Sự khác biệt chính - Lignin vs Cellulose
Thành tế bào thực vật được cấu tạo bởi các vách sơ cấp và thứ cấp. Thành tế bào sơ cấp được cấu tạo bởi nhiều lớp xenluloza, một polysaccharid glucoza. Xenlulozơ là hợp chất hữu cơ phổ biến nhất trên trái đất. 33% tổng số thực vật được cấu tạo từ xenlulo. Nó là một hợp chất quan trọng về mặt thương mại được sử dụng trong sản xuất các vật liệu khác nhau như giấy, dược phẩm và dệt may. Lignin là hợp chất phong phú thứ hai trên trái đất, chỉ sau xenluloza; nó hiện diện chủ yếu trong các loại cây thân gỗ. Sự khác biệt chính giữa lignin và xenlulo là xenluloza là một polyme của cacbohydrat trong khi lignin là một polyme thơm không phải cacbohydrat.
Lignin là gì?
Thuật ngữ chung lignin mô tả một nhóm lớn các polyme thơm được tập hợp lại do kết hợp oxy hóa của 4-hydroxyphenylpropanoids. Chúng là các polyme hữu cơ hiện diện dưới dạng các hợp chất cấu trúc trong thực vật có mạch và một số loài tảo. Trong thực vật có mạch, lignin là một hợp chất cấu trúc quan trọng trong quá trình dày lên và hình thành thành tế bào thứ cấp. Điều này cung cấp độ cứng cho vỏ và gỗ của thân cây và tăng khả năng chống thối rữa bằng cách bảo vệ các polysaccharid của thành tế bào khỏi sự phân hủy của vi sinh vật.
Lignin đóng vai trò quan trọng trong quá trình dẫn nước ở thân cây có mạch. Các polyme polysaccharide như cellulose có trong thành tế bào thực vật có khả năng thấm nước do bản chất ưa nước của chúng. Do bản chất thơm của nó, lignin kỵ nước hơn và tạo ra một trở ngại cho sự hấp thụ nước vào thành tế bào bằng cách hình thành các liên kết chéo giữa các polysaccharid. Điều này cung cấp một con đường hiệu quả để các mô mạch của cây dẫn nước mà không gặp bất kỳ trở ngại nào.
Hình 01: Cấu trúc lignin
Ngoài vai trò là một hợp chất cấu trúc, lignin là một hợp chất quan trọng thúc đẩy chu trình cacbon và hoạt động như một chất phân hủy chậm của thảm thực vật chết. Đây là một yếu tố hạn chế chính trong việc chuyển đổi sinh khối thực vật thành nhiên liệu sinh học.
Về khía cạnh thương mại, loại bỏ lignin khỏi sinh khối thực vật là một quá trình phức tạp và tốn kém. Do đó, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về triển vọng này nhằm tạo ra các loài thực vật ít lắng đọng lignin hơn và phát triển một dạng lignin dễ bị tiêu hóa hóa học dễ dàng hơn.
Cellulose là gì?
Xenluloza là một polyme bao gồm β glucoza và là phân tử hữu cơ phong phú nhất trên trái đất. Xenlulo chủ yếu được tìm thấy trong thực vật, và 40% thành tế bào thực vật được tạo thành từ xenlulo. Nó được sắp xếp thành các lớp khác nhau trong thành tế bào thực vật, phân biệt thành vách sơ cấp và thứ cấp. Cấu trúc của xenlulozo gồm các chuỗi β glucoza mạch thẳng liên kết với nhau bằng liên kết β 1-4 glyosidic. Sự hiện diện của các nhóm hydroxyl (-OH) phóng ra từ mỗi chuỗi theo mọi hướng, làm tăng liên kết giữa các chuỗi β glucose liền kề. Do liên kết chéo này, độ bền kéo của cấu trúc xenluloza tăng lên. Độ bền kéo cao này ngăn tế bào vỡ ra khi nước xâm nhập vào tế bào thông qua quá trình thẩm thấu. Hình dạng của tế bào được xác định tùy theo sự sắp xếp của các bó xenlulo.
Hình 02: Cấu trúc Hóa học của Cellulose
Ngoài chức năng chính là một hợp chất cấu trúc, cellulose còn là nguồn thức ăn quan trọng cho một số động vật, vi khuẩn và nấm. Xenluloza được enzym cellulase dị hóa thành glucoza. Mặc dù cellulose là một nguồn cung cấp glucose tốt, nhưng con người không thể sử dụng nó vì họ thiếu enzyme cellulase trong hệ thống của họ. Động vật có vú như bò tiêu hóa cellulose nhờ các vi sinh vật đường ruột của chúng có khả năng dị hóa cellulose. Về khía cạnh thương mại, cellulose là một hợp chất quan trọng trong ngành công nghiệp giấy, dệt may và dược phẩm.
Sự tương đồng giữa Lignin và Cellulose là gì?
- Lignin và cellulose được tìm thấy trong tất cả các loại thực vật.
- Chúng là thành phần chính của thành tế bào của tế bào thực vật.
- Cả hai hợp chất đều liên quan đến việc cung cấp độ cứng cấu trúc cho cây.
- Chúng là các hợp chất hữu cơ.
Sự khác biệt giữa Lignin và Cellulose là gì?
Lignin vs Cellulose |
|
| Lignin là một polyme thơm không chứa carbohydrate được tìm thấy trong thực vật. | Xenluloza là một polyme của cacbohydrat (β glucoza) được tìm thấy trong thực vật. |
| Vị trí | |
| Lignin cơ bản hiện diện trong thành tế bào thứ cấp khi cây gặp hiện tượng dày thứ cấp. | Xenluloza có trong thành tế bào chính. |
| Cấu trúc | |
| Lignin là ba chiều. | Xenluloza là một cấu trúc mạch thẳng với các chuỗi β glucoza mạch thẳng. |
| Liên kết chéo | |
| Lignin có các liên kết chéo giữa các polyme phenolic. | Xenlulozơ có các liên kết chéo giữa các nhóm –OH liền kề của chuỗi β glucozơ. |
| Trái phiếu | |
| Lignin tạo thành liên kết este hoặc liên kết ete. | Xenluloza tạo thành liên kết hydro hoặc β 1-4 glycosidic. |
| Tương tác với nước | |
| Lignin kỵ nước. | Xenluloza ưa nước. |
Tóm tắt - Lignin vs Cellulose
Xenluloza và lignin là những thành phần cấu trúc quan trọng của thành tế bào thực vật. Xenluloza là một polyme của β glucoza và có trong thành tế bào sơ cấp. Lignin, một polyme thơm, hỗ trợ sự dày lên thứ cấp và về cơ bản hiện diện trong thành tế bào thứ cấp. Đây là sự khác biệt giữa lignin và cellulose. Do các tính chất hóa học và vật lý khác nhau, chúng tham gia vào nhiều chức năng khác nhau bên trong hệ thống thực vật có mạch.
