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Lo studio mostra come la fibra modella la struttura delle pareti cellulari dell'impianto

Il segreto di come la fibra modella la struttura delle pareti cellulari dell'impianto è stato rivelato, con le applicazioni potenzialmente vaste che variano dalla nutrizione e dalla salubrità all'agricoltura.

I ricercatori dall'università di Queensland e di istituto di tecnologia reale di KTH in Svezia hanno scoperto i meccanismi di come le pareti cellulari dell'impianto saldano la resistenza e la rigidità munite da cellulosa della sua capacità di allungare e comprimere.

Direttore di UQ del centro per il professor Mike Gidley di scienze dell'alimentazione e di nutrizione ha detto il gruppo identificato che una famiglia dei polimeri della parete cellulare - emicellulose - ha svolto un ruolo critico nel saldare l'esigenza di rigidità con la flessibilità piegare senza rompersi.

Questa scoperta è importante per la comprensione dei beni dietetici della fibra in nutrizione, ma anche per le applicazioni nella medicina, nell'agricoltura ed in un intervallo di altre industrie. Gli impianti non hanno uno scheletro e le loro strutture possono variare dalle erbe molli e flessibili all'architettura maestosa di un albero del Eucalypt, con le differenze chiave che si trovano in loro strutture della fibra della parete cellulare.„

Mike Gidley, il professor e Direttore, centro per nutrizione e scienze dell'alimentazione, università di Queensland

La diversità delle strutture delle piante deriva dalle tre particelle elementari di memoria della fibra di impianto - cellulosa, emicellulosa e lignins - nelle pareti cellulari dell'impianto.

“Lignins fornisce l'impermeabilizzazione nella fibra boscosa e la cellulosa è il materiale rigido dell'armatura in quasi tutti i tipi dell'impianto, ma la funzione meccanica di emicellulosa era qualcosa di un mistero,„ il professor Gidley ha detto.

Il professor Gidley ed il Dott. Deirdre Mikkelsen, in collaborazione con il Dott. Francisco Vilaplana al centro di legno di scienza del Wallenberg di KTH, hanno sperimentato con due componenti importanti di emicellulosa - con effetto drammatico.

“Abbiamo verificato i beni di cellulosa quando aggiunge le proporzioni differenti delle due componenti e trovato che “i mannano„ hanno migliorato la compressione mentre aumento “dei xilani„ drasticamente il suo stretchiness,„ il Dott. Mikkelsen ha detto.

“Abbiamo generato il materiale modificato della cellulosa in laboratorio che potrebbe essere allungato due volte alla sua lunghezza di riposo - l'equivalente a guardare un foglio di carta bagnato che è allungato per raddoppiare la sua lunghezza senza strappare.„

Il gruppo ha detto che la sua scoperta ha avuta molte applicazioni, includendo nella cura della ferita e nella tessitura degli alimenti vegetali.

“Questi informazioni sono egualmente di interesse per la ricerca del microbiome dell'intestino nella comprensione dei più circa come le pareti di cellule vegetali, o la fibra, ripartono nell'intestino,„ il professor Gidley hanno detto.

“La fibra di impianto complessa già è elaborata per le applicazioni basse del valore, ma i materiali di valore alto sono fatti solitamente da cellulosa (batterica) pura.

“Il nostro lavoro crea la base per una nuova chimica della cellulosa in cui i xilani ed i mannano si aggiungono per fare i compositi con i beni utili.

“Questo significa le nuove possibilità per lo sviluppo meglio, i materiali impianti impianto ambientale-sostenibili come pure seleziona le fibre di impianto naturali con i beni desiderabili in agricoltura ed alimento.„

Source:
Journal reference:

Berglund, J., et al. (2020) Wood hemicelluloses exert distinct biomechanical contributions to cellulose fibrillar networks. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-18390-z.