Исследователи из Университета Квинсленда и Королевского технологического института KTH в Швеции раскрыли механизм того, как стенки растительных клеток уравновешивают прочность и жесткость, обеспечиваемые целлюлозой, с ее способностью растягиваться и сжиматься.
Директор Центра питания и пищевых наук UQ профессор Майк Гидли сказал, что команда определила, что семейство полимеров клеточной стенки - гемицеллюлозы - играет решающую роль в обеспечении баланса между жесткостью и гибкостью, позволяющей сгибаться без разрушения.
<цитата>Это открытие важно для понимания свойств пищевых волокон в питании. но также для применения в медицине, сельское хозяйство и ряд других отраслей. У растений нет скелета, и их структура может варьироваться от мягкой, гибкие травы к величественной архитектуре эвкалиптового дерева, с ключевыми отличиями, лежащими в их волокнистой структуре клеточной стенки . "
Майк Гидли, Профессор и директор, Центр питания и пищевых наук, Университет Квинсленда
Разнообразие структур растений является результатом трех основных строительных блоков растительного волокна - целлюлозы, гемицеллюлоза и лигнины - в стенках клеток растений.
«Лигнины обеспечивают водонепроницаемость древесных волокон, а целлюлоза является жестким строительным материалом почти для всех типов растений, но механическая функция гемицеллюлозы оставалась загадкой, "Сказал профессор Гидли.
Профессор Гидли и доктор Дейрдре Миккельсен, в сотрудничестве с доктором Франсиско Вилаплана из Валленбергского научного центра по древесине KTH, экспериментировали с двумя основными компонентами гемицеллюлозы - с драматическим эффектом.
«Мы проверили свойства целлюлозы при добавлении двух компонентов в разных пропорциях, и обнаружили, что «маннаны» улучшают сжатие, в то время как «ксиланы» резко увеличивают его растяжимость, "- сказал доктор Миккельсен.
«В лаборатории мы создали модифицированный целлюлозный материал, который можно растянуть в два раза по сравнению с длиной в состоянии покоя - это эквивалентно наблюдению за тем, как влажный лист бумаги растягивается в два раза без разрывов».
Команда заявила, что это открытие имеет множество применений, в том числе в уходе за ранами и в текстуре растительной пищи.
"Эта информация также представляет интерес для исследований микробиома кишечника, поскольку они позволяют лучше понять, как растительные клетки стенки, или клетчатка, сломаться в кишечнике, "Сказал профессор Гидли.
"Сложное растительное волокно уже перерабатывается для малоценных применений, но дорогостоящие материалы обычно производятся из чистой (бактериальной) целлюлозы.
«Наша работа создает основу для новой химии целлюлозы, в которую добавляются ксиланы и маннаны для создания композитов с полезными свойствами.
"Это означает новые возможности для лучшего развития, экологически чистые материалы на растительной основе, а также отбор натуральных растительных волокон с желаемыми свойствами для использования в сельском хозяйстве и производстве продуктов питания ".