Hauptunterschied - Lignin vs Cellulose
Die Pflanzenzellwand besteht aus Primär- und Sekundärwänden. Die primäre Zellwand besteht aus mehreren Schichten Cellulose, einem Glucosepolysaccharid. Cellulose ist die häufigste organische Verbindung auf der Erde. 33% aller Pflanzenstoffe bestehen aus Zellulose. Es ist eine kommerziell wichtige Verbindung, die bei der Herstellung verschiedener Materialien wie Papier, Pharmazeutika und Textilien verwendet wird. Lignin ist die zweithäufigste Verbindung auf der Erde und wird nur von Zellulose übertroffen. Es kommt hauptsächlich in Holzpflanzen vor. Der Hauptunterschied zwischen Lignin und Cellulose besteht darin, dass Cellulose ein Kohlenhydratpolymer ist, während Lignin ein nicht kohlenhydrataromatisches Polymer ist.
INHALT
1. Überblick und Hauptunterschied
2. Was ist Lignin
? 3. Was ist Cellulose?
4. Ähnlichkeiten zwischen Lignin und Cellulose.
5. Vergleich nebeneinander - Lignin gegen Cellulose in tabellarischer Form.
6. Zusammenfassung
Was ist Lignin?
Der allgemeine Begriff Lignin beschreibt eine große Gruppe aromatischer Polymere, die infolge der oxidativen Kupplung von 4-Hydroxyphenylpropanoiden zusammengesetzt wurden. Sie sind organische Polymere, die als Strukturverbindungen in Gefäßpflanzen und einigen Algen vorhanden sind. In Gefäßpflanzen ist Lignin eine wichtige Strukturverbindung während der sekundären Verdickung und Bildung der sekundären Zellwand. Dies verleiht der Rinde und dem Holz des Stammes Starrheit und verleiht Zerfallsresistenz, indem Zellwandpolysaccharide vor mikrobiellem Abbau geschützt werden.
Lignin spielt eine wichtige Rolle bei der Wasserleitung in Gefäßpflanzenstämmen. Polysaccharidpolymere wie in der Pflanzenzellwand vorhandene Cellulose sind aufgrund ihrer hydrophilen Natur wasserdurchlässig. Aufgrund seiner aromatischen Natur ist Lignin hydrophober und stellt ein Hindernis für die Absorption von Wasser in die Zellwand dar, indem es Vernetzungen zwischen Polysacchariden bildet. Dies bietet einen effizienten Weg für das Gefäßgewebe der Pflanze, um Wasser ohne Hindernisse zu leiten.
Abbildung 01: Ligninstruktur
Lignin ist nicht nur eine strukturelle Verbindung, sondern auch eine wichtige Verbindung, die den Kohlenstoffkreislauf antreibt und als langsames Zersetzungsmittel für tote Vegetation wirkt. Es ist ein wesentlicher begrenzender Faktor bei der Umwandlung von pflanzlicher Biomasse in Biokraftstoffe.
In kommerzieller Hinsicht ist die Entfernung von Lignin aus pflanzlicher Biomasse ein komplizierter und kostspieliger Prozess. Daher werden viele Forschungsstudien zu dieser Aussicht durchgeführt, um Pflanzen mit weniger Ligninablagerung zu erzeugen und eine Form von Lignin zu entwickeln, die anfälliger für eine mühelose chemische Verdauung ist.
Was ist Cellulose?
Cellulose ist ein Polymer aus β-Glucose und das am häufigsten vorkommende organische Molekül der Erde. Cellulose kommt hauptsächlich in Pflanzen vor und 40% der Pflanzenzellwand besteht aus Cellulose. Es ist in verschiedenen Schichten in der Pflanzenzellwand angeordnet, die in Primär- und Sekundärwände unterteilt sind. Die Struktur von Cellulose besteht aus linearen β-Glucoseketten, die durch β 1-4 -Glyosidbindungen miteinander verbunden sind. Das Vorhandensein von Hydroxylgruppen (-OH), die aus jeder Kette in alle Richtungen herausragen, erhöht die Bindung zwischen benachbarten β-Glucoseketten. Aufgrund dieser Vernetzung nimmt die Zugfestigkeit der Cellulosestruktur zu. Diese hohe Zugfestigkeit verhindert, dass die Zelle platzt, wenn Wasser durch Osmose in die Zelle gelangt. Die Form der Zelle wird gemäß der Anordnung der Cellulosebündel bestimmt.
Abbildung 02: Chemische Struktur von Cellulose
Neben seiner primären Funktion als Strukturverbindung dient Cellulose einigen Tieren, Bakterien und Pilzen als wichtige Nahrungsquelle. Cellulose wird durch das Enzym Cellulase zu Glucose abgebaut. Obwohl Cellulose eine gute Glukosequelle ist, kann der Mensch sie nicht nutzen, da ihm das Enzym Cellulase in seinen Systemen fehlt. Säugetiere wie Kühe verdauen Cellulose durch ihre Darmmikroorganismen, die Cellulose abbauen können. In kommerzieller Hinsicht ist Cellulose eine wichtige Verbindung in der Industrie von Papier, Textil und Pharma.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Lignin und Cellulose?
- Lignin und Cellulose kommen in allen Pflanzen vor.
- Sie sind die Hauptbestandteile der Zellwand der Pflanzenzellen.
- Beide Verbindungen tragen zur strukturellen Steifheit der Pflanze bei.
- Sie sind organische Verbindungen.
Was ist der Unterschied zwischen Lignin und Cellulose?
Diff Artikel Mitte vor Tabelle
Lignin gegen Cellulose |
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| Lignin ist ein nicht kohlenhydrataromatisches Polymer, das in Pflanzen vorkommt. | Cellulose ist ein Polymer aus Kohlenhydraten (β-Glucose), das in Pflanzen vorkommt. |
| Ort | |
| Lignin ist im Wesentlichen in der sekundären Zellwand vorhanden, sobald die Pflanze auf eine sekundäre Verdickung stößt. | Cellulose ist in der primären Zellwand vorhanden. |
| Struktur | |
| Lignin ist dreidimensional. | Cellulose ist eine lineare Struktur mit linearen β-Glucoseketten. |
| Vernetzung | |
| Lignin hat Vernetzungen zwischen phenolischen Polymeren. | Cellulose hat Vernetzungen zwischen benachbarten OH-Gruppen von β-Glucoseketten. |
| Fesseln | |
| Lignin bildet Esterbindungen oder Etherbindungen. | Cellulose bildet Wasserstoffbrücken oder β 1-4 glycosidisch. |
| Wechselwirkung mit Wasser | |
| Lignin ist hydrophob. | Cellulose ist hydrophil. |
Zusammenfassung - Lignin vs Cellulose
Cellulose und Lignin sind wichtige strukturelle Bestandteile der Pflanzenzellwand. Cellulose ist ein Polymer aus β-Glucose und liegt in der primären Zellwand vor. Lignin, ein aromatisches Polymer, unterstützt die sekundäre Verdickung und ist im Wesentlichen in der sekundären Zellwand vorhanden. Dies ist der Unterschied zwischen Lignin und Cellulose. Aufgrund ihrer unterschiedlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften sind sie an vielen verschiedenen Funktionen im System der Gefäßpflanzen beteiligt.
