Lo studio mostra come la fibra modella la struttura delle pareti cellulari delle piante

Il segreto di come le fibre modellano la struttura delle pareti cellulari delle piante è stato svelato, con applicazioni potenzialmente ad ampio raggio che vanno dalla nutrizione e salute all'agricoltura.

I ricercatori dell'Università del Queensland e del KTH Royal Institute of Technology in Svezia hanno scoperto i meccanismi di come le pareti cellulari delle piante bilanciano la forza e la rigidità fornite dalla cellulosa con la sua capacità di allungarsi e comprimersi.

Il direttore dell'UQ del Centro per la nutrizione e le scienze alimentari, il professor Mike Gidley, ha affermato che il team ha identificato che una famiglia di polimeri della parete cellulare - emicellulosa - ha svolto un ruolo fondamentale nel bilanciare la necessità di rigidità con la flessibilità di piegarsi senza rompersi.

Questa scoperta è importante per comprendere le proprietà delle fibre alimentari nell'alimentazione, ma anche per applicazioni in medicina, l'agricoltura e una serie di altri settori. Le piante non hanno uno scheletro, e le loro strutture possono variare da morbide, flosce erbe alla maestosa architettura di un albero di eucalipto, con le differenze chiave che risiedono nelle loro strutture fibrose della parete cellulare ."

Mike Gidley, Professore e Direttore, Centro per la nutrizione e le scienze dell'alimentazione, Università del Queensland

La diversità delle strutture vegetali deriva dai tre elementi costitutivi fondamentali della fibra vegetale:cellulosa, emicellulosa e lignine - nelle pareti cellulari delle piante.

"Le lignine forniscono l'impermeabilizzazione nella fibra legnosa e la cellulosa è il materiale di impalcatura rigida in quasi tutti i tipi di piante, ma la funzione meccanica dell'emicellulosa era un mistero, "Ha detto il professor Gidley.

Il professor Gidley e il dottor Deirdre Mikkelsen, in collaborazione con il dottor Francisco Vilaplana presso il Wallenberg Wood Science Center di KTH, sperimentato con due componenti principali di emicellulosa - con effetto drammatico.

"Abbiamo testato le proprietà della cellulosa aggiungendo proporzioni diverse dei due componenti, e ha scoperto che i "mannani" migliorano la compressione mentre gli "xilani" aumentano drasticamente la sua elasticità, "Ha detto il dottor Mikkelsen.

"Abbiamo generato in laboratorio materiale di cellulosa modificato che può essere allungato fino al doppio della sua lunghezza a riposo, l'equivalente di guardare un foglio di carta bagnato che viene allungato per raddoppiare la sua lunghezza senza strapparsi".

Il team ha affermato che la sua scoperta ha avuto molte applicazioni, anche nella cura delle ferite e nella consistenza degli alimenti vegetali.

"Queste informazioni sono interessanti anche per la ricerca sul microbioma intestinale per capire di più su come le pareti delle cellule vegetali, o fibra, abbattere nell'intestino, "Ha detto il professor Gidley.

"La fibra vegetale complessa è già lavorata per applicazioni di basso valore, ma i materiali di alto valore sono generalmente realizzati in pura cellulosa (batterica).

"Il nostro lavoro crea le basi per una nuova chimica della cellulosa in cui vengono aggiunti xilani e mannani per creare compositi con proprietà utili.

"Ciò significa nuove possibilità per sviluppare meglio, materiali di origine vegetale ecosostenibili, oltre a selezionare fibre vegetali naturali con proprietà desiderabili in agricoltura e cibo".

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