Hauptunterschied – Amylose vs. Cellulose

Stärke ist ein Kohlenhydratbestandteil, der als Polysaccharid klassifiziert wird. Zehn oder mehr Monosaccharid-Einheiten werden über glykosidische Bindungen verbunden, um Polysaccharide zu bilden. Da Polysaccharide größere Moleküle sind, haben sie ein größeres Molekulargewicht, charakteristischerweise mehr als 10000. Darüber hinaus bestehen einige Polysaccharide aus einer einzigen Monosaccharid-Einheit, und diese werden identifiziert als Homopolysaccharide. Auf der anderen Seite bestehen einige Polysaccharide aus einer Mischung von Monosaccharid-Einheiten und diese werden identifiziert als Heteropolysaccharide. Amylose und Cellulose sind zwei der wichtigsten und am häufigsten vorkommenden Homopolysaccharide der Welt. Amylose ist ein Speicherpolysaccharid, bei dem D-Glucose-Moleküle über eine α-1,4-glycosidische Bindung verbunden sind, um eine lineare Struktur namens Amylose zu bilden. Im Gegensatz, Cellulose ist ein strukturelles Polysaccharid, bei dem D-Glucose-Moleküle über β (1→4)-glykosidische Bindungen verbunden sind, um eine lineare Struktur namens Cellulose zu bilden. Dies ist das Hauptunterschied zwischen Amylose und Cellulose. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Amylose und Cellulose. Lassen Sie uns in diesem Artikel den Unterschied zwischen Amylose und Cellulose in Bezug auf ihren Verwendungszweck sowie die chemischen und physikalischen Eigenschaften herausarbeiten.

Was ist Amylose?

Amylose ist ein lineares Polysaccharid wo D-Glukoseeinheiten werden miteinander verbunden, um diese Struktur zu bilden. An der Entwicklung eines Amylosemoleküls kann eine große Zahl von Glukosemolekülen im Bereich von 300 bis mehreren Tausend beteiligt sein. Typischerweise kann das Kohlenstoffatom Nummer 1 eines Glucosemoleküls eine glykosidische Bindung mit dem 4. Kohlenstoffatom eines anderen Glucosemoleküls eingehen. Dies wird als α-1,4-glycosidische Bindung bezeichnet und als Ergebnis dieser Verknüpfung hat Amylose eine lineare Struktur erhalten. Außerdem ist es ein dicht gepacktes Molekül und sie haben keine Verzweigungen. Amylose ist nicht wasserlöslich und dient daher in Pflanzen als Nahrungs- oder Energiespeicher. Es kann durch menschliche Darmenzyme verdaut werden und wird während der Verdauung zu Maltose und Glukose abgebaut, die als Energiequelle verwendet werden können.

Die Jod-Test wird zur Unterscheidung von Amylose oder Stärke verwendet und während des Tests werden die Jodmoleküle in der helikalen Struktur der Amylase fixiert; als Ergebnis ergibt es eine dunkelviolette/blaue Farbe. Im Allgemeinen macht Amylose 20-30% der Stärkestruktur aus, der Rest ist Amylopektin. Darüber hinaus ist Amylose verdauungsresistenter als Amylopektin und damit entscheidend für die Senkung des glykämischen Indexwertes und für die Bildung resistenter Stärke, die als aktives Präbiotikum gilt.

Jodtest von Weizenstärke durch ein Lichtmikroskop.

Was ist Zellulose?

Zellulose wurde erstmals 1838 von der französischen Chemikerin Anselme Payen entdeckt. Payen isolierte sie aus Pflanzenmaterial und bestimmte ihre chemische Formel. Es ist ein strukturelles Polysaccharid wo D-Glukose Einheiten werden miteinander verbunden, um diese Struktur zu bilden. Eine große Anzahl von Glucosemolekülen wie 3000 oder mehr können an der Entwicklung eines Cellulosemoleküls teilnehmen. In Cellulose sind Glucosemoleküle durch β(1→4)-glykosidische Bindungen miteinander verbunden und verzweigen sich nicht. Somit ist es ein geradkettiges Polymer. Darüber hinaus kann es aufgrund der Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Glucosemolekülen eine sehr starre Struktur entwickeln. Es ist nicht wasserlöslich. Es ist reichlich in den Zellwänden von Grünpflanzen und in Algen vorhanden und verleiht den Pflanzenzellen dadurch Festigkeit, Steifigkeit, Festigkeit und Form. Zellulose in der Zellwand ist für jeden Bestandteil durchlässig; somit ermöglicht es den Durchgang von Bestandteilen in die oder/und aus der Zelle. Cellulose gilt als das häufigste und am häufigsten vorkommende Kohlenhydrat der Erde. Es wird auch zur Herstellung von Papier, Biokraftstoffen und anderen nützlichen Nebenprodukten verwendet.

Baumwollfasern stellen die reinste natürliche Form von Zellulose dar

Unterschied zwischen Amylose und Cellulose

Der Unterschied zwischen Amylose und Cellulose kann in folgende Kategorien unterteilt werden. Sie sind;

Definition

Amylose ist ein linear-helikales Kohlenhydratpolymer aus α-D-Glucose-Einheiten und gilt als Speicherpolysaccharid.

Zellulose ist ein organisches Polysaccharid, das eine lineare Kette umfasst, und wird als strukturelles Polysaccharid betrachtet.

