Διαφορά μεταξύ αμυλόζης και κυτταρίνης
Κύρια διαφορά – Αμυλόζη έναντι κυτταρίνης
Το άμυλο είναι ένα συστατικό υδατάνθρακα που ταξινομείται ως πολυσακχαρίτης. Δέκα ή περισσότερες μονάδες μονοσακχαριτών συνδέονται μέσω γλυκοσιδικών δεσμών για να σχηματίσουν πολυσακχαρίτες. Δεδομένου ότι οι πολυσακχαρίτες είναι μεγαλύτερα μόρια, έχουν μεγαλύτερο μοριακό βάρος, χαρακτηριστικά περισσότερο από 10000. Επιπλέον, ορισμένοι πολυσακχαρίτες αποτελούνται από μία μονάδα μονοσακχαρίτη και προσδιορίζονται ως ομοπολυσακχαρίτες. Από την άλλη πλευρά, ορισμένοι πολυσακχαρίτες αποτελούνται από ένα μείγμα μονάδων μονοσακχαριτών και αυτοί προσδιορίζονται ως ετεροπολυσακχαρίτες . Η αμυλόζη και η κυτταρίνη είναι δύο κύριοι και πιο άφθονοι ομο-πολυσακχαρίτες στον κόσμο. Η αμυλόζη είναι ένας πολυσακχαρίτης αποθήκευσης όπου τα μόρια D-γλυκόζης συνδέονται μέσω α-1, 4-γλυκοσιδικός δεσμός για να σχηματιστεί μια γραμμική δομή που ονομάζεται αμυλόζη. Αντίθετα, ηκυτταρίνη είναι ένας δομικός πολυσακχαρίτης όπου τα μόρια D-γλυκόζης συνδέονται μέσω β (1→4) γλυκοσιδικών δεσμών για να σχηματίσουν μια γραμμική δομή που ονομάζεται κυτταρίνη. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ αμυλόζης και κυτταρίνης. Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ αμυλόζης και κυτταρίνης. Σε αυτό το άρθρο, ας επεξεργαστούμε τη διαφορά μεταξύ αμυλόζης και κυτταρίνης όσον αφορά τις προβλεπόμενες χρήσεις τους καθώς και τις χημικές και φυσικές ιδιότητες.
Τι είναι η αμυλόζη
Η αμυλόζη είναι ένας γραμμικός πολυσακχαρίτης όπου μονάδες D-γλυκόζης ενώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν αυτή τη δομή. Ένας μεγάλος αριθμός μορίων γλυκόζης που κυμαίνεται από 300 έως αρκετές χιλιάδες μπορεί να συμμετάσχει στην ανάπτυξη ενός μορίου αμυλόζης. Τυπικά, το νούμερο 1 άτομο άνθρακα ενός μορίου γλυκόζης μπορεί να δημιουργήσει έναν γλυκοσιδικό δεσμό με το 4ο άτομο άνθρακα ενός άλλου μορίου γλυκόζης. Αυτό ονομάζεται α-1,4-γλυκοσιδικός δεσμός και ως αποτέλεσμα αυτής της σύνδεσης, η αμυλόζη έχει αποκτήσει γραμμική δομή. Επίσης, είναι ένα σφιχτά συσκευασμένο μόριο και δεν έχουν κλαδιά. Η αμυλόζη δεν είναι διαλυτή στο νερό και έτσι, στα φυτά, λειτουργεί ως αποθήκευση τροφής ή ενέργειας. Μπορεί να αφομοιωθεί από ένζυμα του ανθρώπινου εντέρου και κατά τη διάρκεια της πέψης αποικοδομείται σε μαλτόζη και γλυκόζη, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή ενέργειας.
Η τεστ ιωδίου χρησιμοποιείται για τη διάκριση της αμυλόζης ή του αμύλου και κατά τη διάρκεια της δοκιμής, τα μόρια ιωδίου στερεώνονται στην ελικοειδή δομή της αμυλάσης. με αποτέλεσμα να δίνει σκούρο μωβ/μπλε χρώμα. Γενικά, η αμυλόζη αποτελεί το 20-30% της δομής του αμύλου και το υπόλοιπο είναι αμυλοπηκτίνη. Επιπλέον, η αμυλόζη είναι πιο ανθεκτική στην πέψη από την αμυλοπηκτίνη και επομένως είναι ζωτικής σημασίας για τη μείωση της τιμής του γλυκαιμικού δείκτη και για το ανθεκτικό στο σχηματισμό άμυλο, το οποίο θεωρείται ενεργό πρεβιοτικό.
Δοκιμή ιωδίου αμύλου σίτου, μέσω μικροσκοπίου φωτός.
