Différence entre la lignine et la cellulose

Différence clé entre la lignine et la cellulose
 

La paroi de la cellule végétale est composée de parois primaires et secondaires. La paroi cellulaire primaire est composée de plusieurs couches de cellulose, un polysaccharide de glucose. La cellulose est le composé organique le plus répandu sur la planète. 33% de la matière végétale est composée de cellulose. C'est un composé d'importance commerciale utilisé dans la production de différents matériaux tels que le papier, les produits pharmaceutiques et les textiles. La lignine est le deuxième composé le plus abondant sur Terre, dépassé seulement par la cellulose; il est présent principalement dans les plantes ligneuses. La principale différence entre la lignine et la cellulose est que la cellulose est un polymère d'hydrate de carbone tandis que la lignine est un polymère aromatique non glucidique.

CONTENU

1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Quelle est la lignine
3. Qu'est-ce que la cellulose?
4. Similitudes entre la lignine et la cellulose
5. Comparaison côte à côte - Lignine vs cellulose sous forme tabulaire
6. Résumé

Quelle est la lignine?

Le terme général lignine décrit un grand groupe de polymères aromatiques assemblés à la suite du couplage oxydant de 4-hydroxyphénylpropanoïdes. Ce sont des polymères organiques présents sous forme de composés structuraux dans les plantes vasculaires et certaines algues. Dans les plantes vasculaires, la lignine est un composé structural important au cours de l'épaississement secondaire et de la formation de la paroi cellulaire secondaire. Ceci procure une rigidité à l'écorce et au bois de la tige et confère une résistance à la pourriture en protégeant les polysaccharides de la paroi cellulaire de la dégradation microbienne.

La lignine joue un rôle important dans le processus de conduction de l'eau dans les tiges de plantes vasculaires. Les polymères polysaccharidiques tels que la cellulose présente dans la paroi des cellules végétales sont perméables à l'eau en raison de leur nature hydrophile. En raison de sa nature aromatique, la lignine est plus hydrophobe et crée un obstacle à l'absorption d'eau dans la paroi cellulaire en formant des liaisons croisées entre les polysaccharides. Ceci fournit une voie efficace pour que le tissu vasculaire de la plante conduise l’eau sans aucun obstacle.

Figure 01: Structure de la lignine

En plus d'être un composé structural, la lignine est un composé important qui pilote le cycle du carbone et agit comme un agent de décomposition lente de la végétation morte. C'est un facteur limitant majeur dans la conversion de la biomasse végétale en biocarburants.

Sur un plan commercial, l'élimination de la lignine de la biomasse végétale est un processus compliqué et coûteux. Par conséquent, de nombreuses études sont menées sur cette perspective afin de créer des plantes avec moins de dépôt de lignine et de développer une forme de lignine plus susceptible à une digestion chimique sans effort..

Qu'est-ce que la cellulose??

La cellulose est un polymère composé de β glucose et constitue la molécule organique la plus abondante sur la planète. La cellulose se trouve principalement dans les plantes et 40% de la paroi des cellules végétales est constituée de cellulose. Il est disposé en différentes couches dans la paroi de la cellule végétale, différenciées en parois primaires et secondaires. La structure de la cellulose est composée de chaînes linéaires β glucose liées entre elles par des liaisons β 1-4 glyosidiques. La présence de groupes hydroxyle (-OH) faisant saillie de chaque chaîne dans toutes les directions augmente le lien entre les chaînes de glucose β adjacentes. En raison de cette réticulation, la résistance à la traction de la structure de la cellulose augmente. Cette haute résistance à la traction empêche la cellule d'éclater lorsque de l'eau pénètre dans la cellule par osmose. La forme de la cellule est déterminée en fonction de la disposition des faisceaux de cellulose.

Figure 02: Structure chimique de la cellulose

Outre son rôle principal de composé structurel, la cellulose constitue une source importante de nourriture pour certains animaux, bactéries et champignons. La cellulose est catabolisée en glucose par l'enzyme cellulase. Bien que la cellulose soit une bonne source de glucose, les humains ne peuvent pas l'utiliser car ils ne possèdent pas l'enzyme cellulase dans leurs systèmes. Les mammifères, comme les vaches, digèrent la cellulose par les microorganismes intestinaux capables de cataboliser la cellulose. Sur un plan commercial, la cellulose est un composé important dans les industries du papier, du textile et de la pharmacie.

Quelles sont les similitudes entre la lignine et la cellulose?

• La lignine et la cellulose sont présentes dans toutes les plantes.
• Ils sont les composants principaux de la paroi cellulaire des cellules végétales.
• Les deux composés impliquent la fourniture de rigidité structurelle à la plante.
• Ce sont des composés organiques.

Quelle est la différence entre la lignine et la cellulose?

Lignine vs cellulose
La lignine est un polymère aromatique non glucidique présent dans les plantes.	La cellulose est un polymère d'hydrate de carbone (β glucose) présent dans les plantes.
Emplacement
La lignine est présente essentiellement dans la paroi cellulaire secondaire lorsque la plante rencontre un épaississement secondaire.	La cellulose est présente dans la paroi cellulaire primaire.
Structure
La lignine est en trois dimensions.	La cellulose est une structure linéaire avec des chaînes de glucose β linéaires.
Liaison croisée
La lignine a des liaisons croisées entre les polymères phénoliques.	La cellulose a des liaisons croisées entre les groupes -OH adjacents des chaînes de glucose β.
Des obligations
La lignine forme des liaisons ester ou des liaisons éther.	La cellulose forme des liaisons hydrogène ou β 1-4 glycosidique.
Interaction avec l'eau
La lignine est hydrophobe.	La cellulose est hydrophile.

Résumé - Lignine vs Cellulose

La cellulose et la lignine sont des composants structurels importants de la paroi cellulaire des plantes. La cellulose est un polymère de β glucose et est présente dans la paroi cellulaire primaire. La lignine, un polymère aromatique, assiste l'épaississement secondaire et est fondamentalement présent dans la paroi cellulaire secondaire. C'est la différence entre la lignine et la cellulose. En raison de leurs propriétés chimiques et physiques différentes, ils jouent un rôle important dans le système de plantes vasculaires..

Références:

1. «Cellulose chez les plantes: fonction et structure». Study.com, n.d. Web. Disponible ici. 03 août 2017.
2. Vanholme, Ruben, Brecht Demedts, Kris Morreel, John Ralph et Wout Boerjan. «Biosynthèse et structure de la lignine». Physiologie végétale. Société américaine des biologistes des plantes, juillet 2010. Web. Disponible ici. 03 août 2017.

Courtoisie d'image:

1. «Brin de cellulose» de Karol Głąbpl - oeuvre personnelle de: Glazer, A. W., et Nikaido, H. (1995). Biotechnologie microbienne: principes de base de la microbiologie appliquée. San Francisco: W. H. Freeman, p. 340. ISBN 0-71672608-4 (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
2. “Structure de la lignine” par Laghi.l  (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons