Unterschied Zwischen Cellulose Und Hemicellulose

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 08:37

Hauptunterschied - Cellulose vs Hemicellulose

Cellulose und Hemicellulose sind zwei Arten natürlicher Polymere, die hauptsächlich in den Zellwänden von Pflanzen vorkommen und wichtige Bestandteile natürlicher Lignocellulosematerialien sind. Diese beiden Komponenten unterscheiden sich jedoch in der chemischen Zusammensetzung und der Struktur. Der Hauptunterschied zwischen Cellulose und Hemicellulose besteht darin, dass Cellulose ein organisches Polysaccharidmolekül ist, während Hemicellulose eine Matrix aus Polysacchariden ist.

Was ist Cellulose?

Cellulose ist ein organisches Polysaccharidmolekül mit der Summenformel (C ₆ H ₁₀ O ₅) _n. Es hat eine lineare Kette von mehreren hundert bis tausend D-Glucose-Einheiten. Cellulose ist eine natürliche Polymerverbindung, die in vielen natürlichen Materialien vorkommt. Zum Beispiel ist es die strukturelle Komponente der primären Zellwand in grünen Pflanzen. Es kann auch in vielen Formen von Algenarten gefunden werden. Cellulose ist das häufigste organische Polymer auf der Erde. Viele natürliche Verbindungen sind reich an Cellulose; Beispielsweise beträgt der Cellulosegehalt von Holz, Baumwollfasern und getrocknetem Hanf 40–50%, 90% bzw. 57%.

Was ist Hemicellulose?

Hemicellulose, auch als Polyose bekannt, ist eine Matrix von Polysacchariden wie Arabinoxylanen, die zusammen mit Cellulose in fast allen Pflanzenzellwänden vorhanden sind. Es ist ein Polysaccharid, das in der Biomasse der meisten Pflanzen vorhanden ist. etwa 20% -30% Trockengewicht der Pflanzen. Hemicellulose verleiht der Zellwand in Kombination mit Cellulose physikalische und strukturelle Festigkeit. Neben Glucose sind die anderen Strukturkomponenten in Hemicellulosen Xylose, Galactose, Mannose, Rhamnose und Arabinose. Hemicellulose hat kürzere Ketten von 500 und 3000 Zuckereinheiten mit einer verzweigten Struktur.

Was ist der Unterschied zwischen Cellulose und Hemicellulose?

Struktur:

Cellulose: Cellulose ist ein unverzweigtes Polymermolekül mit 7.000–15.000 Glucosemolekülen pro Polymer.

Hemicellulose: Hemicellulose enthält kürzere Ketten von 500–3.000 Zuckereinheiten und ist ein verzweigtes Polymer.

Chemische Zusammensetzung:

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Parameter	Zellulose	Hemicellulose
Untereinheiten	D-Pyran-Glucoseeinheiten	D-Xylose Mannose, L-Arabinose Galaktose Glucuronsäure
Bindungen zwischen den Untereinheiten	-1,4-glycosidische Bindungen	-1,4-glycosidische Bindungen in Hauptketten; "-1,2 -," - 1,3-, "-1,6-glycosidische Bindungen in Seitenketten
Polymerisation	Mehrere hundert bis zehntausend Einheiten. Es hat eine unverzweigte Struktur.	Weniger als 200 Einheiten. Es hat eine verzweigte Struktur.
Polymer	β-Glucan	Polyxylose, Galactoglucomannan (Gal-Glu-Man), Glucomannan (Glu-Man)
Komposition	Dreidimensionales lineares Molekül, bestehend aus dem kristallinen Bereich und dem amorphen Bereich.	Dreidimensional Inhomogenes Molekül mit einem kleinen kristallinen Bereich.

Eigenschaften:

Cellulose: Cellulose hat eine starke kristalline Struktur und ist hydrolysebeständig. Im Gegensatz zu Hemicellulose hat diese ein hohes Molekulargewicht. Cellulose wirkt als Trägermaterial in den Pflanzenzellwänden.

Hemicellulose: Hemicellulose hat eine zufällige, amorphe Struktur mit geringer Festigkeit. Es kann leicht durch verdünnte Säure oder Base sowie durch unzählige Hemicelluloseenzyme hydrolysiert werden. Hemicellulose ist biologisch abbaubar und wird durch synergistische Wirkung weniger Enzyme einiger Bakterien und Pilze abgebaut. Es hat ein niedrigeres Molekulargewicht als Cellulose.

Anwendungen:

Cellulose: Eine große Menge Cellulose wird hauptsächlich zur Herstellung von Pappe und Papier verwendet. Kleinere Mengen werden in eine Vielzahl von Derivaten wie Cellophan und Rayon umgewandelt. Die Umwandlung von Cellulose in Biokraftstoffe wie Celluloseethanol befindet sich in der Forschungsphase, um als alternative Kraftstoffquelle verwendet zu werden. Zellstoff und Baumwolle sind die Hauptquellen für Zellulose für industrielle Anwendungen.

Hemicellulose: Es wird als Folien und Gele in Verpackungen verwendet. Da Hemicellulose ungiftig und biologisch abbaubar ist, wird sie in essbaren Filmen zum Beschichten von Lebensmitteln verwendet, um die Textur, den Geschmack und das Mundgefühl zu erhalten. Und es wird auch als Ballaststoff verwendet.

Definitionen:

Synergistische Wirkung: Ein Effekt, der zwischen zwei oder mehr Wirkstoffen, Entitäten, Faktoren oder Substanzen auftritt und einen Effekt erzeugt, der größer ist als die Summe ihrer einzelnen Effekte.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

"Cellulose Sessel" von NEUROtiker - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia

"Hemicellulose" von BerserkerBen - Eigene Arbeit (gemeinfrei) über Commons Wikimedia