纤维素(cellulose)和半纤维素(hemicellulose)的区别
纤维素和半纤维素是两类主要存在于植物细胞壁中的天然高分子,是天然木质纤维素材料的重要组成部分。但是,这两种成分在化学成分和结构上是不同的。纤维素和半纤维素的关键区别在于纤维素是一种有机多糖分子,而半纤维素是多糖的基质。
什么是纤维素(cellulose)?
纤维素是一种分子式为(C6H10O5)n的有机多糖分子,具有几百到数千个D-葡萄糖单元的线性链。纤维素是一种天然高分子化合物,存在于许多天然材料中;例如,它是绿色植物初级细胞壁的结构成分。它也可以在多种藻类中发现。纤维素是地球上最常见的有机聚合物。许多天然化合物富含纤维素;例如,木材、棉纤维和干**的纤维素含量分别为40-50%、90%和57%。
什么是半纤维素(hemicellulose)?
在纤维素的细胞壁上几乎也存在着半纤维素,即纤维素。它是一种多糖,存在于大多数植物的生物量中,约占植物干重的20%-30%。半纤维素与纤维素结合,为细胞壁提供物理和结构强度。除葡萄糖外,半纤维素的其他结构成分还有木糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖和阿拉伯糖。半纤维素具有较短的支链,具有3000个支链。
纤维素(cellulose)和半纤维素(hemicellulose)的区别
结构:
纤维素:纤维素是一种无支链的聚合物分子,每个聚合物有7000-15000个葡萄糖分子。
半纤维素:半纤维素含有500-3000个糖单位的短链,是一种支链聚合物。
化学成分:
参数 | 纤维素 | 半纤维素 |
亚单位 | D-吡喃葡萄糖单位 | D-木糖甘露糖,L-阿拉伯半乳糖醛酸 |
亚单位之间的键 | “-1,4-糖苷键 | 主链中的“-1,4-糖苷键;”侧链中的“-1.2-,”-1.3-,“-1.6-糖苷键 |
聚合 | 几百到几万单位。它有一个完整的结构。 | 少于200个单位。它有分支结构。 |
聚合物 | β-葡聚糖 | 聚木糖、半乳糖甘露聚糖(Gal-Glu-Man)、葡甘露聚糖(Glu-Man) |
组成 | 由晶体区和非晶区组成的三维线性分子。 | 具有小晶区的三维均匀分子。 |
属性:
纤维素:纤维素有很强的结晶结构,并且不易水解。与半纤维素相比,它具有高分子量。纤维素是植物细胞壁的支撑材料。
半纤维素:半纤维素具有随机的、无定形的结构,强度很小。它可以很容易地被稀酸或稀碱和多种半纤维素酶水解。半纤维素是一种可生物降解的微生物,它是通过某些细菌和真菌的几种酶的协同作用而降解的。它的分子量比纤维素低。
应用:
纤维素:大量纤维素主要用于生产纸板和纸张。较小的数量被转换成各种各样的衍生产品,如玻璃纸和人造丝。将纤维素转化为生物燃料,如纤维素乙醇,正处于研究阶段,以用作替代燃料来源。木浆和棉花是工业用纤维素的主要来源。
半纤维素:在包装中用作薄膜和凝胶。由于半纤维素无毒且可生物降解,因此它被用于食品的可食性薄膜中,以保持食品的质地、口感和口感。此外,它还被用作膳食纤维。
定义:
协同作用:两种或两种以上的药剂、实体、因素或物质之间产生的效应,产生的效果大于它们各自作用的总和。
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“Cellulose Sessel” By NEUROtiker – Own work (Public Domain) via Comm*** Wikimedia