Verschil tussen cellulose en hemicellulose

Belangrijkste verschil - Cellulose versus hemicellulose

Cellulose en hemicellulose zijn twee soorten polymeren die dienen als structurele componenten van de plantencelwand. Beiden zijn polysacchariden. Aldus zijn zowel cellulose als hemicellulose samengesteld uit suikermonomeren. Cellulose wordt geproduceerd door de polymerisatie van uitsluitend β-glucosemonomeren. Daarentegen bestaat hemicellulose uit verschillende monomeren: xylose, galactose, mannose, rhamnose en arabinose. Cellulose is een lang polymeer, terwijl hemicellulose relatief kort is. De grootste verschil tussen cellulose en hemicellulose is dat cellulose is een polymeer met rechte keten, terwijl hemicellulose een verknoopt polymeer is.

Key Areas Covered

1. Wat is Cellulose
     - Definitie, polymerisatie, structuur, samenstelling, functie
2. Wat is hemicellulose
    - Definitie, polymerisatie, structuur, samenstelling, functie
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen cellulose en hemicellulose
     - Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het verschil tussen cellulose en hemicellulose
     - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: cellulose, glucose, hemicellulose, lignine, microvezel, pectine, plantencelwand, polysacchariden

Wat is Cellulose

Cellulose verwijst naar een inert koolhydraat, dat het hoofdbestanddeel van de plantencelwand is. Het is het meest voorkomende macromolecuul op aarde. Hoewel de chemische structuur van cellulose grotendeels op glucose lijkt, is het uiterst stijf, waardoor het een grote sterkte aan de plant verleent en de inwendige structuren van de plantencel beschermt. Cellulose is een lineair polymeer gemaakt door de polymerisatie van beta-glucosemoleculen in een lange keten. Elk glucosemolecuul staat ondersteboven in verhouding tot het naburige glucosemolecuul. De structuur van cellulose is weergegeven in Figuur 1.

Figuur 1: Cellulose

Cellulose is de derde massa van een plant. De parallel uitgelijnde ketens van cellulose produceren microvezels; deze microvezels zijn samengebonden door waterstofbruggen. De waterstofbruggen worden gevormd door de hydroxylgroepen van glucosemoleculen. Ongeveer 80 cellulosemoleculen zijn betrokken bij de vorming van een microvezel. Verdere verknoping van vezels vindt plaats door hemicellulose. De twee soorten vezels worden gesuspendeerd in een gelachtige matrix die bestaat uit pectine en de middelste lamel vormt. De waterstofbruggen tussen lineaire cellulosemoleculen worden getoond in Figuur 2.

Figuur 2: waterstofbindingen tussen cellulosemoleculen

Omdat cellulose de hoofdcomponent van de plantencelwand is, beschermt het de plasmamembraan van plantencellen. In het algemeen kan cellulose alleen worden verteerd door het spijsverteringssysteem van herkauwers. Er zijn weinig soorten enzymen die in staat zijn om cellulose te hydrolyseren.

Wat is hemicellulose

Hemicellulose verwijst naar een bestanddeel van de plantencelwand dat bestaat uit een eenvoudige structuur dan cellulose. Het beslaat 20 - 30% van het droge houtgewicht. Hemicellulose bestaat uit β- (1 → 4) -gebonden skeletten. De soorten monomeren die betrokken zijn bij de polymerisatie van hemicellulose zijn xylose, galactose, mannose, rhamnose en arabinose. Hemicellulose verknoopt met cellulose of lignine en versterkt de celwand. De biosynthese van hemicellulose vindt plaats in het Golgi-apparaat onder invloed van glycosyltransferasen. De structuur van de plantencelwand wordt getoond in figuur 3.

Figuur 3: Plantaardige celwand

De samenstelling van hemicellulose in zachthout en hardhout verschilt van elkaar. Het naaldhout bevat voornamelijk mannose, galactose en lignine, terwijl het hardhout voornamelijk bestaat uit xylan en acetyl.

Overeenkomsten tussen cellulose en hemicellulose

• Zowel cellulose als hemicellulose zijn polysacchariden die zijn samengesteld uit suikermonomeren.
• Zowel cellulose als hemicellulose zijn structurele componenten van de plantencelwand.

Verschil tussen cellulose en hemicellulose

Definitie

Cellulose: Cellulose verwijst naar een inert koolhydraat, dat het hoofdbestanddeel van de plantencelwand is.

hemicellulose: Hemicellulose verwijst naar een bestanddeel van de plantencelwand dat bestaat uit een eenvoudige structuur dan cellulose.

Betekenis

Cellulose: Cellulose is het polymeer met lange keten in de celwand van de plant.

hemicellulose: Hemicellulose is het gecrosslinkte polymeer van de plantencelwand.

Type van monomeren

Cellulose: Cellulose wordt gemaakt door de polymerisatie van β-glucose.

hemicellulose: Hemicellulose bestaat uit xylose, galactose, mannose, rhamnose en arabinose.

Fysieke eigenschappen

Cellulose: Cellulose is een kristallijn polymeer en een sterk polymeer.

hemicellulose: Hemicellulose heeft een amorf polymeer met weinig sterkte.

Overvloed

Cellulose: Cellulose is de belangrijkste structurele component van de primaire celwand van planten.

hemicellulose: Hemicellulose is aanwezig samen met cellulose.

hydrolyse

Cellulose: Cellulose is resistent tegen hydrolyse.

hemicellulose: Hemicellulose wordt gemakkelijk gehydrolyseerd door een verdund zuur of een verdunde base.

Lengte van het polymeer

Cellulose: Cellulose bestaat uit lange ketens (7.000 - 15.000 suikereenheden).

hemicellulose: Hemicellulose bestaat uit korte ketens (500 - 3000 suikereenheden).

vertakking

Cellulose: Cellulose is een onvertakt polymeer.

hemicellulose: Hemicellulose is een vertakt polymeer.

biosynthese

Cellulose: Cellulose wordt gesynthetiseerd door rozet-eindstandige complexen (RTC's) aan het plasmamembraan.

hemicellulose: Hemicellulose wordt gesynthetiseerd uit suiker-nucleotiden in het Golgi-apparaat.

Spijsvertering

Cellulose: Cellulose is alleen verteerbaar door herkauwers.

hemicellulose: Hemicellulose kan gemakkelijk worden verteerd door zowel mensen als herkauwers.

Belang

Cellulose: Cellulose kan worden gebruikt om papier, textiel, geneesmiddelen en explosieven te produceren. 

hemicellulose: Hemicellulose kan worden gebruikt om papier, furfural en ethanol te produceren. 

Conclusie

Cellulose en hemicellulose zijn twee polysacchariden die dienen als de structurele componenten van de plantencelwand. Cellulose bestaat uit glucosemonomeren, terwijl hemicellulose bestaat uit verschillende polymeren. Cellulose is een lineair polymeer, terwijl hemicellulose een verknoopt polymeer is. Het belangrijkste verschil tussen cellulose en hemicellulose is de rol van elk polysaccharide in de celwand van de plant.

Referentie:

1. "Functie van cellulose in planten." Actforlibraries.org, Hier beschikbaar.
2. "Hemicelluloses." Hemicelluloses | Jaaroverzicht van plantenbiologie, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Cellulose Sessel" door NEUROtiker - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Cellulose spacefilling model" door CeresVesta (talk) (Uploads) - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. "Plant cell wall diagram-nl" By LadyofHats - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia