Główna różnica – amyloza kontra celuloza

Skrobia jest składnikiem węglowodanowym, który jest zaliczany do polisacharydów. Dziesięć lub więcej jednostek monosacharydowych jest połączonych wiązaniami glikozydowymi w celu utworzenia polisacharydów. Ponieważ polisacharydy są większymi cząsteczkami, mają większą masę cząsteczkową, charakterystycznie większą niż 10000. Ponadto niektóre polisacharydy składają się z pojedynczej jednostki monosacharydowej i są one identyfikowane jako homopolisacharydy. Z drugiej strony niektóre polisacharydy składają się z mieszaniny jednostek monosacharydowych i są one identyfikowane jako heteropolisacharydy. Amyloza i celuloza to dwa główne i najbardziej rozpowszechnione homopolisacharydy na świecie. Amyloza jest magazynującym polisacharydem, w którym cząsteczki D-glukozy są połączone wiązaniem α-1,4-glikozydowym, tworząc liniową strukturę zwaną amylozą. W przeciwieństwie, celuloza jest strukturalnym polisacharydem, w którym cząsteczki D-glukozy są połączone wiązaniami β (1→4) glikozydowymi, tworząc liniową strukturę zwaną celulozą. To jest kluczowa różnica między amylozą a celulozą. To jest główna różnica między amylozą a celulozą. W tym artykule omówimy różnicę między amylozą a celulozą pod względem ich przeznaczenia oraz właściwości chemicznych i fizycznych.

Co to jest amyloza?

Amyloza jest liniowy polisacharyd gdzie Jednostki D-glukozy są ze sobą połączone w celu utworzenia tej struktury. W rozwoju cząsteczki amylozy może uczestniczyć duża liczba cząsteczek glukozy, od 300 do kilku tysięcy. Zazwyczaj atom węgla numer 1 jednej cząsteczki glukozy może tworzyć wiązanie glikozydowe z czwartym atomem węgla innej cząsteczki glukozy. Nazywa się to wiązaniem α-1,4-glikozydowym iw wyniku tego połączenia amyloza zyskała strukturę liniową. Ponadto jest ciasno upakowaną cząsteczką i nie ma żadnych rozgałęzień. Amyloza nie jest rozpuszczalna w wodzie i dlatego w roślinach pełni funkcję magazynu żywności lub energii. Może być trawiony przez ludzkie enzymy jelitowe i podczas trawienia rozkładany na maltozę i glukozę, mogą być wykorzystywane jako źródło energii.

ten test jodowy służy do rozróżniania amylozy lub skrobi, a podczas testu cząsteczki jodu są mocowane w spiralnej strukturze amylazy; w rezultacie daje ciemnofioletowy/niebieski kolor. Ogólnie rzecz biorąc, amyloza stanowi 20-30% struktury skrobi, a resztę stanowi amylopektyna. Ponadto amyloza jest bardziej odporna na trawienie niż amylopektyna, a zatem jest niezbędna do obniżenia wartości indeksu glikemicznego i do tworzenia odpornej skrobi, która jest uważana za aktywny prebiotyk.

Test jodowy skrobi pszennej, pod mikroskopem świetlnym.

Co to jest celuloza

Celuloza została po raz pierwszy ujawniona przez francuskiego chemika Anselme Payena w 1838 r. Payen wyizolował ją z materii roślinnej i określił jej wzór chemiczny. To jest polisacharyd strukturalny gdzie D-glukoza jednostki są ze sobą połączone w celu utworzenia tej struktury. Duża liczba cząsteczek glukozy, takich jak 3000 lub więcej, może uczestniczyć w tworzeniu cząsteczki celulozy. W celulozie cząsteczki glukozy są połączone wiązaniami β (1→4) glikozydowymi i nie rozgałęziają się. Jest to zatem polimer o łańcuchu prostym. Ponadto w wyniku wiązań wodorowych między cząsteczkami glukozy może wytworzyć bardzo sztywną strukturę. Nie rozpuszcza się w wodzie. Występuje obficie w ścianach komórkowych roślin zielonych i algach, dzięki czemu nadaje komórkom roślinnym wytrzymałość, sztywność, jędrność i kształt. Celuloza w ścianie komórkowej jest przepuszczalna dla każdego składnika; w ten sposób umożliwia przepuszczanie składników do lub/i z komórki. Celuloza jest uważana za najpowszechniejszy i najpowszechniejszy węglowodan na ziemi. Jest również używany do wytwarzania papieru, biopaliw i innych użytecznych produktów ubocznych.

Włókna bawełniane reprezentują najczystszą naturalną formę celulozy

Różnica między amylozą a celulozą

Różnicę między amylozą a celulozą można podzielić na następujące kategorie. Oni są;

Definicja

Amyloza jest liniowym spiralnym polimerem węglowodanowym zbudowanym z jednostek α-D-glukozy i jest uważany za polisacharyd magazynujący.

Celuloza jest organicznym polisacharydem zawierającym łańcuch liniowy i jest uważany za polisacharyd strukturalny.

Struktura chemiczna

Amyloza:

Celuloza:

Struktura i liczba jednostek monomerowych

Amyloza jest liniowym polimerem zawierającym od 300 do kilku tysięcy powtarzających się podjednostek glukozy.

Celuloza jest polimerem o prostym łańcuchu zawierającym od 3000 do kilku tysięcy powtarzających się podjednostek glukozy.

