ความแตกต่างที่สำคัญ – ลิกนิน vs เซลลูโลส
ผนังเซลล์พืชประกอบด้วยผนังหลักและผนังรอง ผนังเซลล์ปฐมภูมิประกอบด้วยเซลลูโลสหลายชั้น กลูโคสพอลิแซ็กคาไรด์ เซลลูโลสเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่พบมากที่สุดในโลก 33% ของสสารพืชทั้งหมดประกอบด้วยเซลลูโลส เป็นสารประกอบสำคัญทางการค้าที่ใช้ในการผลิตวัสดุต่างๆ เช่น กระดาษ ยารักษาโรค และสิ่งทอ ลิกนินเป็นสารประกอบที่มีมากเป็นอันดับสองของโลก มีเพียงเซลลูโลสเท่านั้นที่แซงหน้า มีอยู่ในไม้ยืนต้นเป็นหลัก ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างลิกนินและเซลลูโลสคือ เซลลูโลสเป็นพอลิเมอร์ของคาร์โบไฮเดรต ในขณะที่ลิกนินเป็นพอลิเมอร์อะโรมาติกที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรต
ลิกนินคืออะไร
คำศัพท์ทั่วไป ลิกนิน อธิบายอะโรมาติกโพลีเมอร์กลุ่มใหญ่ที่ประกอบกันเป็นผลจากการคัปปลิ้งออกซิเดชันของ 4-hydroxyphenylpropanoids เป็นโพลีเมอร์อินทรีย์ที่มีอยู่เป็นสารประกอบโครงสร้างในพืชหลอดเลือดและสาหร่ายบางชนิด ในพืชที่มีท่อลำเลียง ลิกนินเป็นสารประกอบโครงสร้างที่สำคัญในระหว่างการทำให้หนาขึ้นและการก่อตัวของผนังเซลล์ทุติยภูมิ สิ่งนี้ให้ความแข็งแกร่งแก่เปลือกและไม้ของลำต้นและให้ความต้านทานการผุโดยการปกป้องโพลีแซ็กคาไรด์ของผนังเซลล์จากการย่อยสลายของจุลินทรีย์
ลิกนินมีบทบาทสำคัญในกระบวนการนำน้ำในลำต้นของหลอดเลือด โพลีแซ็กคาไรด์โพลีเมอร์ เช่น เซลลูโลสที่มีอยู่ในผนังเซลล์พืชสามารถซึมผ่านน้ำได้เนื่องจากลักษณะที่ชอบน้ำ เนื่องจากลิกนินมีลักษณะที่มีกลิ่นหอม ลิกนินจึงไม่ชอบน้ำมากกว่าและสร้างอุปสรรคสำหรับการดูดซึมน้ำเข้าสู่ผนังเซลล์โดยสร้างการเชื่อมโยงระหว่างโพลีแซคคาไรด์นี่เป็นเส้นทางที่มีประสิทธิภาพสำหรับเนื้อเยื่อหลอดเลือดของพืชในการนำน้ำโดยไม่มีอุปสรรค
รูปที่ 01: โครงสร้างลิกนิน
นอกจากจะเป็นสารประกอบเชิงโครงสร้างแล้ว ลิกนินยังเป็นสารประกอบสำคัญที่ขับเคลื่อนวัฏจักรคาร์บอนและทำหน้าที่เป็นสารย่อยสลายช้าของพืชที่ตายแล้ว เป็นปัจจัยจำกัดที่สำคัญในการเปลี่ยนชีวมวลของพืชเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ
ในเชิงพาณิชย์ การกำจัดลิกนินออกจากชีวมวลของพืชเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง ดังนั้นจึงมีการศึกษาวิจัยจำนวนมากเกี่ยวกับโอกาสนี้เพื่อสร้างพืชที่มีลิกนินสะสมน้อยลงและพัฒนาลิกนินรูปแบบที่ไวต่อการย่อยทางเคมีได้ง่ายขึ้น
เซลลูโลสคืออะไร
