Ключевая разница - целлюлоза против гемицеллюлозы
Целлюлоза и гемицеллюлоза представляют собой два типа природных полимеров, которые в основном содержатся в клеточных стенках растений и являются важными компонентами природных лигноцеллюлозных материалов. Но, эти два компонента различны по химическому составу и структуре. Ключевое различие между целлюлозой и гемицеллюлозой заключается в том, что целлюлоза представляет собой молекулу органического полисахарида, тогда как гемицеллюлоза представляет собой матрицу полисахаридов.
Что такое целлюлоза
Целлюлоза представляет собой молекулу органического полисахарида с молекулярной формулой (C6H10O5)nОн имеет линейную цепь от нескольких сотен до тысяч единиц D-глюкозы. Целлюлоза - это природное полимерное соединение, которое содержится во многих природных материалах; например, это структурный компонент первичной клеточной стенки зеленых растений. Его также можно найти во многих формах водорослей. Целлюлоза - самый распространенный органический полимер на Земле. Многие природные соединения богаты целлюлозой; например, содержание целлюлозы в древесине, хлопковом волокне и высушенной конопле составляет 40–50%, 90% и 57% соответственно.
Что такое гемицеллюлоза
Гемицеллюлоза, также известная как полиоза, представляет собой матрицу полисахаридов, таких как арабиноксиланы, которые присутствуют вместе с целлюлозой почти во всех клеточных стенках растений. Это полисахарид, присутствующий в биомассе большинства растений; около 20%-30% сухой массы растений. Гемицеллюлоза в сочетании с целлюлозой обеспечивает физическую и структурную прочность клеточной стенки. Помимо глюкозы, другими структурными компонентами гемицеллюлозы являются ксилоза, галактоза, манноза, рамноза и арабиноза. Гемицеллюлоза имеет более короткие цепи из 500 и 3000 единиц сахара с разветвленной структурой.
В чем разница между целлюлозой и гемицеллюлозой?
Структура:
Целлюлоза: Целлюлоза представляет собой неразветвленную полимерную молекулу и содержит 7 000–15 000 молекул глюкозы на полимер.
Гемицеллюлоза: гемицеллюлоза содержит более короткие цепи из 500–3 000 единиц сахара и представляет собой разветвленный полимер.
Химический состав:
Параметр |
Целлюлоза |
Гемицеллюлоза |
| Подразделения | D-Pyran единицы глюкозы |
D-ксилоза манноза, L-арабиноза галактоза глюкуроновая кислота |
| Связи между субъединицами | “-1,4-гликозидные связи |
“-1,4-гликозидные связи в основные цепи; “-1,2-, “-1,3-, “-1,6-гликозидные связи в боковых цепях |
| Полимеризация | От нескольких сотен до десятков тысяч единиц. Имеет неразветвленную структуру. | Менее 200 единиц. Имеет разветвленную структуру. |
| Полимер | β-глюкан | Поликсилоза, Галактоглюкоманнан (Гал-Глу-Ман), глюкоманнан (Glu-Man) |
| Композиция | Трехмерная линейная молекула, состоящая из кристаллической и аморфной областей. |
Трехмерный Неоднородная молекула с небольшой кристаллической областью. |
Свойства:
Целлюлоза: Целлюлоза имеет прочную кристаллическую структуру и устойчива к гидролизу. В отличие от гемицеллюлозы, она имеет высокую молекулярную массу. Целлюлоза действует как поддерживающий материал в клеточных стенках растений.
Гемицеллюлоза: Гемицеллюлоза имеет случайную аморфную структуру с небольшой прочностью. Его можно легко гидролизовать разбавленной кислотой или основанием, а также множеством ферментов гемицеллюлозы. Гемицеллюлоза биоразлагаема и расщепляется за счет синергетического действия нескольких ферментов некоторых бактерий и грибков. Он имеет более низкую молекулярную массу по сравнению с целлюлозой.
Применения:
Целлюлоза: Большое количество целлюлозы в основном используется для производства картона и бумаги. Меньшие количества перерабатываются в широкий спектр производных продуктов, таких как целлофан и вискоза. Преобразование целлюлозы в биотопливо, такое как целлюлозный этанол, находится на стадии исследований для использования в качестве альтернативного источника топлива. Древесная масса и хлопок являются основными источниками целлюлозы для промышленного применения.
Гемицеллюлоза: используется в виде пленок и гелей в упаковке. Поскольку гемицеллюлоза нетоксична и биоразлагаема, ее используют в пищевых пленках для покрытия пищевых продуктов, чтобы сохранить текстуру, вкус и ощущение во рту. А также, его используют в качестве пищевых волокон.
Определения:
Синергетическое действие: эффект, возникающий между двумя или более агентами, объектами, факторами или веществами, который производит эффект, превышающий сумму их индивидуальных эффектов.
