主要差異直鏈澱粉(main difference amylose) vs. 纖維素(cellulose)

澱粉是一種碳水化合物成分，屬於多糖。透過糖苷鍵連線10個或更多個單糖單元以形成多糖。由於多糖是較大的分子，它們具有較大的分子量，其特徵是超過10000。此外，一些多糖是由單個單糖單元組成的，這些被鑒定為同型多糖。另一方面，一些多糖是由單糖單元的混合物製成的，這些被鑒定為雜多糖。直鏈澱粉和纖維素是世界上兩種主要且含量最豐富的同型多糖。直鏈澱粉是一種儲存多糖，D-葡萄糖分子透過α-1，4-糖苷鍵形成稱為直鏈澱粉的線性結構。相反，纖維素是一種結構多糖，D-葡萄糖分子透過β (1→4） 糖苷鍵形成一種稱為纖維素的線性結構。這是直鏈澱粉和纖維素之間的關鍵區別。這是直鏈澱粉和纖維素的主要區別。在這篇文章中，讓我們詳細闡述直鏈澱粉和纖維素在預期用途以及化學和物理性質方面的區別。

什麼是直鏈澱粉(amylose)？

直鏈澱粉是一種線性多糖，其中D-葡萄糖單元相互連線以形成這種結構。大量從300到幾千的葡萄糖分子可以參與形成直鏈澱粉分子。通常，一個葡萄糖分子的1號碳原子可以與另一個葡萄糖分子的4號碳原子形成糖苷鍵。這被稱為α-1，4-糖苷鍵，因此直鏈澱粉具有線性結構。而且，它是一個緊密堆積的分子，它們沒有任何分支。直鏈澱粉不溶於水，因此在植物中，它起著食物或能量儲存的作用。它可以被人體腸道內的酶消化，在消化過程中被降解成麥芽糖和葡萄糖，它們可以作為能量來源。

碘試驗用於區分直鏈澱粉或澱粉，試驗中碘分子固定在直鏈澱粉的螺旋結構中；因此，它會呈現深紫色/藍色。一般來說，直鏈澱粉佔澱粉結構的20-30%，其餘為支鏈澱粉。此外，直鏈澱粉比支鏈澱粉更耐消化，因此對於降低血糖指數和形成被認為是活性益生元的抗性澱粉至關重要。

Iodine test of wheat starch, through a light microscope. 

什麼是纖維素(cellulose)？

1838年，法國化學家安塞爾梅·帕恩首次發現了纖維素，帕恩將其從植物中分離出來，並確定了其化學式。它是一種結構多糖，其中D-葡萄糖單元相互連線以形成這種結構。大量的葡萄糖分子，如3000或更多，可以參與開發纖維素分子。在纖維素中，葡萄糖分子透過β (1→4） 糖苷鍵，它不分枝。因此，它是直鏈聚合物。此外，由於葡萄糖分子之間的氫鍵作用，它可以形成非常堅硬的結構。它不溶於水。它大量存在於綠色植物和藻類的細胞壁中，從而賦予植物細胞力量、硬度、硬度和形狀。細胞壁中的纖維素對任何成分都是可滲透的；因此，它允許成分進出細胞。纖維素被認為是地球上最常見和最豐富的碳水化合物。它也被用來**紙張、生物燃料和其他有用的副產品。

Cotton fibers represent the purest natural form of cellulose

直鏈澱粉(amylose)和纖維素(cellulose)的區別

直鏈澱粉和纖維素的區別可以分為以下幾類。他們是；

定義

直鏈澱粉是一種線性螺旋碳水化合物聚合物，由α-D-葡萄糖單位，被認為是一種貯藏多糖。

纖維素是一種含有線性鏈的有機多糖，被認為是一種結構多糖。

化學結構

Amylose:

Cellulose:

