Негізгі айырмашылық – лигнин мен целлюлоза
Өсімдік жасушасының қабырғасы біріншілік және қосалқы қабырғалардан тұрады. Біріншілік жасуша қабырғасы глюкоза полисахариді - целлюлозаның бірнеше қабаттарынан тұрады. Целлюлоза – жер бетіндегі ең көп таралған органикалық қосылыс. Барлық өсімдік заттарының 33% целлюлозадан тұрады. Бұл қағаз, фармацевтика және тоқыма сияқты әртүрлі материалдарды өндіруде қолданылатын коммерциялық маңызды қосылыс. Лигнин - жер бетіндегі ең көп таралған екінші қосылыс, тек целлюлозадан асып түседі; ол негізінен ағаш өсімдіктерінде болады. Лигнин мен целлюлозаның негізгі айырмашылығы - целлюлоза көмірсулардың полимері, ал лигнин көмірсусыз хош иісті полимер.
Лигнин дегеніміз не?
Лигнин жалпы термині 4-гидроксифенилпропаноидтардың тотығу байланысы нәтижесінде жиналған ароматты полимерлердің үлкен тобын сипаттайды. Олар тамырлы өсімдіктерде және кейбір балдырларда құрылымдық қосылыстар ретінде кездесетін органикалық полимерлер. Тамырлы өсімдіктерде лигнин екінші реттік қалыңдату және қайталама жасуша қабырғасының қалыптасуы кезінде маңызды құрылымдық қосылыс болып табылады. Бұл сабақтың қабығы мен ағашының қаттылығын қамтамасыз етеді және жасуша қабырғасының полисахаридтерін микробтық деградациядан қорғау арқылы ыдырауға төзімділік береді.
Лигнин тамырлы өсімдік сабақтарындағы суды өткізу процесінде маңызды рөл атқарады. Өсімдік жасушасының қабырғасында кездесетін целлюлоза сияқты полисахаридті полимерлер гидрофильді табиғатына байланысты суды өткізеді. Ароматты табиғатына байланысты лигнин гидрофобты болып табылады және полисахаридтер арасында көлденең байланыстар түзе отырып, судың жасуша қабырғасына сіңуіне кедергі жасайды. Бұл өсімдіктің қан тамырлары тінінің суды кедергісіз өткізетін тиімді жолын қамтамасыз етеді.
01-сурет: Лигнин құрылымы
Құрылымдық қосылыстан басқа, лигнин көміртегі айналымын басқаратын және өлі өсімдіктерді баяу ыдырататын агент ретінде әрекет ететін маңызды қосылыс болып табылады. Бұл өсімдік биомассасының биоотынға айналуындағы негізгі шектеуші фактор.
Коммерциялық аспектіде өсімдік биомассасынан лигнинді жою күрделі және қымбат процесс болып табылады. Сондықтан лигнинді азырақ тұндыратын өсімдіктерді жасау және химиялық сіңімділікке бейім лигнин түрін дамыту үшін осы перспектива бойынша көптеген зерттеулер жүргізілуде.
Целлюлоза дегеніміз не?
Целлюлоза – β глюкозадан тұратын полимер және жер бетіндегі ең көп таралған органикалық молекула. Целлюлоза негізінен өсімдіктерде кездеседі, өсімдік жасушасының қабырғасының 40% целлюлозадан тұрады. Ол өсімдік жасушасының қабырғасында әр түрлі қабаттарда орналасып, біріншілік және екіншілік қабырғалар болып ажыратылады. Целлюлозаның құрылымы бір-бірімен β 1-4 глиозидтік байланыстармен байланысқан сызықтық β глюкоза тізбектерінен тұрады. Әр тізбектен барлық бағытта шығатын гидроксил топтарының (-OH) болуы көршілес β глюкоза тізбектері арасындағы байланысты арттырады. Осы айқас байланыстың арқасында целлюлоза құрылымының созылу күші артады. Бұл жоғары созылу күші осмос арқылы жасушаға су кірген кезде жасушаның жарылуын болдырмайды. Жасушаның пішіні целлюлоза шоғырларының орналасуына қарай анықталады.
02-сурет: целлюлозаның химиялық құрылымы
Құрылымдық қосылыс ретіндегі негізгі функциясынан басқа, целлюлоза кейбір жануарлар, бактериялар мен саңырауқұлақтар үшін маңызды тағам көзі ретінде қызмет етеді. Целлюлоза целлюлоза ферменті арқылы глюкозаға катаболизденеді. Целлюлоза глюкозаның жақсы көзі болғанымен, адамдар оны пайдалана алмайды, өйткені олардың жүйелерінде целлюлаза ферменті жоқ. Сиыр сияқты сүтқоректілер целлюлозаны катаболизациялау қабілеті бар ішек микроорганизмдері арқылы сіңіреді. Коммерциялық аспектіде целлюлоза қағаз, тоқыма және фармацевтика салаларындағы маңызды қосылыс болып табылады.
Лигнин мен целлюлозаның қандай ұқсастықтары бар?
- Лигнин мен целлюлоза барлық өсімдіктерде кездеседі.
- Олар өсімдік жасушаларының жасуша қабырғасының негізгі компоненттері.
- Екі қосылыс да зауыттың құрылымдық қаттылығын қамтамасыз етеді.
- Олар органикалық қосылыстар.
Лигнин мен целлюлозаның айырмашылығы неде?
Лигнин және целлюлоза |
|
| Лигнин - өсімдіктерде кездесетін көмірсусыз ароматты полимер. | Целлюлоза – өсімдіктерде кездесетін көмірсулардың (β глюкоза) полимері. |
| Орын | |
| Лигнин негізінен өсімдік қайталама қалыңдауға тап болғаннан кейін екіншілік жасуша қабырғасында болады. | Целлюлоза негізгі жасуша қабырғасында болады. |
| Құрылым | |
| Лигнин үш өлшемді. | Целлюлоза – сызықтық β глюкоза тізбегі бар сызықтық құрылым. |
| Айқас байланыс | |
| Лигнин фенолды полимерлер арасында айқаспалы байланысқа ие. | Целлюлоза β глюкоза тізбектерінің көршілес –OH топтары арасында айқаспалы байланыстарға ие. |
| Облигациялар | |
| Лигнин эфир байланысын немесе эфир байланысын түзеді. | Целлюлоза сутегі байланысын немесе β 1-4 гликозидті түзеді. |
| Сумен әрекеттесу | |
| Лигнин гидрофобты. | Целлюлоза гидрофильді. |
Қорытынды – Лигнин және целлюлоза
Целлюлоза мен лигнин өсімдік жасушасы қабырғасының маңызды құрылымдық компоненттері болып табылады. Целлюлоза β глюкозаның полимері болып табылады және жасушаның бастапқы қабырғасында болады. Лигнин, хош иісті полимер, қайталама қалыңдатуға көмектеседі және негізінен екіншілік жасуша қабырғасында болады. Бұл лигнин мен целлюлозаның айырмашылығы. Әртүрлі химиялық және физикалық қасиеттеріне байланысты олар тамырлы өсімдіктер жүйесінде көптеген әртүрлі қызметтерге қатысады.
