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O estudo mostra como a fibra dá forma à estrutura de divisões celulares da planta

O segredo de como a fibra dá forma à estrutura de divisões celulares da planta foi revelado, com as aplicações potencial amplas que variam da nutrição e da saúde à agricultura.

Os pesquisadores da universidade de Queensland e do Instituto de Tecnologia real de KTH na Suécia descobriram os mecânicos de como as divisões celulares da planta equilibram a força e a rigidez fornecidas pela celulose com sua capacidade para esticar e comprimir.

O director de UQ do centro para o professor Mike Gidley da nutrição e das ciências alimentares disse a equipe identificada que uma família de polímeros da parede de pilha - hemicelulose - jogou um papel crítico em equilibrar a necessidade para a rigidez com a flexibilidade se dobrar sem quebrar.

Esta descoberta é importante para compreender propriedades dietéticas da fibra na nutrição, mas igualmente para aplicações na medicina, na agricultura e em uma escala de outras indústrias. As plantas não têm um esqueleto, e suas estruturas podem variar das relvados macias, flexíveis à arquitetura majestosa de uma árvore do eucalipto, com as diferenças chaves que encontram-se em suas estruturas da fibra da parede de pilha.”

Mike Gidley, professor e director, centro para a nutrição e ciências alimentares, universidade de Queensland

A diversidade de estruturas de planta resulta dos três blocos de apartamentos do núcleo de fibra de planta - celulose, hemicelulose e lignins - nas divisões celulares da planta.

“Lignins fornece a água-impermeabilização na fibra arborizado e a celulose é o material rígido do andaime em quase todos os tipos da planta, mas a função mecânica da hemicelulose era algo de um mistério,” o professor Gidley disse.

O professor Gidley e o Dr. Deirdre Mikkelsen, em colaboração com o Dr. Francisco Vilaplana no centro de madeira da ciência do Wallenberg de KTH, experimentaram com os dois componentes principais da hemicelulose - com efeito dramático.

“Nós testamos as propriedades da celulose ao adicionar proporções diferentes dos dois componentes, e encontrado que “os mannans” melhoraram a compressão quando aumento “dos xylans” dràstica seu stretchiness,” o Dr. Mikkelsen disse.

“Nós geramos o material alterado da celulose no laboratório que poderia ser esticado duas vezes a seu comprimento de descanso - o equivalente a olhar uma folha de papel molhada que está sendo esticado para dobrar seu comprimento sem rasgar.”

A equipe disse que sua descoberta teve muitas aplicações, incluindo no cuidado esbaforido e na textura de alimentos de planta.

“Esta informação é igualmente do interesse para a pesquisa do microbiome do intestino em compreender mais sobre como as paredes de pilhas da planta, ou a fibra, dividem no intestino,” o professor Gidley disse.

“A fibra de planta complexa é processada já para baixas aplicações do valor, mas os materiais do elevado valor são feitos geralmente da celulose (bacteriana) pura.

“Nosso trabalho cria a base para uma química nova da celulose em que os xylans e os mannans são adicionados para fazer compostos com propriedades úteis.

“Isto significa possibilidades novas para tornar-se melhor, materiais planta-baseados ambiental-sustentáveis, assim como selecciona fibras de planta naturais com propriedades desejáveis na agricultura e no 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.