Estudo mostra como a fibra molda a estrutura das paredes celulares das plantas

O segredo de como a fibra molda a estrutura das paredes das células vegetais foi revelado, com aplicações potencialmente abrangentes, desde nutrição e saúde até agricultura.

Pesquisadores da Universidade de Queensland e do KTH Royal Institute of Technology na Suécia descobriram a mecânica de como as paredes das células vegetais equilibram a resistência e a rigidez fornecidas pela celulose com sua capacidade de esticar e comprimir.

O Diretor do Centro de Nutrição e Ciências Alimentares da UQ, Professor Mike Gidley, disse que a equipe identificou que uma família de polímeros de parede celular - hemiceluloses - desempenhou um papel crítico em equilibrar a necessidade de rigidez com a flexibilidade de dobrar sem quebrar.

Esta descoberta é importante para compreender as propriedades da fibra alimentar na nutrição, mas também para aplicações na medicina, agricultura e uma série de outras indústrias. As plantas não têm um esqueleto, e suas estruturas podem variar de moles, gramíneas flexíveis para a arquitetura majestosa de uma árvore de eucalipto, com as principais diferenças nas estruturas de fibra da parede celular . "

Mike Gidley, Professor e Diretor, Centro de Nutrição e Ciências Alimentares, Universidade de Queensland

A diversidade das estruturas das plantas resulta dos três principais blocos de construção da fibra vegetal - celulose, hemicelulose e ligninas - nas paredes celulares das plantas.

"As ligninas fornecem a impermeabilização na fibra lenhosa e a celulose é o material de andaime rígido em quase todos os tipos de plantas, mas a função mecânica da hemicelulose era um mistério, "Professor Gidley disse.

Professor Gidley e Dra. Deirdre Mikkelsen, em colaboração com o Dr. Francisco Vilaplana no Wallenberg Wood Science Center da KTH, experimentou dois componentes principais da hemicelulose - com efeito dramático.

“Testamos as propriedades da celulose ao adicionar diferentes proporções dos dois componentes, e descobriram que 'mananas' melhorou a compressão, enquanto 'xilanas' aumentaram drasticamente sua elasticidade, "Dr. Mikkelsen disse.

"Geramos material de celulose modificada no laboratório que poderia ser esticado até o dobro de seu comprimento de repouso - o equivalente a assistir uma folha de papel úmida sendo esticada para dobrar seu comprimento sem rasgar."

A equipe disse que sua descoberta teve muitas aplicações, inclusive no cuidado de feridas e na textura de alimentos vegetais.

"Esta informação também é de interesse para a pesquisa do microbioma intestinal, para entender mais sobre como as células das plantas são paredes, ou fibra, quebrar no intestino, "Professor Gidley disse.

“A fibra vegetal complexa já é processada para aplicações de baixo valor, mas os materiais de alto valor geralmente são feitos de celulose pura (bacteriana).

“Nosso trabalho cria a base para uma nova química da celulose em que xilanas e mananas são adicionadas para fazer compostos com propriedades úteis.

"Isso significa novas possibilidades para um melhor desenvolvimento, materiais de base vegetal ambientalmente sustentáveis, além de selecionar fibras vegetais naturais com propriedades desejáveis ​​na agricultura e na alimentação. "

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