เซลลูโลสเป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยน้ำตาลกลูโคส β และเป็นโมเลกุลอินทรีย์ที่มีมากที่สุดในโลกเซลลูโลสพบมากในพืช และ 40% ของผนังเซลล์พืชประกอบด้วยเซลลูโลส มันถูกจัดเรียงเป็นชั้นต่าง ๆ ในผนังเซลล์พืช โดยแบ่งเป็นผนังหลักและผนังรอง โครงสร้างของเซลลูโลสประกอบด้วยสายกลูโคส β เชิงเส้น เชื่อมโยงกันด้วยพันธะไกลโยซิดิก β 1-4 การมีอยู่ของกลุ่มไฮดรอกซิล (-OH) ที่ยื่นออกมาจากแต่ละสายโซ่ในทุกทิศทาง เพิ่มความเชื่อมโยงระหว่างสายโซ่กลูโคส β ที่อยู่ติดกัน เนื่องจากการเชื่อมขวางนี้ ความต้านทานแรงดึงของโครงสร้างเซลลูโลสจึงเพิ่มขึ้น ความต้านทานแรงดึงสูงนี้ช่วยป้องกันไม่ให้เซลล์แตกเมื่อน้ำเข้าสู่เซลล์ผ่านการออสโมซิส รูปร่างของเซลล์ถูกกำหนดตามการจัดเรียงของกลุ่มเซลลูโลส
รูปที่ 02: โครงสร้างทางเคมีของเซลลูโลส
นอกจากหน้าที่หลักของมันเป็นสารประกอบเชิงโครงสร้างแล้ว เซลลูโลสยังเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญสำหรับสัตว์ แบคทีเรีย และเชื้อราบางชนิดเซลลูโลสถูก catabolized เป็นกลูโคสโดยเอนไซม์เซลลูเลส แม้ว่าเซลลูโลสจะเป็นแหล่งที่ดีของกลูโคส แต่มนุษย์ไม่สามารถใช้มันได้เนื่องจากไม่มีเอนไซม์เซลลูเลสในระบบ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเช่นวัวย่อยเซลลูโลสโดยจุลินทรีย์ในลำไส้ซึ่งมีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาเซลลูโลส ในเชิงพาณิชย์ เซลลูโลสเป็นสารประกอบสำคัญในอุตสาหกรรมกระดาษ สิ่งทอ และยา
ลิกนินและเซลลูโลสมีความคล้ายคลึงกันอย่างไร
- ลิกนินและเซลลูโลสพบได้ในพืชทุกชนิด
- พวกมันคือองค์ประกอบหลักของผนังเซลล์ของเซลล์พืช
- สารประกอบทั้งสองเกี่ยวข้องกับการเสริมความแข็งแกร่งของโครงสร้างให้กับพืช
- พวกมันคือสารประกอบอินทรีย์
ลิกนินและเซลลูโลสต่างกันอย่างไร
ลิกนินกับเซลลูโลส |
|
| ลิกนินเป็นพอลิเมอร์อะโรมาติกที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรตที่พบในพืช | เซลลูโลสเป็นโพลีเมอร์ของคาร์โบไฮเดรต (น้ำตาลกลูโคส β) ที่พบในพืช |
| สถานที่ | |
| ลิกนินมีอยู่ทั่วไปในผนังเซลล์ทุติยภูมิเมื่อพืชพบการหนาตัวที่สอง | เซลลูโลสมีอยู่ในผนังเซลล์ปฐมภูมิ |
| โครงสร้าง | |
| ลิกนินสามมิติ | เซลลูโลสเป็นโครงสร้างเชิงเส้นที่มีโซ่กลูโคสแบบเส้นตรง |
| เชื่อมโยงข้าม | |
| ลิกนินมีการเชื่อมโยงระหว่างฟีนอลิกโพลีเมอร์ | เซลลูโลสมีการเชื่อมโยงระหว่างกลุ่ม –OH ที่อยู่ติดกันของสายกลูโคส β |
| พันธบัตร | |
| ลิกนินสร้างพันธะเอสเทอร์หรือพันธะอีเทอร์ | เซลลูโลสสร้างพันธะไฮโดรเจนหรือ β 1-4 ไกลโคซิดิก |
| ปฏิสัมพันธ์กับน้ำ | |
| ลิกนินไม่ชอบน้ำ | เซลลูโลสชอบน้ำ |
สรุป – ลิกนิน vs เซลลูโลส
เซลลูโลสและลิกนินเป็นส่วนประกอบโครงสร้างที่สำคัญของผนังเซลล์พืช เซลลูโลสเป็นพอลิเมอร์ของกลูโคส β และมีอยู่ในผนังเซลล์ปฐมภูมิ ลิกนินซึ่งเป็นพอลิเมอร์อะโรมาติกช่วยเสริมความหนารองและพบโดยทั่วไปในผนังเซลล์ทุติยภูมิ นี่คือความแตกต่างระหว่างลิกนินและเซลลูโลส เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพที่แตกต่างกัน พวกมันจึงมีส่วนเกี่ยวข้องกับหน้าที่ต่างๆ มากมายภายในระบบของพืชในหลอดเลือด