Τι είναι η κυτταρίνη
Η κυτταρίνη αποκαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Γάλλο χημικό Anselme Payen το 1838 ο Payen την απομόνωσε από τη φυτική ύλη και προσδιόρισε τον χημικό τύπο της. Είναι έναςδομικός πολυσακχαρίτης όπου D-γλυκόζη οι μονάδες ενώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν αυτή τη δομή. Ένας μεγάλος αριθμός μορίων γλυκόζης, όπως 3000 ή περισσότερα από αυτό, μπορεί να συμμετάσχει στην ανάπτυξη ενός μορίου κυτταρίνης. Στην κυτταρίνη, τα μόρια της γλυκόζης συνδέονται μεταξύ τους με β (1→4) γλυκοζιτικούς δεσμούς και δεν διακλαδίζεται. Έτσι, είναι ένα πολυμερές ευθείας αλυσίδας. Επιπλέον, ως αποτέλεσμα των δεσμών υδρογόνου μεταξύ των μορίων γλυκόζης, μπορεί να αναπτύξει μια πολύ άκαμπτη δομή. Δεν είναι διαλυτό στο νερό. Είναι άφθονο στα κυτταρικά τοιχώματα των πράσινων φυτών και στα φύκια και έτσι δίνει δύναμη, ακαμψία, σφριγηλότητα και σχήμα στα φυτικά κύτταρα. Η κυτταρίνη στο κυτταρικό τοίχωμα είναι διαπερατή σε οποιοδήποτε συστατικό. Έτσι, επιτρέπει τη διέλευση συστατικών μέσα ή/και έξω από το κελί. Η κυτταρίνη θεωρείται ο πιο κοινός και άφθονος υδατάνθρακας στη γη. Χρησιμοποιείται επίσης για τη δημιουργία χαρτιού, βιοκαυσίμων και άλλων χρήσιμων υποπροϊόντων.
Οι ίνες βαμβακιού αντιπροσωπεύουν την πιο αγνή φυσική μορφή κυτταρίνης
Διαφορά μεταξύ αμυλόζης και κυτταρίνης
Η διαφορά μεταξύ αμυλόζης και κυτταρίνης μπορεί να χωριστεί στις ακόλουθες κατηγορίες. Αυτοί είναι;
Ορισμός
Αμυλόζη είναι ένα γραμμικό ελικοειδές πολυμερές υδατάνθρακα που αποτελείται από μονάδες α-D-γλυκόζης και θεωρείται ως πολυσακχαρίτης αποθήκευσης.
Κυτταρίνη είναι ένας οργανικός πολυσακχαρίτης που περιλαμβάνει μια γραμμική αλυσίδα και θεωρείται ως δομικός πολυσακχαρίτης.
Χημική δομή
Αμυλόζη:
Κυτταρίνη:
Δομή και αριθμός μονάδων μονομερούς
Αμυλόζη είναι ένα γραμμικό πολυμερές με 300 έως αρκετές χιλιάδες επαναλαμβανόμενες υπομονάδες γλυκόζης.
Κυτταρίνη είναι ένα πολυμερές ευθείας αλυσίδας με 3000 έως αρκετές χιλιάδες επαναλαμβανόμενες υπομονάδες γλυκόζης.
Κρυσταλλικές και Άμορφες Περιοχές
Αμυλόζη αποτελείται από κρυσταλλικές και άμορφες περιοχές. Ωστόσο, η αμυλόζη υφίσταται μια κρυσταλλική σε άμορφη μετάβαση όταν θερμαίνεται περίπου στους 60–70 °C στο νερό, όπως στο μαγείρεμα.
Αν και, κυτταρίνη αποτελείται από κρυσταλλικές και άμορφες περιοχές, σε σύγκριση με την αμυλόζη, η κυτταρίνη έχει περισσότερες κρυσταλλικές περιοχές. Για να μετατρέψει τις κρυσταλλικές σε άμορφες περιοχές, η κυτταρίνη χρειάζεται θερμοκρασία 320 °C και πίεση 25 Mpa.
Χημικός τύπος
Αμυλόζη δεν έχει ακριβή τύπο και είναι μεταβλητό.
Κυτταρίνη ο τύπος είναι (C6 H10 O5 )n
Δεσμοί γλυκοσίδης
Αμυλόζη: α(1→4) γλυκοσιδικοί δεσμοί
Κυτταρίνη: β(1→4) συνδεδεμένες μονάδες D-γλυκόζης
Λειτουργία στο φυτό
Αμυλόζη είναι σημαντική στην αποθήκευση ενέργειας των φυτών και είναι λιγότερο ευαίσθητη στην πέψη από την αμυλοπηκτίνη. Ως εκ τούτου, είναι το προτιμώμενο άμυλο για αποθήκευση στα φυτά. Αποτελεί περίπου το 20-30% του αποθηκευμένου αμύλου.
Κυτταρίνη είναι ένας σημαντικός δομικός υδατάνθρακας κυρίως στο πράσινο φυτικό κυτταρικό τοίχωμα. Βρίσκεται όμως και σε πολλές μορφές φυκιών και στους ωομύκητες. Είναι το πιο άφθονο οργανικό πολυμερές στη Γη.