單體單元的結構和數量

直鏈澱粉是一種線性聚合物，含有300到幾千個重覆的葡萄糖亞基。

纖維素是一種直鏈聚合物，含有3000到幾千個重覆的葡萄糖亞基。

晶區和非晶區

直鏈澱粉由結晶區和無定形區組成。然而，直鏈澱粉在加熱到60-70℃左右時會經歷結晶到非晶的轉變°C在水中，如在烹飪中。

儘管纖維素由結晶區和無定形區組成，但與直鏈澱粉相比，纖維素有更多的結晶區。要將結晶區域轉化為非晶區域，纖維素需要320℃的溫度°壓力為25兆帕。

化學式

直鏈澱粉沒有一個精確的公式，它是可變的。

纖維素分子式為（C6H10O5）n

糖苷鍵

直鏈澱粉：α(1→4） 糖苷鍵

纖維素：β(1→4） 連線D-葡萄糖單位

在工廠中的作用

直鏈澱粉在植物能量儲存中起著重要作用，它比支鏈澱粉更不易被消化。因此，它是植物貯藏的理想澱粉。它約佔儲藏澱粉的20-30%。

纖維素是一種重要的碳水化合物，主要存在於綠色植物細胞壁中。但它也存在於許多形式的藻類和卵菌中。它是地球上最豐富的有機聚合物。

鑒定分析

碘試驗用於鑒定直鏈澱粉。碘分子與直鏈澱粉的螺旋結構相結合，形成藍黑色複合體。定性直鏈澱粉可以用這種藍黑色來鑒別。為了量化直鏈澱粉含量，可以使用紫外/可見分光光度計測量所顯影顏色的吸光度。

蒽酮試驗用於鑒定纖維素。纖維素將與蒽酮在硫酸中反應，並使用波長約635nm的UV/VIS分光光度計測量所得有色化合物。

其他用途

直鏈澱粉用於以下工業和食品應用。

增稠劑

水粘合劑

乳液穩定劑

膠凝劑

纖維素在工業和食品中都有應用。

紙板和紙張生產

木漿和紙板生產

棉花、亞麻和其他植物纖維生產（它們是紡織品的主要成分）

玻璃紙和人造絲又稱再生纖維素纖維生產

可食性微晶纖維素（E460i）和粉狀纖維素（E460ii）被用作藥片中的非活性填充劑，在加工食品中也起到增稠劑和穩定劑的作用

在實驗室用作薄層色譜的固定相。

生物燃料生產

消化

直鏈澱粉可以被人類消化，因為人類有唾液或胰腺澱粉酶來消化直鏈澱粉。

纖維素不能被人類消化，因為人類的腸道不會產生酶來分解β (1→4） 糖苷鍵。然而，大腸中的微生物可以分解纖維素，產生有機酸和氣體。除此之外，纖維素還是一種膳食纖維，它能吸收腸道內的水分，從而防止便祕，方便排便。然而，反芻動物和白蟻可以在它們瘤胃內的腸道共生微生物的幫助下消化纖維素。

總之，纖維素和直鏈澱粉主要是碳水化合物，被認為是世界上最豐富的多糖。但由於其理化性質的不同，在植物中具有不同的功能。

參考文獻：

Cohen，R.，Orlova，Y.，Kovalev，M.，Ungar，Y。和Shimoni，E(2008). 染料木素直鏈澱粉複合物的結構和功能性質。農業與食品化學雜誌，56（11）：4212–4218。

納爾遜，D。邁克爾，M。C.生物化學原理。第五版，紐約：W。H。弗里曼公司，2008年。

Nishiyama，Y.，Langan，P。Chanzy，H(2002). 纖維素Ⅰ的晶體結構和氫鍵體系β 從同步輻射X射線和中子纖維衍射。J。是。化學。Soc，124（31）：9074–82。

裡士滿，T。A.薩默維爾，C。R(2000). 纖維素合成酶超家族。植物生理學，124（2）：495–498。

Image Courtesy:

“Wheat starch granules” by Kiselov Yuri – Own work. (Public Domain) via Comm***

“棉花”由科斯-自己的工作(公共領域）

NEUROtiker的“Amylose3”–自己的作品（公共領域）透過Wikimedia Comm***

“纖維素塞塞爾”由neurtiker-自己的工作(公共領域）