Hemicellulosa är en term som används för att beteckna en mycket varierande grupp av polysackarider som finns i cellväggarna hos många växter och som representerar mer än en tredjedel av biomassan hos nämnda strukturer.
Konceptet föreslogs av Johann Heinrich Schulze för att beteckna andra polysackarider än stärkelse och i samband med cellulosa som kunde extraheras från cellväggarna i högre växter med hjälp av alkaliska lösningar..
Dessa polysackarider är sammansatta av glukanskelett kopplade av β-1,4-bindningar som har olika glykosylerade substituenter och som kan interagera med varandra och med cellulosafibrer genom vätebindningar (icke-kovalenta interaktioner)..
Till skillnad från cellulosa, som bildar tätt packade mikrofibrer, har hemicelluloser ganska amorfa strukturer, som är lösliga i vattenlösningar..
Eftersom mer än en tredjedel av den torra vikten av växtceller motsvarar hemicelluloser, finns för närvarande mycket intresse för produktion av biodrivmedel och andra kemiska föreningar genom bearbetning av dessa polysackarider..
Artikelindex
Hemicelluloser är för närvarande uppdelade i fyra strukturellt olika klasser av molekyler: xylaner, D-människa-glykaner, β-glukaner och xyloglykaner. Dessa tre typer av hemicelluloser har olika fördelnings- och lokaliseringsmönster, liksom andra viktiga skillnader..
De är de viktigaste hemicellulocytiska komponenterna som finns i de sekundära cellväggarna hos dikotplantor. De representerar mer än 25% av biomassan från träiga och örtartade växter och nära 50% i vissa arter av monocots..
Xylaner är heteropolymerer sammansatta av D-xylopyranos bundna av β-1,4-bindningar och som kan ha korta grenar. Denna grupp är indelad i homoxylaner och heteroxylaner, bland vilka är glukuronoxylaner och andra komplexa polysackarider..
Dessa molekyler kan isoleras från olika växtkällor: från linfröfibrer, från betmassa, från sockerrörsbagasse, från vetekli och andra..
Dess molekylvikt kan variera avsevärt, beroende på typen av xylan och växtarten. Området som finns i naturen varierar vanligtvis från 5 000 g / mol till mer än 350 000 g / mol, men det beror mycket på hydratiseringsgraden och andra faktorer..
Denna typ av polysackarid finns i högre växter i form av galaktomannaner och glukomannan, som består av linjära kedjor av D-mannopyranos bundna av β-1,4-bindningar och av rester av D-mannopyranos och D-glukopyranos bundna av β-bindningar -1,4, respektive.
Båda typerna av handglykaner kan ha D-galaktopyranosrester fästa vid molekylens huvudkedja i olika positioner..
Galaktomannaner finns i endospermen hos vissa nötter och dadlar, de är olösliga i vatten och har liknande konformation som cellulosa. Glucomannan, å andra sidan, är de viktigaste hemicellulocytiska komponenterna i cellväggarna i barrved..
Glykaner är de hemicellulocytiska komponenterna i spannmålskorn och finns huvudsakligen i gräs och poaceae i allmänhet. I dessa växter är β-glukaner de viktigaste molekylerna som är associerade med cellulosamikrofibrer under celltillväxt..
Dess struktur är linjär och består av glukopyranosrester kopplade genom blandade β-1,4 (70%) och β-1,3 (30%) bindningar. Molekylvikterna som rapporterats för spannmål varierar mellan 0,065 och 3 x 10e6 g / mol, men det finns skillnader i förhållande till arten där de studeras..
Denna hemicellulocytiska polysackarid finns i högre växter och är ett av de vanligaste strukturmaterialen i cellväggar. I dicot angiospermer representerar det mer än 20% av väggpolysackariderna, medan det i gräs och andra monocots representerar upp till 5%.
Xyloglykaner är sammansatta av ett cellulosaliknande skelett, sammansatt av glukopyranosenheter kopplade av β-1,4-bindningar, som är kopplat till α-D-xylopyranosrester genom sitt kol i position 6.
Dessa polysackarider binder tätt till cellulosamikrofibrerna i cellväggen genom vätebindningar, vilket bidrar till stabiliseringen av cellulocytnätverket..
De flesta membranpolysackarider syntetiseras från mycket specifika aktiverade nukleotidsocker.
Dessa sockerarter används av glykosyltransferasenzymer i Golgi-komplexet, som är ansvariga för bildandet av glykosidbindningar mellan monomererna och syntesen av polymeren i fråga..
Det cellulocytiska skelettet av xyloglykaner syntetiseras av medlemmar i familjen av proteiner som ansvarar för syntesen av cellulosa, kodad av den genetiska familjen CSLC.
Precis som dess sammansättning varierar beroende på vilken växtart som studeras, fungerar också funktionerna hos hemicelluloser. De viktigaste är:
Vid bildandet av cellväggen hos växter och andra organismer med celler som liknar växtceller, uppfyller de olika klasserna av hemicelluloser viktiga funktioner i strukturella frågor tack vare deras förmåga att associera icke-kovalent med cellulosa.
Xylan, en av typerna av hemicelluloser, är särskilt viktiga vid härdning av sekundära cellväggar som utvecklats av vissa växtarter.
I vissa växtarter, såsom tamarind, lagrar fröna istället för stärkelse xyloglukaner som mobiliseras tack vare verkan av de enzymer som finns i cellväggen och detta inträffar under grobarhetsprocesserna, där energi tillförs embryot som finns i utsäde.
Hemicelluloser lagrade i frön som tamarind utnyttjas kommersiellt för produktion av tillsatser som används i livsmedelsindustrin..
Exempel på dessa tillsatser är tamarindgummi "och" gummi "guar" eller "guaran" (extraherat från en baljväxtsort).
I bageriindustrin kan närvaron av arabinoxylaner påverka kvaliteten på de erhållna produkterna, på samma sätt som på grund av deras karakteristiska viskositet också påverkar produktionen av öl..
Förekomsten av en viss typ av cellulosa i vissa vävnadsvävnader kan i hög grad påverka användningen av dessa vävnader för produktion av biodrivmedel..
Vanligtvis är tillsats av hemicellulosa enzymer en vanlig metod för att övervinna dessa nackdelar. Men med tillkomsten av molekylärbiologi och andra mycket användbara tekniker arbetar vissa forskare med utformningen av transgena växter som producerar specifika typer av hemicelluloser..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.