Belangrijkste verschil - Lignine versus cellulose
De plantencelwand is opgebouwd uit primaire en secundaire wanden. De primaire celwand is samengesteld uit meerdere lagen cellulose, een glucosepolysaccharide. Cellulose is de meest voorkomende organische verbinding op aarde. 33% van alle plantaardig materiaal bestaat uit cellulose. Het is een commercieel belangrijke verbinding die wordt gebruikt bij de productie van verschillende materialen, zoals papier, farmaceutische producten en textiel. Lignine is de tweede meest voorkomende verbinding op aarde, alleen overtroffen door cellulose; het is voornamelijk aanwezig in houtige planten. Het belangrijkste verschil tussen lignine en cellulose is dat cellulose een koolhydraatpolymeer is, terwijl lignine een niet-koolhydraataromatisch polymeer is.
INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is lignine
3. Wat is cellulose
4. Overeenkomsten tussen lignine en cellulose
5. Vergelijking zij aan zij - Lignine versus cellulose in tabelvorm
6. Samenvatting
Wat is lignine?
De algemene term lignine beschrijft een grote groep aromatische polymeren die is samengesteld als resultaat van de oxidatieve koppeling van 4-hydroxyfenylpropanoïden. Het zijn organische polymeren die aanwezig zijn als structurele verbindingen in vaatplanten en sommige algen. In vaatplanten is lignine een belangrijke structurele verbinding tijdens secundaire verdikking en vorming van de secundaire celwand. Dit geeft stijfheid aan de schors en het hout van de stengel en geeft weerstand tegen verval door celwandpolysacchariden te beschermen tegen microbiële afbraak.
Lignine speelt een belangrijke rol bij het geleiden van water in stengels van vaatplanten. Polysaccharidepolymeren zoals cellulose die in de plantencelwand aanwezig zijn, zijn waterdoorlatend vanwege hun hydrofiele aard. Vanwege zijn aromatische aard is lignine meer hydrofoob en vormt het een obstakel voor de opname van water in de celwand door dwarsverbindingen tussen polysacchariden te vormen. Dit zorgt voor een efficiënte weg voor vaatweefsel van de plant om water zonder obstakels te geleiden.
Figuur 01: Ligninestructuur
Behalve dat het een structurele verbinding is, is lignine een belangrijke verbinding die de koolstofcyclus aandrijft en werkt als een langzaam ontbindend middel van dode vegetatie. Het is een belangrijke beperkende factor bij de omzetting van plantaardige biomassa in biobrandstoffen.
In commercieel opzicht is het verwijderen van lignine uit plantaardige biomassa een gecompliceerd en kostbaar proces. Daarom worden er veel onderzoeken naar dit perspectief uitgevoerd om planten te creëren met minder lignine-afzetting en om een vorm van lignine te ontwikkelen die gevoeliger is voor moeiteloze chemische vertering.
Wat is cellulose?
Cellulose is een polymeer dat is samengesteld uit β-glucose en is het meest voorkomende organische molecuul op aarde. Cellulose komt voornamelijk voor in planten en 40% van de plantencelwand bestaat uit cellulose. Het is gerangschikt in verschillende lagen in de plantencelwand, gedifferentieerd in primaire en secundaire wanden. De structuur van cellulose is samengesteld uit lineaire β-glucoseketens die met elkaar zijn verbonden door β 1-4 glyosidebindingen. De aanwezigheid van hydroxylgroepen (-OH) die vanuit elke keten in alle richtingen uitsteken, vergroot de koppeling tussen aangrenzende β-glucoseketens. Door deze verknoping neemt de treksterkte van de cellulosestructuur toe. Deze hoge treksterkte voorkomt dat de cel barst wanneer er water door osmose de cel binnenkomt. De vorm van de cel wordt bepaald aan de hand van de opstelling van cellulosebundels.
Figuur 02: Chemische structuur van cellulose
Naast zijn primaire functie als structurele verbinding, dient cellulose als een belangrijke voedselbron voor sommige dieren, bacteriën en schimmels. Cellulose wordt door het enzym cellulase afgebroken tot glucose. Hoewel cellulose een goede bron van glucose is, kunnen mensen het niet gebruiken omdat ze het enzym cellulase in hun systemen missen. Zoogdieren zoals koeien verteren cellulose door hun darmmicro-organismen die cellulose kunnen kataboliseren. In commercieel opzicht is cellulose een belangrijke verbinding in de papier-, textiel- en farmaceutische industrie.
Wat zijn de overeenkomsten tussen lignine en cellulose?
- Lignine en cellulose komen in alle planten voor.
- Ze zijn de belangrijkste componenten van de celwand van de plantencellen.
- Beide verbindingen hebben betrekking op het verschaffen van structurele stijfheid aan de plant.
- Het zijn organische verbindingen.
Wat is het verschil tussen lignine en cellulose?
Diff Artikel Midden voor Tafel
Lignine versus cellulose |
|
| Lignine is een aromatisch polymeer zonder koolhydraten dat in planten wordt aangetroffen. | Cellulose is een polymeer van koolhydraten (β-glucose) dat in planten wordt aangetroffen. |
| Plaats | |
| Lignine is in principe aanwezig in de secundaire celwand zodra de plant secundaire verdikking tegenkomt. | Cellulose is aanwezig in de primaire celwand. |
| Structuur | |
| Lignine is driedimensionaal. | Cellulose is een lineaire structuur met lineaire β-glucoseketens. |
| Cross Linkage | |
| Lignine heeft dwarsverbanden tussen fenolische polymeren. | Cellulose heeft kruisverbindingen tussen aangrenzende OH-groepen van β-glucoseketens. |
| Obligaties | |
| Lignine vormt esterbindingen of etherbindingen. | Cellulose vormt waterstofbruggen of β 1-4 glycosidisch. |
| Interactie met water | |
| Lignine is hydrofoob. | Cellulose is hydrofiel. |
Samenvatting - Lignine versus cellulose
Cellulose en lignine zijn belangrijke structurele componenten van de plantencelwand. Cellulose is een polymeer van β-glucose en is aanwezig in de primaire celwand. Lignine, een aromatisch polymeer, ondersteunt de secundaire verdikking en is in wezen aanwezig in de secundaire celwand. Dit is het verschil tussen lignine en cellulose. Vanwege hun verschillende chemische en fysische eigenschappen zijn ze betrokken bij veel verschillende functies binnen het systeem van vaatplanten.
