A hemicelulose é um grupo de polissacarídeos complexos que desempenham um papel fundamental na estrutura de plantas e na função de suas paredes celulares. Este composto é classificado como um tipo de fibra dietética solúvel em água e é encontrado em uma variedade de alimentos vegetais, como grãos, frutas e vegetais. A estrutura da hemicelulose é composta por unidades de açúcares variados, como xilose, arabinose e manose, ligados entre si de forma ramificada. A biossíntese da hemicelulose ocorre nas células vegetais, onde enzimas específicas são responsáveis pela síntese e organização desses polissacarídeos. Além de sua função estrutural, a hemicelulose também desempenha um papel importante na regulação do metabolismo vegetal, na resistência a patógenos e na interação planta-microrganismo no solo.
Para que serve a hemicelulose no organismo?
A hemicelulose é um tipo de carboidrato complexo que desempenha um papel fundamental no organismo. Ela faz parte da parede celular de plantas e é composta por diferentes tipos de açúcares, como xilose, arabinose e manose. A hemicelulose é classificada como um polissacarídeo não amiláceo e é considerada uma fibra alimentar essencial para a saúde.
Em termos de estrutura, a hemicelulose é um polímero formado por unidades de açúcares ligadas entre si. Sua composição varia de acordo com a fonte vegetal de onde é extraída, o que influencia suas propriedades físicas e químicas. A biossíntese da hemicelulose ocorre nas células vegetais, onde enzimas específicas são responsáveis pela sua produção e incorporação na parede celular.
Quanto às funções no organismo, a hemicelulose desempenha um papel importante na digestão e no funcionamento do intestino. Por ser uma fibra alimentar insolúvel, ela ajuda a regular o trânsito intestinal, prevenir a constipação e promover a saúde intestinal. Além disso, a hemicelulose pode atuar como prebiótico, estimulando o crescimento de bactérias benéficas no intestino.
Em resumo, a hemicelulose é um componente essencial na dieta humana, contribuindo para a saúde intestinal e o bem-estar geral. Portanto, é importante incluir fontes de hemicelulose na alimentação, como cereais integrais, legumes e frutas, para garantir um bom funcionamento do organismo e prevenir problemas digestivos.
Celulose e hemiceluloses: conheça suas principais diferenças e características.
A hemicelulose é um componente da parede celular das plantas, sendo uma das principais diferenças em relação à celulose. Enquanto a celulose é composta por cadeias lineares de glicose, a hemicelulose é formada por unidades de açúcares variados, como xilose, arabinose e manose.
Além disso, as hemiceluloses são mais solúveis em água do que a celulose, o que as torna mais facilmente degradáveis por microorganismos no solo. Isso faz com que a hemicelulose desempenhe um papel importante na ciclagem de nutrientes e na formação de húmus.
Em relação à estrutura, as hemiceluloses são mais ramificadas do que a celulose, o que confere maior flexibilidade e diversidade de funções. Elas estão presentes em diversas partes das plantas, como nos tecidos de sustentação e nas sementes.
A biossíntese das hemiceluloses ocorre no complexo de Golgi, onde enzimas específicas sintetizam as unidades de açúcares e as transportam para a parede celular. Esse processo é regulado por diversos fatores, como hormônios vegetais e condições ambientais.
As hemiceluloses desempenham diversas funções nas plantas, como a regulação do crescimento celular, a resistência a patógenos e a formação de barreiras contra agentes externos. Além disso, elas também são utilizadas na indústria de alimentos e na produção de biocombustíveis.
Conheça os grupos funcionais presentes na molécula de celulose.
A hemicelulose é um dos principais componentes da parede celular das plantas, juntamente com a celulose e a lignina. Diferentemente da celulose, a hemicelulose é uma mistura de polissacarídeos, o que a torna mais complexa em termos de estrutura e composição. Ela é composta por diferentes açúcares, como a xilose, a arabinose e a manose, e apresenta uma variedade de grupos funcionais em sua molécula.
Os grupos funcionais presentes na molécula de hemicelulose incluem ésteres de ácidos orgânicos, grupos acetila, grupos metila e grupos hidroxila. Esses grupos conferem à hemicelulose propriedades específicas que influenciam sua função biológica e suas interações com outros componentes da parede celular.
A classificação da hemicelulose é baseada nos tipos de açúcares que a compõem e em suas proporções na molécula. Ela pode ser classificada em hemicelulose xilânica, hemicelulose manânica, hemicelulose galactânica, entre outras, dependendo da predominância de determinados açúcares em sua estrutura.
Em relação à estrutura, a hemicelulose apresenta uma cadeia polissacarídica ramificada, o que a torna mais flexível do que a celulose. Essa estrutura ramificada permite que a hemicelulose interaja com outros componentes da parede celular, contribuindo para a sua integridade e resistência.
A biossíntese da hemicelulose ocorre no interior das células vegetais, onde enzimas específicas são responsáveis pela síntese dos diferentes polissacarídeos que compõem a hemicelulose. Esse processo envolve a ativação dos açúcares e sua ligação para formar as cadeias polissacarídicas que compõem a hemicelulose.
Em termos de funções, a hemicelulose desempenha um papel importante na estrutura e na função da parede celular das plantas. Ela atua na regulação da permeabilidade da parede celular, na interação com outros componentes da parede e na resposta a estímulos ambientais.
Em resumo, a hemicelulose é um componente essencial da parede celular das plantas, apresentando uma variedade de grupos funcionais em sua molécula que conferem propriedades específicas. Sua classificação, estrutura, biossíntese e funções são fundamentais para compreender sua importância biológica e seu papel na fisiologia vegetal.
Para que serve a lignina no processo de crescimento das plantas?
A hemicelulose é um componente importante da parede celular das plantas, juntamente com a celulose e a lignina. Ela é uma polissacarídeo complexo que desempenha várias funções essenciais no organismo das plantas.
A hemicelulose é classificada como um polissacarídeo não celulósico e pode ser dividida em diferentes tipos, como xilanos, mananos e galactanos, dependendo da composição de açúcares presentes em sua estrutura. Sua biossíntese ocorre no retículo endoplasmático e no complexo de Golgi, onde as enzimas responsáveis pela sua formação atuam.
Quanto à sua estrutura, a hemicelulose apresenta uma cadeia principal de açúcares ligados por ligações glicosídicas, com ramificações que conferem a ela uma grande diversidade química. Essa diversidade possibilita que a hemicelulose desempenhe diversas funções nas plantas.
Entre as principais funções da hemicelulose estão a formação de pontes entre os microfibrilas de celulose, conferindo rigidez e resistência à parede celular, e a interação com a lignina para criar uma matriz tridimensional que protege a planta de agentes externos.
A lignina, por sua vez, atua como um agente de impermeabilização, evitando a perda de água e protegendo a planta contra patógenos e herbívoros. Além disso, a lignina contribui para a rigidez do caule e do tronco das plantas, permitindo o seu crescimento vertical.
Portanto, a lignina desempenha um papel fundamental no processo de crescimento das plantas, trabalhando em conjunto com a hemicelulose e a celulose para garantir a integridade da parede celular e a proteção do organismo vegetal.
Hemicelulose: classificação, estrutura, biossíntese e funções
Hemicelulose é um termo usado para designar um grupo muito diversificado de polissacarídeos presentes nas paredes celulares de muitas plantas e que representam mais de um terço da biomassa dessas estruturas.
O conceito foi proposto por Johann Heinrich Schulze para designar outros polissacarídeos além do amido e em associação com a celulose removível das paredes celulares das plantas superiores, usando soluções alcalinas.
Esses polissacarídeos são compostos por esqueletos de glucano ligados por ligações β-1,4 que possuem substituintes glicosilados diferentes e são capazes de interagir entre si e com fibras de celulose através de ligações de hidrogênio (interações não covalentes).
Diferentemente da celulose, que forma microfibras fortemente compactadas, as hemiceluloses possuem estruturas bastante amorfas, que são solúveis em soluções aquosas.
Como mais de um terço do peso seco das células vegetais corresponde às hemiceluloses, existe muito interesse hoje na produção de biocombustíveis e outros compostos químicos, processando esses polissacarídeos.
Classificação e estrutura
Atualmente, as hemiceluloses estão divididas em quatro classes de moléculas estruturalmente diferentes: xilanos, glicanos D-manuais, β-glucanos e xiloglicanos. Esses três tipos de hemiceluloses têm diferentes padrões de distribuição e localização, além de outras diferenças importantes.
Xilanos
São os principais componentes hemicelulócitos presentes nas paredes celulares secundárias de plantas dicotiledôneas. Eles representam mais de 25% da biomassa de plantas lenhosas e herbáceas e cerca de 50% em algumas espécies de monocotiledôneas.
Xilanos são heteropolímeros compostos de D-xilopiranose ligados por ligações β-1,4 e que podem ter ramificações curtas. Este grupo é subdividido em homoxilanos e heteroxilanos, entre os quais glucoronoxilanos e outros polissacarídeos complexos.
Essas moléculas podem ser isoladas de diferentes fontes vegetais: fibra de linhaça, polpa de beterraba, bagaço de cana, farelo de trigo e outros.
Seu peso molecular pode variar consideravelmente, dependendo do tipo de xilano e das espécies vegetais. O intervalo encontrado na natureza geralmente varia de 5.000 g / mol a mais de 350.000 g / mol, mas depende muito do grau de hidratação e de outros fatores.
Glicanos em D
Este tipo de polissacarídeo é encontrado nas plantas superiores na forma de galactomananos e glucomananos, que são compostos de cadeias lineares de D-manopiranoses ligadas por ligações β-1,4 e por resíduos de D-manopiranos e D-glucopiranoses ligadas por ligações β -1,4, respectivamente.
Ambos os tipos de glicanos manuais podem ter resíduos de D-galactopiranose ligados à espinha dorsal principal da molécula em posições diferentes.
Os galactomananos são encontrados no endosperma de algumas nozes e tâmaras, são insolúveis em água e de forma semelhante à celulose. Os glucomananos, por outro lado, são os principais componentes hemicelulócitos das paredes das células da madeira macia.
β-glucanos
As glucanas são os componentes hemicelulocíticos dos grãos de cereais e são predominantemente encontradas em gramíneas e poáceas em geral. Nessas plantas, os β-glucanos são as principais moléculas associadas às microfibras de celulose durante o crescimento celular.
Sua estrutura é linear e consiste em resíduos de glucopiranose ligados por meio de ligações β-1,4 (70%) e β-1,3 (30%). Os pesos moleculares relatados para cereais variam entre 0,065 a 3 x 10e6 g / mol, mas existem diferenças em relação às espécies em que são estudados.
Xiloglucanos
Este polissacarídeo hemicelulocítico é encontrado nas plantas superiores e é um dos materiais estruturais mais abundantes das paredes celulares. Nas angiospermas dicotiledôneas, representa mais de 20% dos polissacarídeos da parede, enquanto nas gramíneas e outros monocotiledôneos representa até 5%.
Os xiloglicanos são compostos por um esqueleto semelhante ao da celulose, composto por unidades de glucopiranose ligadas por ligações β-1,4, as quais estão ligadas a resíduos de α-D-xilopiranose através de seu carbono na posição 6.
Esses polissacarídeos se ligam estreitamente às microfibras de celulose da parede celular por ligações de hidrogênio, contribuindo para a estabilização da rede celulocítica.
Biossíntese
A maioria dos polissacarídeos de membrana é sintetizada a partir de açúcares nucleotídicos ativados muito específicos.
Esses açúcares são utilizados pelas enzimas glicosiltransferase no complexo de Golgi, responsáveis pela formação das ligações glicosídicas entre os monômeros e pela síntese do polímero em questão.
O esqueleto celulocitário dos xiloglucanos é sintetizado por membros da família de proteínas responsáveis pela síntese de celulose, codificadas pela família CSLC.
Funções
Assim como sua composição varia de acordo com as espécies vegetais estudadas, também as funções das hemiceluloses. Os principais são:
Funções biológicas
Na formação da parede celular de plantas e outros organismos com células semelhantes às células vegetais, os diferentes tipos de hemiceluloses cumprem funções essenciais em questões estruturais, graças à sua capacidade de se associar de forma não covalente à celulose.
Os xilanos, um dos tipos de hemiceluloses, são especialmente importantes no endurecimento das paredes celulares secundárias desenvolvidas por algumas espécies de plantas.
Em algumas espécies de plantas como o tamarindo, as sementes, em vez do amido, armazenam xiloglicanos que são mobilizados graças à ação das enzimas presentes na parede celular e isso ocorre durante os processos de germinação, onde a energia é fornecida ao embrião contido no embrião. semente.
Funções e importância comercial
As hemiceluloses armazenadas em sementes como o tamarindo são exploradas comercialmente para a produção de aditivos utilizados na indústria de alimentos.
Exemplos desses aditivos são goma de tamarindo »e goma« guar »ou« guaran »(extraída de um tipo de leguminosa).
Na indústria de panificação, a presença de arabinoxilanos pode afetar a qualidade dos produtos obtidos, assim como, devido à sua viscosidade característica, também afeta a produção de cerveja.
A presença de um certo tipo de celulose em alguns tecidos vegetais pode afetar bastante o uso desses tecidos na produção de biocombustíveis.
Geralmente, a adição de enzimas hemicelulose é uma prática comum para superar esses inconvenientes. Mas com o advento da biologia molecular e outras técnicas de grande utilidade, alguns pesquisadores trabalham no projeto de plantas transgênicas que produzem tipos específicos de hemiceluloses.
Referências
- Ebringerová, A., Hromádková, Z., & Heinze, T. (2005). Hemicelulose Adv. Polym Sci. , 186 , 1-67.
- Pauly, M., Gille, S., Liu, L., Mansoori, N., Souza, A., Schultink, A., & Xiong, G. (2013). Biossíntese de hemicelulose. Plant , 1-16.
- Saha, BC (2003). Bioconversão de hemicelulose. J Ind Microbiol Biotechnol , 30 , 279-291.
- Scheller, HV e Ulvskov, P. (2010). Hemiceluloses Annu Rev. Plant. Physiol , 61 , 263-289.
- Wyman, CE, Decker, SR, Himmel, ME, Brady, JW e Skopec, CE (2005). Hidrólise de celulose e hemicelulose.
- Yang, H., Yan, R., Chen, H., Ho Lee, D. e Zheng, C. (2007). Características da pirólise da hemicelulose, celulose e lignina. Fuel , 86 , 1781-1788.