Ключова разлика – целулоза срещу хемицелулоза
Целулозата и хемицелулозата са два вида естествени полимери, които се намират главно в стените на растителните клетки и са важни компоненти на естествените лигноцелулозни материали. Но тези два компонента са различни по химичен състав и структура. Ключовата разлика между целулозата и хемицелулозата е, че целулозата е органична полизахаридна молекула, докато хемицелулозата е матрица от полизахариди.
Какво е целулоза
Целулозата е органична полизахаридна молекула с молекулна формула (C6H10O5)nИма линейна верига от няколкостотин до хиляди D-глюкозни единици. Целулозата е естествено полимерно съединение, намиращо се в много естествени материали; например, това е структурният компонент на първичната клетъчна стена в зелените растения. Може да се намери и в много форми на водорасли. Целулозата е най-често срещаният органичен полимер на Земята. Много природни съединения са богати на целулоза; например съдържанието на целулоза в дървото, памучните влакна и изсушения коноп е съответно 40–50%, 90% и 57%.
Какво е хемицелулоза
Хемицелулозата, известна още като полиоза, е матрица от полизахариди, като арабиноксилани, които съществуват заедно с целулозата в почти всички клетъчни стени на растенията. Това е полизахарид, който присъства в биомасата на повечето растения; около 20%-30% сухо тегло на растенията. Хемицелулозата, комбинирана с целулоза, осигурява физическа и структурна здравина на клетъчната стена. В допълнение към глюкозата, другите структурни компоненти в хемицелулозата са ксилоза, галактоза, маноза, рамноза и арабиноза. Хемицелулозата има по-къси вериги от 500 и 3000 захарни единици с разклонена структура.
Каква е разликата между целулоза и хемицелулоза?
Структура:
Целулоза: Целулозата е неразклонена полимерна молекула и има 7 000–15 000 молекули глюкоза на полимер.
Хемицелулоза: Хемицелулозата съдържа по-къси вериги от 500–3000 захарни единици и е разклонен полимер.
Химичен състав:
Параметър |
целулоза |
Хемицелулоза |
| Подединици | D-Pyran глюкозни единици |
D-ксилоза маноза, L-арабиноза галактоза глюкуронова киселина |
| Връзки между субединиците | “-1, 4-гликозидни връзки |
“-1, 4-гликозидни връзки в основни вериги; “-1.2-, “-1.3-, “-1.6-гликозидни връзки в страничните вериги |
| Полимеризация | Няколкостотин до десетки хиляди единици. Има неразклонена структура. | По-малко от 200 единици. Има разклонена структура. |
| Полимер | β-глюкан | Поликсилоза, Галактоглюкоманан (Gal-Glu-Man), глюкоманан (Glu-Man) |
| Композиция | Триизмерна линейна молекула, съставена от кристална област и аморфна област. |
Триизмерно Нехомогенна молекула с малка кристална област. |
Свойства:
Целулоза: Целулозата има здрава, кристална структура и е устойчива на хидролиза. За разлика от хемицелулозата, това има високо молекулно тегло. Целулозата действа като поддържащ материал в стените на растителните клетки.
Хемицелулоза: Хемицелулозата има произволна, аморфна структура с малка здравина. Може лесно да се хидролизира от разредена киселина или основа, както и от безброй хемицелулозни ензими. Хемицелулозата е биоразградима и се разгражда чрез синергично действие на няколко ензима на някои бактерии и гъбички. Има по-ниско молекулно тегло в сравнение с целулозата.
Приложения:
Целулоза: Големи количества целулоза се използват главно за производството на картон и хартия. По-малки количества се превръщат в голямо разнообразие от производни продукти като целофан и изкуствена коприна. Превръщането на целулозата в биогорива като целулозен етанол е в етап на изследване за използване като алтернативен източник на гориво. Дървесната маса и памукът са основните източници на целулоза за индустриални приложения.
Хемицелулоза: Използва се като филми и гелове в опаковки. Тъй като хемицелулозата е нетоксична и биоразградима, тя се използва в ядливи филми за покриване на хранителни продукти, за да се запази текстурата, вкуса и усещането в устата. Освен това се използва като диетични фибри.
Дефиниции:
Синергично действие: Ефект, възникващ между два или повече агента, субекти, фактори или вещества, който произвежда ефект, по-голям от сбора на техните индивидуални ефекти.
