Kľúčový rozdiel – celulóza vs hemicelulóza
Celulóza a hemicelulóza sú dva typy prírodných polymérov, ktoré sa nachádzajú najmä v stenách rastlinných buniek a sú dôležitými zložkami prírodných lignocelulózových materiálov. Tieto dve zložky sa však líšia chemickým zložením a štruktúrou. Kľúčový rozdiel medzi celulózou a hemicelulózou je v tom, že celulóza je organická polysacharidová molekula, zatiaľ čo hemicelulóza je matrica polysacharidov.
Čo je celulóza
Celulóza je organická polysacharidová molekula s molekulárnym vzorcom (C6H10O5)nMá lineárny reťazec niekoľkých stoviek až tisícok jednotiek D-glukózy. Celulóza je prírodná polymérna zlúčenina nachádzajúca sa v mnohých prírodných materiáloch; napríklad je to štrukturálna zložka primárnej bunkovej steny v zelených rastlinách. Nachádza sa tiež v mnohých formách druhov rias. Celulóza je najbežnejší organický polymér na Zemi. Mnohé prírodné zlúčeniny sú bohaté na celulózu; napríklad obsah celulózy v dreve je 40 – 50 %, bavlnené vlákno 90 % a sušené konope 57 %.
Čo je hemicelulóza
Hemicelulóza, tiež známa ako polyóza, je matrica polysacharidov, ako sú arabinoxylány, ktoré existujú spolu s celulózou takmer vo všetkých stenách rastlinných buniek. Je to polysacharid, ktorý je prítomný v biomase väčšiny rastlín; asi 20%-30% suchej hmotnosti rastlín. Hemicelulóza v kombinácii s celulózou poskytuje bunkovej stene fyzickú a štrukturálnu pevnosť. Okrem glukózy sú ďalšími štruktúrnymi zložkami hemicelulóz xylóza, galaktóza, manóza, ramnóza a arabinóza. Hemicelulóza má kratšie reťazce 500 a 3000 cukrových jednotiek s rozvetvenou štruktúrou.
Aký je rozdiel medzi celulózou a hemicelulózou?
Štruktúra:
Celulóza: Celulóza je nerozvetvená polymérna molekula a má 7 000 – 15 000 molekúl glukózy na polymér.
Hemicelulóza: Hemicelulóza obsahuje kratšie reťazce 500–3 000 cukrových jednotiek a je to rozvetvený polymér.
Chemické zloženie:
Parameter |
Celulóza |
Hemicelulóza |
| Podjednotky | D-Pyran glukózové jednotky |
D-xylóza manóza, L-arabinóza galaktóza kyselina glukurónová |
| Väzby medzi podjednotkami | “-1, 4-glykozidové väzby |
“-1, 4-glykozidové väzby v hlavné reťazce; “-1,2-, „-1,3-, „-1,6-glykozidové väzby v bočných reťazcoch |
| Polymerizácia | Niekoľko stoviek až desiatok tisíc jednotiek. Má nerozvetvenú štruktúru. | Menej ako 200 jednotiek. Má rozvetvenú štruktúru. |
| Polymér | β-Glucan | Polyxylóza, galaktoglukomanán (Gal-Glu-Man), glukomanán (Glu-Man) |
| Zloženie | Trojrozmerná lineárna molekula zložená z kryštalickej oblasti a amorfnej oblasti. |
Trojrozmerný Nehomogénna molekula s malou kryštalickou oblasťou. |
Vlastnosti:
Celulóza: Celulóza má silnú kryštalickú štruktúru a je odolná voči hydrolýze. Na rozdiel od hemicelulózy má vysokú molekulovú hmotnosť. Celulóza pôsobí ako podporný materiál v stenách rastlinných buniek.
Hemicelulóza: Hemicelulóza má náhodnú amorfnú štruktúru s nízkou pevnosťou. Môže sa ľahko hydrolyzovať zriedenou kyselinou alebo zásadou, ako aj nespočetnými hemicelulózovými enzýmami. Hemicelulóza je biologicky odbúrateľná a degradovaná synergickým pôsobením niekoľkých enzýmov niektorých baktérií a húb. Má nižšiu molekulovú hmotnosť v porovnaní s celulózou.
Aplikácie:
Celulóza: Veľké množstvo celulózy sa používa hlavne na výrobu lepenky a papiera. Menšie množstvá sa premieňajú na širokú škálu odvodených produktov, ako je celofán a umelý hodváb. Premena celulózy na biopalivá, ako je celulózový etanol, je v štádiu výskumu, aby sa mohla použiť ako alternatívny zdroj paliva. Drevná buničina a bavlna sú hlavnými zdrojmi celulózy pre priemyselné aplikácie.
Hemicelulóza: Používa sa ako fólie a gély v obaloch. Keďže hemicelulóza je netoxická a biologicky odbúrateľná, používa sa v jedlých filmoch na poťahovanie potravín, aby sa zachovala textúra, chuť a pocit v ústach. A tiež sa používa ako vláknina.
Definície:
Synergické pôsobenie: Účinok vznikajúci medzi dvoma alebo viacerými činiteľmi, entitami, faktormi alebo látkami, ktorý vytvára účinok väčší ako súčet ich jednotlivých účinkov.
