης. |
| Ομόλογα | |
| Η λιγνίνη σχηματίζει εστερικούς δεσμούς ή αιθερικούς δεσμούς. | Η κυτταρίνη σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου ή β 1-4 γλυκοζιτικό. |
| Αλληλεπίδραση με το νερό | |
| Η λιγνίνη είναι υδρόφοβη. | Η κυτταρίνη είναι υδρόφιλη. |
Σύνοψη – Λιγνίνη εναντίον κυτταρίνης
Η κυτταρίνη και η λιγνίνη είναι σημαντικά δομικά συστατικά του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος. Η κυτταρίνη είναι ένα πολυμερές της β γλυκόζης και υπάρχει στο πρωτογενές κυτταρικό τοίχωμα. Η λιγνίνη, ένα αρωματικό πολυμερές, βοηθά στη δευτερογενή πάχυνση και ουσιαστικά υπάρχει στο δευτερεύον κυτταρικό τοίχωμα. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ λιγνίνης και κυτταρίνης. Λόγω των διαφορετικών χημικών και φυσικών ιδιοτήτων τους, εμπλέκονται σε πολλές διαφορετικές λειτουργίες μέσα στο σύστημα των αγγειακών φυτών.
