Hauptunterschied – Zellulose vs. Hemizellulose
Zellulose und Hemizellulose sind zwei Arten natürlicher Polymere, die hauptsächlich in den Zellwänden von Pflanzen vorkommen und wichtige Bestandteile natürlicher lignozellulosischer Materialien sind. Diese beiden Komponenten unterscheiden sich jedoch in der chemischen Zusammensetzung und der Struktur. Der Hauptunterschied zwischen Zellulose und Hemizellulose besteht darin, dass Zellulose ein organisches Polysaccharidmolekül ist, während Hemizellulose eine Matrix aus Polysacchariden ist.
Was ist Cellulose
Cellulose ist ein organisches Polysaccharidmolekül mit der Summenformel (C6H10O5)nEs hat eine lineare Kette von mehreren hundert bis tausend D-Glucose-Einheiten. Zellulose ist eine natürliche polymere Verbindung, die in vielen natürlichen Materialien vorkommt; zum Beispiel ist es die strukturelle Komponente der primären Zellwand in grünen Pflanzen. Es ist auch in vielen Formen von Algenarten zu finden. Zellulose ist das häufigste organische Polymer auf der Erde. Viele Naturstoffe sind reich an Zellulose; Beispielsweise beträgt der Zellulosegeh alt von Holz, Baumwollfasern und getrocknetem Hanf 40–50 %, 90 % bzw. 57 %.
Was ist Hemicellulose
Hemizellulose, auch als Polyose bekannt, ist eine Matrix aus Polysacchariden wie Arabinoxylanen, die zusammen mit Zellulose in fast allen Pflanzenzellwänden vorkommen. Es ist ein Polysaccharid, das in der Biomasse der meisten Pflanzen vorhanden ist; etwa 20%-30% Trockengewicht der Pflanzen. Hemicellulose in Kombination mit Cellulose verleiht der Zellwand physikalische und strukturelle Festigkeit. Neben Glucose sind die anderen Strukturkomponenten in Hemicellulosen Xylose, Galactose, Mannose, Rhamnose und Arabinose. Hemicellulose hat kürzere Ketten von 500 und 3000 Zuckereinheiten mit einer verzweigten Struktur.
Was ist der Unterschied zwischen Cellulose und Hemicellulose?
Struktur:
Cellulose: Cellulose ist ein unverzweigtes Polymermolekül und enthält 7.000–15.000 Glucosemoleküle pro Polymer.
Hemicellulose: Hemicellulose enthält kürzere Ketten von 500–3.000 Zuckereinheiten und ist ein verzweigtes Polymer.
Chemische Zusammensetzung:
Parameter |
Zellulose |
Hemicellulose |
| Untereinheiten | D-Pyran-Glukoseeinheiten |
D-Xylose Mannose, L-Arabinose Galactose Glucuronsäure |
| Bindungen zwischen den Untereinheiten | “-1,4-glykosidische Bindungen |
“-1, 4-glykosidische Bindungen in Hauptketten; “-1.2-, “-1.3-, “-1.6-glycosidische Bindungen in Seitenketten |
| Polymerisation | Mehrere Hundert bis Zehntausende von Einheiten. Es hat eine unverzweigte Struktur. | Weniger als 200 Einheiten. Es hat eine verzweigte Struktur. |
| Polymer | β-Glucan | Polyxylose, Galactoglucomannan (Gal-Glu-Man), Glucomannan (Glu-Man) |
| Zusammensetzung | Dreidimensionales lineares Molekül bestehend aus dem kristallinen Bereich und dem amorphen Bereich. |
Dreidimensional Inhomogenes Molekül mit kleiner kristalliner Region. |
Eigenschaften:
Cellulose: Cellulose hat eine starke, kristalline Struktur und ist hydrolysebeständig. Diese hat im Gegensatz zu Hemicellulose ein hohes Molekulargewicht. Zellulose dient als Stützmaterial in den pflanzlichen Zellwänden.
Hemicellulose: Hemicellulose hat eine zufällige, amorphe Struktur mit geringer Festigkeit. Es kann leicht durch verdünnte Säuren oder Basen sowie durch unzählige Hemicelluloseenzyme hydrolysiert werden. Hemicellulose ist biologisch abbaubar und wird durch synergistische Wirkung einiger Enzyme einiger Bakterien und Pilze abgebaut. Es hat im Vergleich zu Zellulose ein niedrigeres Molekulargewicht.
Anwendungen:
Zellulose: Große Mengen Zellulose werden hauptsächlich zur Herstellung von Pappe und Papier verwendet. Kleinere Mengen werden in eine Vielzahl von Folgeprodukten wie Zellophan und Rayon umgewandelt. Die Umwandlung von Zellulose in Biokraftstoffe wie Zellulose-Ethanol befindet sich im Forschungsstadium, um als alternative Kraftstoffquelle verwendet zu werden. Zellstoff und Baumwolle sind die wichtigsten Zellulosequellen für industrielle Anwendungen.
Hemicellulose: Sie wird als Folien und Gele in Verpackungen verwendet. Da Hemicellulose ungiftig und biologisch abbaubar ist, wird sie in essbaren Folien zum Beschichten von Lebensmitteln verwendet, um die Textur, den Geschmack und das Mundgefühl zu erh alten. Außerdem wird es als Ballaststoff verwendet.
Definitionen:
Synergistische Wirkung: Eine Wirkung, die zwischen zwei oder mehr Agenten, Einheiten, Faktoren oder Substanzen entsteht, die eine Wirkung erzeugt, die größer ist als die Summe ihrer individuellen Wirkungen.