Chemische Struktur

Amylose:

Zellulose:

Struktur und Anzahl der Monomereinheiten

Amylose ist ein lineares Polymer mit 300 bis mehreren Tausend wiederholten Glucose-Untereinheiten.

Zellulose ist ein geradkettiges Polymer mit 3000 bis mehreren Tausend wiederholten Glucose-Untereinheiten.

Kristalline und amorphe Bereiche

Amylose besteht aus kristallinen und amorphen Bereichen. Amylose geht jedoch beim Erhitzen in Wasser auf etwa 60–70 °C, z. B. beim Kochen, von kristallin zu amorph über.

Obwohl, Zellulose besteht aus kristallinen und amorphen Bereichen, Cellulose hat im Vergleich zu Amylose mehr kristalline Bereiche. Um kristalline in amorphe Bereiche umzuwandeln, benötigt Cellulose eine Temperatur von 320 °C und einen Druck von 25 MPa.

Chemische Formel

Amylose hat keine genaue Formel und ist variabel.

Zellulose Formel ist (C₆h₁₀Ö₅)

Glykosidbindungen

Amylose: α(1→4) glycosidische Bindungen

Zellulose: β(1→4) verknüpfte D-Glucose-Einheiten

Funktion in der Anlage

Amylose ist für die Energiespeicherung der Pflanzen von Bedeutung und weniger anfällig für die Verdauung als Amylopektin. Daher ist es die bevorzugte Stärke für die Lagerung in Pflanzen. Es macht etwa 20-30% der gespeicherten Stärke aus.

Zellulose ist ein bedeutendes strukturelles Kohlenhydrat, das hauptsächlich in der Zellwand grüner Pflanzen vorkommt. Es kommt aber auch in vielen Algenformen und den Oomyceten vor. Es ist das am häufigsten vorkommende organische Polymer auf der Erde.

Identifizierungsassay

Der Jodtest dient zur Identifizierung von Amylose. Jodmoleküle passen in die helikale Struktur der Amylose und bilden einen blau-schwarzen Farbkomplex. Qualitativ kann Amylose anhand dieser blau-schwarzen Farbe identifiziert werden. Um den Amylosegehalt zu quantifizieren, kann die Extinktion der entwickelten Farbe mit einem UV/VIS-Spektrophotometer gemessen werden.

Anthron-Test wird verwendet, um zu identifizieren Zellulose. Cellulose reagiert mit Anthron in Schwefelsäure, und die resultierende farbige Verbindung wird mit einem UV/VIS-Spektrophotometer bei einer Wellenlänge von ungefähr 635 nm gemessen.

Andere Verwendungen

Amylose wird in folgenden industriellen und lebensmittelbasierten Anwendungen verwendet.

Verdickungsmittel

Wasserbindemittel

Emulsionsstabilisator

Geliermittel

Zellulose wird im Folgenden sowohl in industriellen als auch lebensmittelbasierten Anwendungen eingesetzt.

Karton- und Papierherstellung

Herstellung von Zellstoff und Karton

Herstellung von Baumwolle, Leinen und anderen Pflanzenfasern (sie sind der Hauptbestandteil von Textilien)

Zellophan und Viskose, auch bekannt als Herstellung von regenerierten Zellulosefasern

Essbare mikrokristalline Cellulose (E-Nummer – E460i) und pulverisierte Cellulose (E-Nummer – E460ii) werden als inaktive Füllstoffe in Arzneimitteltabletten verwendet und wirken auch als Verdickungsmittel und Stabilisatoren in verarbeiteten Lebensmitteln

Es wird als stationäre Phase für die Dünnschichtchromatographie im Labor verwendet.

Biokraftstoffproduktion

Verdauung

Amylose kann von Menschen verdaut werden, da Menschen Speichel- oder Pankreas-Amylase haben, um Amylose zu verdauen.

Zellulose kann vom Menschen nicht verdaut werden, da der Darmtrakt des Menschen keine Enzyme produziert, um β (1→4) glykosidische Bindungen zu spalten. Mikroorganismen im Dickdarm können jedoch die Zellulose abbauen und organische Säuren und Gase produzieren. Darüber hinaus wirkt Cellulose als Ballaststoff und kann Feuchtigkeit im Darmtrakt aufnehmen, wodurch Verstopfung verhindert und eine einfache Defäkation erleichtert wird. Wiederkäuer und Termiten können Zellulose jedoch mit Hilfe von symbiotischen Darmmikroorganismen, die in ihrem Pansen leben, verdauen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Cellulose und Amylose in erster Linie Kohlenhydrate sind und als die am häufigsten vorkommenden Polysaccharide der Welt angesehen werden. Sie haben jedoch aufgrund ihrer unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften unterschiedliche Funktionen in der Pflanze.

Verweise:

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Richmond, T. A. und Somerville, C. R. (2000). Die Cellulose-Synthase-Superfamilie. Pflanzenphysiologie, 124 (2): 495–498.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

„Weizenstärke-Granulat“ von Kiselov Yuri – Eigene Arbeit. (Public Domain) über Commons

„Baumwolle“ von KoS – Eigene Arbeit. (Public Domain) über Commons

„Amylose3“ von NEUROtiker – Eigenes Werk.(Public Domain) über Wikimedia Commons

„Cellulose Sessel“ von NEUROtiker – Eigene Arbeit. (Public Domain) über Commons