Δοκιμασία ταυτοποίησης
Η δοκιμή ιωδίου χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό αμυλόζης . Τα μόρια ιωδίου προσαρμόζονται μέσα στην ελικοειδή δομή της αμυλόζης και σχηματίζουν ένα μπλε-μαύρο χρωματικό σύμπλεγμα. Η ποιοτική αμυλόζη μπορεί να αναγνωριστεί χρησιμοποιώντας αυτό το μπλε-μαύρο χρώμα. Για να ποσοτικοποιηθεί η περιεκτικότητα σε αμυλόζη, η απορρόφηση του χρώματος που αναπτύχθηκε μπορεί να μετρηθεί χρησιμοποιώντας φασματοφωτόμετρο UV/VIS.
Το τεστ Anthrone χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό κυτταρίνης . Η κυτταρίνη θα αντιδράσει με την ανθρόνη σε θειικό οξύ και η προκύπτουσα έγχρωμη ένωση μετράται χρησιμοποιώντας φασματοφωτόμετρο UV/VIS σε μήκος κύματος περίπου 635 nm.
Άλλες χρήσεις
Αμυλόζη χρησιμοποιείται στις ακόλουθες βιομηχανικές εφαρμογές και εφαρμογές που βασίζονται σε τρόφιμα.
Παχυντικός παράγοντας
Συνδετικός νερού
Σταθεροποιητής γαλακτώματος
Πηκτωματοποιητής
Κυτταρίνη χρησιμοποιείται στη συνέχεια τόσο σε βιομηχανικές όσο και σε εφαρμογές που βασίζονται σε τρόφιμα.
Παραγωγή χαρτονιού και χαρτιού
Παραγωγή ξυλοπολτού και χαρτονιού
Παραγωγή βαμβακιού, λινού και άλλων φυτικών ινών (αποτελούν το κύριο συστατικό των υφασμάτων)
σελοφάν και ρεγιόν γνωστά και ως παραγωγή αναγεννημένων ινών κυτταρίνης
Η βρώσιμη μικροκρυσταλλική κυτταρίνη (αριθμός E – E460i) και η κυτταρίνη σε σκόνη (αριθμός E – E460ii) χρησιμοποιούνται ως ανενεργά πληρωτικά σε δισκία φαρμάκων και επίσης δρουν ως πυκνωτικά και σταθεροποιητικά σε επεξεργασμένα τρόφιμα
Χρησιμοποιείται ως στατική φάση για χρωματογραφία λεπτής στιβάδας στο εργαστήριο.
Παραγωγή βιοκαυσίμων
Πέψη
Αμυλόζη μπορεί να αφομοιωθεί από τον άνθρωπο επειδή οι άνθρωποι έχουν αμυλάση του σάλιου ή του παγκρέατος για την πέψη της αμυλόζης.
Κυτταρίνη δεν μπορεί να αφομοιωθεί από τον άνθρωπο επειδή η εντερική οδός του ανθρώπου δεν παράγει ένζυμα για τη διάσπαση των β (1→4) γλυκοσιδικών δεσμών. Ωστόσο, οι μικροοργανισμοί στο παχύ έντερο μπορούν να διασπάσουν την κυτταρίνη και να παράγουν οργανικά οξέα και αέρια. Επιπλέον, η κυτταρίνη δρα ως διαιτητική ίνα και μπορεί να απορροφήσει την υγρασία στο εσωτερικό του εντερικού σωλήνα, αποτρέποντας έτσι τη δυσκοιλιότητα και διευκολύνοντας την εύκολη αφόδευση. Ωστόσο, τα μηρυκαστικά και οι τερμίτες μπορούν να αφομοιώσουν την κυτταρίνη με τη βοήθεια συμβιωτικών μικροοργανισμών του εντέρου που ζουν στην κοιλιά τους.
Συμπερασματικά, η κυτταρίνη και η αμυλόζη είναι κατά κύριο λόγο υδατάνθρακες και θεωρούνται οι πιο άφθονοι πολυσακχαρίτες στον κόσμο. Αλλά έχουν διαφορετικές λειτουργίες στο φυτό λόγω των διαφορών τους στις φυσικές και χημικές ιδιότητες.
Αναφορές:
Cohen, R., Orlova, Y., Kovalev, M., Ungar, Y. and Shimoni, E. (2008). Δομικές και Λειτουργικές Ιδιότητες Συμπλοκών Αμυλόζης με Γενιστεΐνη. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56 (11):4212–4218.
Nelson, D. and Michael, M. C. Principles of Biochemistry. 5η έκδ. Νέα Υόρκη:W. H. Freeman and Company, 2008.
Nishiyama, Υ., Langan, Ρ. and Chanzy, Η. (2002). Κρυσταλλική Δομή και Σύστημα Δέσμου Υδρογόνου σε Κυτταρίνη Ιβ από Περίθλαση ακτίνων Χ Synchrotron και ινών νετρονίων. Μαρμελάδα. Chem. Soc, 124 (31):9074–82.
Richmond, T. A. και Somerville, C. R. (2000). Η Υπεροικογένεια Συνθάσης Κυτταρίνης. Φυσιολογία Φυτών, 124 (2):495–498.
