Belangrijkste verschil - Amylose versus cellulose

Zetmeel is een koolhydraatbestanddeel dat is geclassificeerd als een polysacharide. Tien of meer monosacharide-eenheden zijn verbonden via glycosidische bindingen om polysachariden te vormen. Omdat polysachariden grotere moleculen zijn, hebben ze een groter molecuulgewicht, typisch meer dan 10000. Bovendien zijn sommige polysachariden gemaakt van een enkele monosacharide-eenheid, en deze worden geïdentificeerd als homo-polysachariden. Aan de andere kant zijn sommige polysachariden gemaakt van een mengsel van monosacharide-eenheden en deze worden geïdentificeerd als: hetero-polysachariden. Amylose en cellulose zijn twee belangrijke en meest voorkomende homopolysachariden ter wereld. Amylose is een opslagpolysacharide waarbij D-glucosemoleculen via een α-1,4-glycosidische binding zijn verbonden om een ​​lineaire structuur te vormen die amylose wordt genoemd. In tegenstelling tot, cellulose is een structureel polysacharide waarbij D-glucosemoleculen zijn gekoppeld via β (1→4) glycosidebindingen om een ​​lineaire structuur te vormen die cellulose wordt genoemd. Dit is de belangrijk verschil: tussen amylose en cellulose. Dit is het belangrijkste verschil tussen amylose en cellulose. Laten we in dit artikel het verschil tussen amylose en cellulose uitwerken in termen van hun beoogde gebruik en chemische en fysische eigenschappen.

Wat is amylose?

Amylose is een lineair polysacharide waar D-glucose-eenheden worden met elkaar verbonden om deze structuur te vormen. Een groot aantal glucosemoleculen, variërend van 300 tot enkele duizenden, kan deelnemen aan de ontwikkeling van een amylosemolecuul. Doorgaans kan koolstofatoom nummer 1 van een glucosemolecuul een glycosidische binding maken met het 4e koolstofatoom van een ander glucosemolecuul. Dit wordt een α-1,4-glycosidische binding genoemd en als gevolg van deze binding heeft amylose een lineaire structuur gekregen. Het is ook een dicht opeengepakt molecuul en ze hebben geen vertakkingen. Amylose is niet oplosbaar in water en dient dus in planten als voedsel- of energieopslag. Het kan worden verteerd door menselijke darmenzymen en tijdens de spijsvertering wordt het afgebroken tot maltose en glucose, ze kunnen worden gebruikt als energiebron.

De jodium test wordt gebruikt voor het onderscheiden van amylose of zetmeel en tijdens de test worden de jodiummoleculen gefixeerd in de spiraalvormige structuur van amylase; als resultaat geeft het een donkerpaarse/blauwe kleur. Over het algemeen maakt amylose 20-30% van de structuur van zetmeel uit en de rest is amylopectine. Bovendien is amylose beter bestand tegen vertering dan amylopectine en is het dus van vitaal belang voor de verlaging van de glycemische indexwaarde en voor het vormingsresistente zetmeel, dat als een actief prebioticum wordt beschouwd.

Jodiumtest van tarwezetmeel, door een lichtmicroscoop.

Wat is cellulose?

Cellulose werd voor het eerst onthuld door de Franse chemicus Anselme Payen in 1838. Payen isoleerde het uit plantaardig materiaal en bepaalde de chemische formule ervan. Het is een structurele polysacharide waar D-glucose eenheden worden met elkaar verbonden om deze structuur te vormen. Een groot aantal glucosemoleculen, zoals 3000 of meer, kan deelnemen aan de ontwikkeling van een cellulosemolecuul. In cellulose zijn glucosemoleculen met elkaar verbonden door β (1 → 4) glycosidebindingen en vertakken ze niet. Het is dus een polymeer met rechte keten. Bovendien kan het als gevolg van de waterstofbruggen tussen glucosemoleculen een zeer rigide structuur ontwikkelen. Het is niet oplosbaar in water. Het is overvloedig aanwezig in de celwanden van groene planten en in algen en geeft daardoor kracht, stijfheid, stevigheid en vorm aan plantencellen. Cellulose in de celwand is permeabel voor elk bestanddeel; dus laat het toe om bestanddelen in en/of uit de cel te laten gaan. Cellulose wordt beschouwd als de meest voorkomende en overvloedige koolhydraten op aarde. Het wordt ook gebruikt om papier, biobrandstoffen en andere nuttige bijproducten te maken.

Katoenvezels vertegenwoordigen de puurste natuurlijke vorm van cellulose

Verschil tussen amylose en cellulose

Het verschil tussen amylose en cellulose kan worden onderverdeeld in de volgende categorieën. Zij zijn;

Definitie

Amylose is een lineair spiraalvormig koolhydraatpolymeer gemaakt van α-D-glucose-eenheden en wordt beschouwd als een opslagpolysaccharide.

Cellulose is een organisch polysacharide dat een lineaire keten omvat en wordt beschouwd als een structureel polysacharide.

Chemische structuur

Amylose:

Cellulose:

Structuur en aantal monomeereenheden

Amylose is een lineair polymeer met 300 tot enkele duizenden herhaalde glucosesubeenheden.

Cellulose is een polymeer met rechte keten met 3000 tot enkele duizenden herhaalde glucosesubeenheden.