Regiony krystaliczne i amorficzne

Amyloza składa się z obszarów krystalicznych i amorficznych. Jednak amyloza przechodzi przemianę krystaliczną w amorficzną po podgrzaniu w wodzie o temperaturze około 60–70 °C, np. podczas gotowania.

Mimo że, celuloza składa się z obszarów krystalicznych i amorficznych, w porównaniu z amylozą, celuloza ma więcej obszarów krystalicznych. Aby przekształcić regiony krystaliczne w amorficzne, celuloza potrzebuje temperatury 320°C i ciśnienia 25 MPa.

Wzór chemiczny

Amyloza nie ma dokładnej formuły i jest zmienna.

Celuloza formuła to (C₆h₁₀O₅)

Wiązania glikozydowe

Amyloza: wiązania glikozydowe α(1→4)

Celuloza: β(1→4) połączone jednostki D-glukozy

Funkcja w zakładzie

Amyloza ma znaczenie w magazynowaniu energii roślin i jest mniej podatna na trawienie niż amylopektyna. Dlatego jest preferowaną skrobią do przechowywania w roślinach. Stanowi około 20-30% przechowywanej skrobi.

Celuloza jest istotnym węglowodanem strukturalnym, występującym głównie w ścianach komórkowych roślin zielonych. Ale można go również znaleźć w wielu formach alg i Oomycetes. Jest to najobficiej występujący polimer organiczny na Ziemi.

Test identyfikacyjny

Test jodu służy do identyfikacji amyloza. Cząsteczki jodu dopasowują się do spiralnej struktury amylozy i tworzą niebiesko-czarny kompleks barwny. Jakościowo amylozę można zidentyfikować za pomocą tego niebiesko-czarnego koloru. Aby określić ilościowo zawartość amylozy, można zmierzyć absorbancję powstałego koloru za pomocą spektrofotometru UV/VIS.

Test antronu służy do identyfikacji celuloza. Celuloza będzie reagować z antronem w kwasie siarkowym, a powstały barwny związek mierzy się za pomocą spektrofotometru UV/VIS przy długości fali około 635 nm.

Inne zastosowania

Amyloza jest stosowany w następujących zastosowaniach przemysłowych i spożywczych.

Środek zagęszczający

Środek wiążący wodę

Stabilizator emulsji

Środek żelujący

Celuloza jest stosowany w następujących aplikacjach przemysłowych i spożywczych.

Produkcja tektury i papieru

Produkcja pulpy drzewnej i kartonu

Produkcja bawełny, lnu i innych włókien roślinnych (są głównym składnikiem tekstyliów)

Celofan i sztuczny jedwab znany również jako produkcja regenerowanych włókien celulozowych

Jadalna celuloza mikrokrystaliczna (numer E – E460i) i sproszkowana celuloza (numer E – E460ii) są wykorzystywane jako nieaktywne wypełniacze w tabletkach leków, a także działają jako zagęszczacze i stabilizatory w przetworzonej żywności

Jest stosowany jako faza stacjonarna do chromatografii cienkowarstwowej w laboratorium.

Produkcja biopaliw

Trawienie

Amyloza mogą być trawione przez ludzi, ponieważ ludzie mają amylazę ślinową lub trzustkową do trawienia amylozy.

Celuloza nie mogą być trawione przez ludzi, ponieważ przewód pokarmowy człowieka nie wytwarza enzymów rozszczepiających wiązania β (1→4) glikozydowe. Jednak mikroorganizmy w jelicie grubym mogą rozkładać celulozę i wytwarzać kwasy organiczne i gazy. Ponadto celuloza działa jak błonnik pokarmowy i może wchłaniać wilgoć w przewodzie pokarmowym, zapobiegając w ten sposób zaparciom i ułatwiając wypróżnianie. Jednak przeżuwacze i termity mogą trawić celulozę za pomocą symbiotycznych mikroorganizmów jelitowych żyjących w ich żwaczu.

Podsumowując, celuloza i amyloza to przede wszystkim węglowodany i uważane za najobficiej występujące polisacharydy na świecie. Ale pełnią one różne funkcje w roślinie ze względu na ich różnice we właściwościach fizycznych i chemicznych.

Bibliografia:

R. Cohen, Y. Orłowa, M. Kovalev, Y. Ungar i E. Shimoni (2008). Właściwości strukturalne i funkcjonalne kompleksów amylozy z genisteną. Dziennik Chemii Rolno-Spożywczej, 56(11): 4212–4218.

Nelson, D. i Michael, MC Zasady biochemii. wyd. Nowy Jork: WH Freeman and Company, 2008.

Nishiyama Y., Langan P. i Chanzy H. (2002). Struktura krystaliczna i system wiązania wodorowego w celulozie Iβ z synchrotronowej dyfrakcji rentgenowskiej i włókien neutronowych. J. Am. Chem. Soc, 124 (31): 9074–82.

Richmond, TA i Somerville, CR (2000). Nadrodzina Syntazy Celulozy. Fizjologia roślin, 124 (2): 495–498.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

„Granulat skrobi pszennej” Kiselov Yuri – Praca własna. (Domena publiczna) przez Commons

„Bawełna” KoS – Praca własna. (Domena publiczna) przez Commons

„Amylose3” autorstwa NEUROtiker – Praca własna (domena publiczna) za pośrednictwem Wikimedia Commons

„Cellulose Sessel” autorstwa NEUROtiker – Praca własna. (Domena publiczna) przez Commons