Kluczowa różnica – celuloza kontra hemiceluloza
Celuloza i hemiceluloza to dwa rodzaje naturalnych polimerów, które znajdują się głównie w ścianach komórkowych roślin i są ważnymi składnikami naturalnych materiałów lignocelulozowych. Ale te dwa składniki różnią się składem chemicznym i strukturą. Kluczowa różnica między celulozą a hemicelulozą polega na tym, że celuloza jest organiczną cząsteczką polisacharydu, podczas gdy hemiceluloza jest matrycą polisacharydów.
Co to jest celuloza
Celuloza to organiczna cząsteczka polisacharydu o wzorze cząsteczkowym (C6H10O5)nMa liniowy łańcuch składający się z kilkuset do tysięcy jednostek D-glukozy. Celuloza to naturalny związek polimerowy występujący w wielu naturalnych materiałach; na przykład jest składnikiem strukturalnym pierwotnej ściany komórkowej roślin zielonych. Można go również znaleźć w wielu formach gatunków alg. Celuloza jest najpowszechniejszym polimerem organicznym na Ziemi. Wiele naturalnych związków jest bogatych w celulozę; na przykład zawartość celulozy w drewnie, włóknie bawełnianym i suszonych konopiach wynosi odpowiednio 40-50%, 90% i 57%.
Co to jest hemiceluloza
Hemiceluloza, znana również jako polioza, jest matrycą polisacharydów, takich jak arabinoksylany, które wraz z celulozą występują w prawie wszystkich ścianach komórkowych roślin. Jest to polisacharyd obecny w biomasie większości roślin; około 20%-30% suchej masy roślin. Hemiceluloza w połączeniu z celulozą zapewnia fizyczną i strukturalną wytrzymałość ściany komórkowej. Oprócz glukozy innymi składnikami strukturalnymi w hemicelulozach są ksyloza, galaktoza, mannoza, ramnoza i arabinoza. Hemiceluloza ma krótsze łańcuchy 500 i 3000 jednostek cukru o rozgałęzionej strukturze.
Jaka jest różnica między celulozą a hemicelulozą?
Struktura:
Celuloza: Celuloza to nierozgałęziona cząsteczka polimerowa zawierająca 7 000–15 000 cząsteczek glukozy w polimerze.
Hemiceluloza: Hemiceluloza zawiera krótsze łańcuchy 500–3000 jednostek cukru i jest rozgałęzionym polimerem.
Skład chemiczny:
Parametr |
Celuloza |
Hemiceluloza |
| Podjednostki | Jednostki glukozy D-Pyran |
D-Ksyloza mannoza, L-arabinoza galaktoza Kwas glukuronowy |
| Wiązania między podjednostkami | “-1, 4-glikozydowe wiązania |
“-1, 4-glikozydowe wiązania w główne sieci; “-1,2-, “-1,3-,”-1,6-glikozydowe wiązania w łańcuchach bocznych |
| Polimeryzacja | Od kilkuset do kilkudziesięciu tysięcy jednostek. Ma nierozgałęzioną strukturę. | Mniej niż 200 jednostek. Ma strukturę rozgałęzioną. |
| Polimer | β-Glukan | Poliksyloza, Galaktoglukomannan (Gal-Glu-Man), glukomannan (Glu-Man) |
| Skład | Trójwymiarowa liniowa cząsteczka składająca się z obszaru krystalicznego i obszaru amorficznego. |
Trójwymiarowy Niejednorodna cząsteczka z małym obszarem krystalicznym. |
Właściwości:
Celuloza: Celuloza ma silną, krystaliczną strukturę i jest odporna na hydrolizę. W przeciwieństwie do hemicelulozy ma wysoką masę cząsteczkową. Celuloza działa jako materiał podporowy w ścianach komórkowych roślin.
Hemiceluloza: Hemiceluloza ma losową, amorficzną strukturę o małej wytrzymałości. Może być łatwo hydrolizowany przez rozcieńczony kwas lub zasadę, a także przez niezliczone enzymy hemicelulozy. Hemiceluloza ulega biodegradacji i degradacji poprzez synergiczne działanie kilku enzymów niektórych bakterii i grzybów. Ma niższą masę cząsteczkową w porównaniu z celulozą.
Zastosowania:
Celuloza: Duże ilości celulozy są wykorzystywane głównie do produkcji tektury i papieru. Mniejsze ilości są przekształcane w szeroką gamę produktów pochodnych, takich jak celofan i sztuczny jedwab. Przekształcanie celulozy w biopaliwa, takie jak etanol celulozowy, jest na etapie badań, aby można było wykorzystać je jako alternatywne źródło paliwa. Miazga drzewna i bawełna to główne źródła celulozy do zastosowań przemysłowych.
Hemiceluloza: jest używana jako folie i żele w opakowaniach. Ponieważ hemiceluloza jest nietoksyczna i biodegradowalna, stosuje się ją w jadalnych foliach do powlekania artykułów spożywczych w celu zachowania tekstury, smaku i odczucia w ustach. A także jest stosowany jako błonnik pokarmowy.
Definicje:
Działanie synergiczne: Efekt powstający pomiędzy dwoma lub więcej agentami, bytami, czynnikami lub substancjami, który daje efekt większy niż suma ich indywidualnych efektów.