Kristallijne en amorfe gebieden

Amylose bestaat uit kristallijne en amorfe gebieden. Amylose ondergaat echter een kristallijne naar amorfe overgang bij verhitting rond 60-70 ° C in water, zoals bij het koken.

Hoewel, cellulose bestaat uit kristallijne en amorfe gebieden, in vergelijking met amylose heeft cellulose meer kristallijne gebieden. Om kristallijne naar amorfe gebieden om te zetten, heeft cellulose een temperatuur van 320 °C en een druk van 25 Mpa nodig.

Chemische formule

Amylose heeft geen exacte formule en is variabel.

Cellulose formule is (C₆H₁₀O₅)

Glycoside-obligaties

Amylose: α(1→4) glycosidebindingen

Cellulose: β(1→4) gekoppelde D-glucose-eenheden

Functie in de fabriek

Amylose is belangrijk bij de opslag van energie in planten en is minder vatbaar voor vertering dan amylopectine. Daarom is het het favoriete zetmeel voor opslag in planten. Het vormt ongeveer 20-30% van het opgeslagen zetmeel.

Cellulose is een belangrijk structureel koolhydraat dat voornamelijk in de celwand van groene planten voorkomt. Maar het komt ook voor in vele vormen van algen en de Oomycetes. Het is het meest voorkomende organische polymeer op aarde.

Identificatietest

De jodiumtest wordt gebruikt om te identificeren: amylose. Jodiummoleculen passen in de spiraalvormige structuur van amylose en vormen een blauwzwart kleurencomplex. Kwalitatief kan amylose worden geïdentificeerd aan de hand van deze blauwzwarte kleur. Om het amylosegehalte te kwantificeren, kan de absorptie van de ontwikkelde kleur worden gemeten met behulp van een UV/VIS-spectrofotometer.

Antrone-test wordt gebruikt om te identificeren: cellulose. Cellulose zal reageren met anthron in zwavelzuur en de resulterende gekleurde verbinding wordt gemeten met een UV/VIS-spectrofotometer bij een golflengte van ongeveer 635 nm.

Andere gebruiken

Amylose wordt gebruikt in de volgende industriële en op voedsel gebaseerde toepassingen.

Verdikkingsmiddel

Waterbindmiddel

emulsie stabilisator

geleermiddel

Cellulose wordt gebruikt bij het volgen in zowel industriële als op voedsel gebaseerde toepassingen.

Karton- en papierproductie

Productie van houtpulp en karton

Productie van katoen, linnen en andere plantaardige vezels (ze zijn het hoofdbestanddeel van textiel)

Cellofaan en rayon ook bekend als productie van geregenereerde cellulosevezels

Eetbare microkristallijne cellulose (E-nummer – E460i) en poedervormige cellulose (E-nummer – E460ii) worden gebruikt als inactieve vulstoffen in medicijntabletten en ze werken ook als verdikkingsmiddel en stabilisatoren in bewerkte voedingsmiddelen

Het wordt gebruikt als stationaire fase voor dunnelaagchromatografie in het laboratorium.

Productie van biobrandstoffen

Spijsvertering

Amylose kan door mensen worden verteerd omdat mensen speeksel- of pancreasamylase hebben om amylose te verteren.

Cellulose kunnen niet door mensen worden verteerd omdat het darmkanaal van de mens geen enzymen produceert om β (1→4) glycosidische bindingen te splitsen. Micro-organismen in de dikke darm kunnen de cellulose echter afbreken en organische zuren en gassen produceren. Daarnaast fungeert cellulose als voedingsvezel en kan het vocht in het darmkanaal absorberen, waardoor constipatie wordt voorkomen en gemakkelijke ontlasting wordt vergemakkelijkt. Herkauwers en termieten kunnen cellulose echter verteren met behulp van darmsymbiotische micro-organismen die in hun pens leven.

Samenvattend, cellulose en amylose zijn voornamelijk koolhydraten en worden beschouwd als de meest voorkomende polysachariden ter wereld. Maar ze hebben verschillende functies in de plant vanwege hun verschillen in fysische en chemische eigenschappen.

Referenties:

Cohen, R., Orlova, Y., Kovalev, M., Ungar, Y. en Shimoni, E. (2008). Structurele en functionele eigenschappen van amylosecomplexen met genisteïne. Tijdschrift voor landbouw- en voedselchemie, 56(11): 4212–4218.

Nelson, D. en Michael, M. C. Principes van biochemie. 5e druk. New York: WH Freeman and Company, 2008.

Nishiyama, Y., Langan, P. en Chanzy, H. (2002). Kristalstructuur en waterstofbindingssysteem in cellulose Iβ van Synchrotron-röntgen- en neutronenvezeldiffractie. J. Ben. Chem. Sok, 124 (31): 9074–82.

Richmond, T.A. en Somerville, C.R. (2000). De Cellulose Synthase Superfamilie. Plantenfysiologie, 124 (2): 495–498.

Afbeelding met dank aan:

"Tarwezetmeelkorrels" door Kiselov Yuri - Eigen werk. (Public Domain) via Commons

“Cotton” van KoS – Eigen werk. (Public Domain) via Commons

"Amylose3" door NEUROtiker - Eigen werk. (Public Domain) via Wikimedia Commons

"Cellulose Sessel" door NEUROtiker - Eigen werk. (Public Domain) via Commons