主な違い – セルロースとヘミセルロースの違い

セルロースとヘミセルロースは、植物の細胞壁を構成する2種類の高分子です。

どちらも多糖類です。

したがって、セルロースもヘミセルロースも糖の単量体から構成されている。

セルロースは、β-グルコースモノマーのみが重合して生成される。

一方、ヘミセルロースは、キシロース、ガラクトース、マンノース、ラムノース、アラビノースの複数のモノマーから構成されている。

セルロースは長いポリマーであるのに対し、ヘミセルロースは比較的短い。

セルロースとヘミセルロースの主な違いは、セルロースが直鎖のポリマーであるのに対し、ヘミセルロースは架橋したポリマーであることである。

セルロースとは

セルロースとは、植物の細胞壁の主成分である不活性な炭水化物のことです。

地球上で最も多く存在する高分子です。

セルロースの化学構造はほとんどブドウ糖に似ているが、非常に硬く、植物に大きな強度を与え、植物細胞の内部構造を保護している。

セルロースは、β-グルコース分子が長い鎖状に重合してできた線状高分子です。

各グルコース分子は、隣のグルコース分子に対して上下が逆になっている。

セルロースの構造を図1に示す。

図1：セルロース

セルロースは植物の第3の質量です。

セルロースの鎖は平行に並んでおり、この繊維は水素橋によって結合されている。

この水素橋は、グルコース分子の水酸基によって形成されている。

1本の微細繊維の形成には、約80個のセルロース分子が関与している。

さらにヘミセルロースを介して繊維の架橋が行われる。

2種類の繊維は、中央のラメラを形成するペクチンからなるゲル状のマトリックスに懸濁している。

図2に直鎖状セルロース分子間の水素結合を示す。

：図2 セルロース分子間の水素結合

セルロースは植物細胞壁の主成分であるため、植物細胞の細胞膜を保護している。

一般に、セルロースは反芻動物の消化器官でしか消化できない。

セルロースを加水分解できる酵素は数種類しかない。

ヘミセルロースとは

ヘミセルロースとは、植物細胞壁の構成成分のうち、セルロースよりも単純な構造からなるものを指します。

木材の乾燥重量の20～30％を占める。

ヘミセルロースは、β-(1→4)結合した骨格を持つ。

ヘミセルロースの重合に関与するモノマーの種類は、キシロース、ガラクトース、マンノース、ラムノース、アラビノースであり、ヘミセルロースの重合は、キシロース、ガラクトース、マンノース、ラムノース、アラビノースの重合です。

ヘミセルロースは、セルロースやリグニンと架橋し、細胞壁を強化する。

ヘミセルロースの生合成は、糖転移酵素の影響を受け、ゴルジ装置で行われる。

植物細胞壁の構造を図3に示す。

針葉樹と広葉樹のヘミセルロースの組成はそれぞれ異なる。

針葉樹は主にマンノース、ガラクトース、リグニンを含み、広葉樹は主にキシランとアセチルを含む。

セルロースとヘミセルロースの類似性

• セルロースとヘミセルロースは、ともに糖の単量体からなる多糖類です。
• セルロースもヘミセルロースも植物細胞壁の構成成分です。

セルロースとヘミセルロースの違い

定義

セルロースのこと。

植物細胞壁の主成分である不活性な炭水化物のこと。

ヘミセルロース。

植物細胞壁の構成成分で、セルロースよりも単純な構造をしている。

意義

セルロースのこと。

セルロースは、植物の細胞壁に含まれる長鎖高分子です。

ヘミセルロース。

ヘミセルロースは、植物細胞壁の架橋高分子です。

モノマーの種類

セルロース セルロースは、β-グルコースの重合によって作られる。

ヘミセルロース ヘミセルロースは、キシロース、ガラクトース、マンノース、ラムノース、アラビノースから構成されている。

物性値

セルロース セルロースは結晶性高分子で、強靭な高分子です。

ヘミセルロース ヘミセルロースは非晶質高分子で、強度は低い。

豊かさ

セルロース セルロースは、植物の一次細胞壁の主要な構造成分です。

ヘミセルロース セルロースと一緒にヘミセルロースも存在する。

加水分解

セルロースの場合 セルロースは加水分解されにくい。

ヘミセルロース ヘミセルロースは、希薄な酸や塩基で容易に加水分解される。

ポリマーの長さ

セルロース セルロースは長鎖（7,000〜15,000糖単位）で構成されている。

ヘミセルロース ヘミセルロースは短い鎖（500〜3,000糖単位）からなる。

ブランチング

セルロース。

セルロースは分岐していない高分子です。

ヘミセルロース ヘミセルロースは分岐した高分子です。

生合成

セルロース セルロースは、細胞膜のロゼット末端複合体（RTC）により合成される。

ヘミセルロース。

ヘミセルロースは、ゴルジ装置で糖ヌクレオチドから合成される。

消化

セルロース セルロースは反芻動物のみが消化できる。

ヘミセルロース。

ヘミセルロースは、人間も反芻動物も容易に消化することができます。

重要性

セルロースのことです。

セルロースは、紙、繊維、医薬品、火薬などの原料として使用される。

ヘミセルロース ヘミセルロースは、紙、フルフラール、エタノールなどの原料として使用されます。

結論

セルロースとヘミセルロースは、植物細胞壁の構造成分として機能する2つの多糖類です。

セルロースはグルコースの単量体からなり、ヘミセルロースは複数の高分子からなる。

セルロースは線状高分子であるのに対し、ヘミセルロースは架橋高分子です。

セルロースとヘミセルロースの主な違いは、植物細胞壁におけるそれぞれの多糖の役割です。