Differenza tra lignina e cellulosa

Differenza chiave - Lignina vs cellulosa
 

La parete cellulare vegetale è composta da pareti primarie e secondarie. La parete cellulare primaria è composta da più strati di cellulosa, un polisaccaride glucidico. La cellulosa è il composto organico più comune sulla terra. Il 33% di tutta la materia vegetale è composta da cellulosa. È un composto commercialmente importante utilizzato nella produzione di diversi materiali come carta, prodotti farmaceutici e tessuti. La lignina è il secondo composto più abbondante sulla terra, superato solo dalla cellulosa; è presente principalmente nelle piante legnose. La differenza chiave tra lignina e cellulosa è quella la cellulosa è un polimero di carboidrati mentre la lignina è un polimero aromatico non contenente carboidrati.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è Lignin
3. Cos'è la cellulosa
4. Somiglianze tra lignina e cellulosa
5. Confronto affiancato - Lignina vs Cellulosa in forma tabulare
6. Sommario

Cos'è Lignin?

Il termine generale lignina descrive un grande gruppo di polimeri aromatici assemblati come risultato dell'accoppiamento ossidativo di 4-idrossifenilpropanoidi. Sono polimeri organici presenti come composti strutturali nelle piante vascolari e alcune alghe. Nelle piante vascolari, la lignina è un importante composto strutturale durante l'ispessimento secondario e la formazione della parete cellulare secondaria. Ciò fornisce rigidità alla corteccia e al legno dello stelo e conferisce resistenza al decadimento proteggendo i polisaccaridi delle pareti cellulari dalla degradazione microbica.

La lignina svolge un ruolo importante nel processo di conduzione dell'acqua negli steli delle piante vascolari. Polimeri polisaccaridici come la cellulosa presente nella parete cellulare della pianta sono permeabili all'acqua a causa della loro natura idrofila. A causa della sua natura aromatica, la lignina è più idrofoba e crea un ostacolo per l'assorbimento di acqua nella parete cellulare formando collegamenti incrociati tra polisaccaridi. Ciò fornisce un percorso efficiente per il tessuto vascolare della pianta per condurre l'acqua senza ostacoli.

Figura 01: struttura della lignina

Oltre ad essere un composto strutturale, la lignina è un composto importante che guida il ciclo del carbonio e agisce come un lento agente di decomposizione della vegetazione morta. È un importante fattore limitante nella conversione della biomassa vegetale in biocarburanti.

In un aspetto commerciale, la rimozione della lignina dalla biomassa vegetale è un processo complicato e costoso. Pertanto, molti studi di ricerca sono condotti su questa prospettiva al fine di creare piante con meno deposito di lignina e sviluppare una forma di lignina che è più suscettibile alla digestione chimica senza sforzo.

Cos'è la cellulosa?

La cellulosa è un polimero composto da β glucosio ed è la molecola organica più abbondante sulla terra. La cellulosa si trova principalmente nelle piante e il 40% della parete cellulare vegetale è costituita da cellulosa. È disposto in diversi strati nella parete cellulare della pianta, differenziati in pareti primarie e secondarie. La struttura della cellulosa è composta da catene di glucosio β lineari collegate tra loro da β 1-4 legami glicosidici. La presenza di gruppi ossidrile (-OH) che sporgono da ciascuna catena in tutte le direzioni, aumenta il legame tra le catene di glucosio β adiacenti. A causa di questo collegamento trasversale, aumenta la resistenza alla trazione della struttura di cellulosa. Questa elevata resistenza alla trazione impedisce alla cellula di esplodere quando l'acqua penetra nella cella attraverso l'osmosi. La forma della cellula è determinata in base alla disposizione dei fasci di cellulosa.

Figura 02: Struttura chimica della cellulosa

Oltre alla sua funzione primaria come composto strutturale, la cellulosa funge da importante fonte di cibo per alcuni animali, batteri e funghi. La cellulosa è catabolizzata in glucosio dall'enzima cellulasi. Anche se la cellulosa è una buona fonte di glucosio, gli umani non possono utilizzarla poiché mancano dell'enzima cellulasi nei loro sistemi. I mammiferi come le mucche digeriscono la cellulosa dai loro microrganismi intestinali che hanno la capacità di catabolizzare la cellulosa. In un aspetto commerciale, la cellulosa è un composto importante nelle industrie della carta, del tessile e dei prodotti farmaceutici.

Quali sono le somiglianze tra la lignina e la cellulosa?

• Lignina e cellulosa si trovano in tutte le piante.
• Sono i componenti principali della parete cellulare delle cellule vegetali.
• Entrambi i composti implicano una rigidità strutturale della pianta.
• Sono composti organici.

Qual è la differenza tra lignina e cellulosa?

Lignina vs cellulosa
La lignina è un polimero aromatico non carboidrato presente nelle piante.	La cellulosa è un polimero di carboidrati (β glucosio) presente nelle piante.
Posizione
La lignina è presente fondamentalmente nella parete cellulare secondaria una volta che la pianta incontra un ispessimento secondario.	La cellulosa è presente nella parete cellulare primaria.
Struttura
La lignina è tridimensionale.	La cellulosa è una struttura lineare con catene di glucosio β lineari.
Cross Linkage
La lignina ha collegamenti incrociati tra polimeri fenolici.	La cellulosa ha legami crociati tra i gruppi -OH adiacenti di catene di glucosio β.
Obbligazioni
La lignina forma legami esteri o legami eterei.	La cellulosa forma legami idrogeno o β 1-4 glicosidico.
Interazione con l'acqua
La lignina è idrofoba.	La cellulosa è idrofila.

Sommario - Lignina vs cellulosa

La cellulosa e la lignina sono componenti strutturali importanti della parete cellulare della pianta. La cellulosa è un polimero di glucosio β ed è presente nella parete cellulare primaria. La lignina, un polimero aromatico, aiuta l'ispessimento secondario e fondamentalmente presente nella parete cellulare secondaria. Questa è la differenza tra lignina e cellulosa. A causa delle loro diverse proprietà chimiche e fisiche, sono coinvolte in molte funzioni diverse all'interno del sistema delle piante vascolari.

Riferimenti:

1. "Cellulosa nelle piante: funzione e struttura". Study.com, n.d. web. Disponibile qui. 03 agosto 2017.
2. Vanholme, Ruben, Brecht Demedts, Kris Morreel, John Ralph e Wout Boerjan. "Biosintesi e struttura della lignina". Fisiologia vegetale. American Society of Plant Biologists, luglio 2010. Web. Disponibile qui. 03 agosto 2017.

Cortesia dell'immagine:

1. "Filo di cellulosa" di Karol Głąbpl.- opera propria di: Glazer, A. W. e Nikaido, H. (1995). Biotecnologie microbiche: fondamenti della microbiologia applicata. San Francisco: W. H. Freeman, p. 340. ISBN 0-71672608-4 (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia
2. "Struttura della lignina" di Laghi.l  (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia