Nøgleforskel – Cellulose vs Hemicellulose
Cellulose og hemicellulose er to typer naturlige polymerer, der hovedsageligt findes i plantecellevæggene og er vigtige komponenter i naturlige lignocellulosematerialer. Men disse to komponenter er forskellige i den kemiske sammensætning og strukturen. Den vigtigste forskel mellem cellulose og hemicellulose er, at cellulose er et organisk polysaccharidmolekyle, mens hemicellulose er en matrix af polysaccharider.
Hvad er Cellulose
Cellulose er et organisk polysaccharidmolekyle med molekylformlen (C6H10O5)nDen har en lineær kæde på flere hundrede til tusindvis af D-glukoseenheder. Cellulose er en naturlig polymerforbindelse, der findes i mange naturlige materialer; for eksempel er det den strukturelle komponent i den primære cellevæg i grønne planter. Det kan også findes i mange former for algearter. Cellulose er den mest almindelige organiske polymer på jorden. Mange naturlige forbindelser er rige på cellulose; f.eks. er celluloseindholdet i træ, bomuldsfibre og tørret hamp henholdsvis 40-50 %, 90 % og 57 %.
Hvad er hemicellulose
Hemicellulose, også kendt som polyose, er en matrix af polysaccharider, såsom arabinoxylaner, der findes sammen med cellulose i næsten alle plantecellevægge. Det er et polysaccharid, der er til stede i biomassen af de fleste planter; omkring 20%-30% tørvægt af planter. Hemicellulose, kombineret med cellulose, giver fysisk og strukturel styrke til cellevæggen. Ud over glucose er de andre strukturelle komponenter i hemicelluloser xylose, galactose, mannose, rhamnose og arabinose. Hemicellulose har kortere kæder på 500 og 3000 sukkerenheder med en forgrenet struktur.
Hvad er forskellen mellem Cellulose og Hemicellulose?
Struktur:
Cellulose: Cellulose er et ikke-forgrenet polymermolekyle og har 7.000-15.000 glukosemolekyler pr. polymer.
Hemicellulose: Hemicellulose indeholder kortere kæder på 500-3.000 sukkerenheder, og det er en forgrenet polymer.
Kemisk sammensætning:
Parameter |
Cellulose |
Hemicellulose |
| Underenheder | D-Pyran glukoseenheder |
D-Xylose mannose, L-arabinose galactose glucuronsyre |
| Bånder mellem underenhederne | “-1, 4-glykosidbindinger |
“-1, 4-glykosidbindinger i hovedkæder; “-1.2-, “-1.3-, “-1.6-glykosidbindinger i sidekæder |
| Polymerisation | Flere hundrede til titusindvis af enheder. Det har en uforgrenet struktur. | Mindre end 200 enheder. Den har en forgrenet struktur. |
| Polymer | β-Glucan | Polyxylose, Galactoglucomannan (Gal-Glu-Man), glucomannan (Glu-Man) |
| Composition | Tredimensionelt lineært molekyle sammensat af det krystallinske område og det amorfe område. |
Tredimensional Inhomogen molekylær med et lille krystallinsk område. |
Properties:
Cellulose: Cellulose har en stærk, krystallinsk struktur, og den er modstandsdygtig over for hydrolyse. I modsætning til hemicellulose har denne en høj molekylvægt. Cellulose fungerer som støttemateriale i plantens cellevægge.
Hemicellulose: Hemicellulose har en tilfældig, amorf struktur med ringe styrke. Det kan let hydrolyseres af fortyndet syre eller base og såvel som af utallige hemicelluloseenzymer. Hemicellulose er biologisk nedbrydeligt og nedbrydes gennem synergistisk virkning af få enzymer fra nogle bakterier og svampe. Den har en lavere molekylvægt sammenlignet med cellulose.
Applications:
Cellulose: Store mængder cellulose bruges hovedsageligt til fremstilling af pap og papir. Mindre mængder omdannes til en bred vifte af afledte produkter såsom cellofan og rayon. Omdannelsen af cellulose til biobrændstoffer såsom celluloseholdig ethanol er på forskningsstadiet for at bruge som en alternativ brændstofkilde. Træmasse og bomuld er de vigtigste cellulosekilder til industrielle anvendelser.
Hemicellulose: Det bruges som film og geler i emballage. Da hemicellulose er ugiftigt og biologisk nedbrydeligt, bruges det i spiselige film til belægning af madvarer for at bevare tekstur, smag og mundfølelse. Og det bruges også som kostfiber.
Definitioner:
Synergistisk handling: En effekt, der opstår mellem to eller flere midler, entiteter, faktorer eller stoffer, som frembringer en effekt, der er større end summen af deres individuelle virkninger.
