Une étude montre comment la fibre façonne la structure des parois cellulaires végétales

Le secret de la façon dont la fibre façonne la structure des parois cellulaires végétales a été révélé, avec des applications potentiellement larges allant de la nutrition et de la santé à l'agriculture.

Des chercheurs de l'Université du Queensland et du KTH Royal Institute of Technology en Suède ont découvert les mécanismes de la façon dont les parois cellulaires végétales équilibrent la résistance et la rigidité fournies par la cellulose avec sa capacité à s'étirer et à se comprimer.

Le directeur de l'UQ du Center for Nutrition and Food Sciences, le professeur Mike Gidley, a déclaré que l'équipe a identifié qu'une famille de polymères de paroi cellulaire - les hémicelluloses - jouait un rôle essentiel dans l'équilibre entre le besoin de rigidité et la flexibilité de se plier sans se casser.

Cette découverte est importante pour comprendre les propriétés des fibres alimentaires en nutrition, mais aussi pour des applications en médecine, l'agriculture et une série d'autres industries. Les plantes n'ont pas de squelette, et leurs structures peuvent aller de molles, des herbes molles à l'architecture majestueuse d'un eucalyptus, avec les principales différences se situant dans leurs structures de fibres de paroi cellulaire ."

Mike Gidley, Professeur et directeur, Centre des sciences de la nutrition et de l'alimentation, Université du Queensland

La diversité des structures végétales résulte des trois éléments constitutifs de base de la fibre végétale - la cellulose, hémicellulose et lignines - dans les parois cellulaires végétales.

"Les lignines assurent l'imperméabilisation des fibres ligneuses et la cellulose est le matériau d'échafaudage rigide dans presque tous les types de plantes, mais la fonction mécanique de l'hémicellulose était un mystère, " dit le professeur Gidley.

Professeur Gidley et Dr Deirdre Mikkelsen, en collaboration avec le Dr Francisco Vilaplana du Wallenberg Wood Science Center de KTH, expérimenté avec deux composants majeurs de l'hémicellulose - avec un effet dramatique.

"Nous avons testé les propriétés de la cellulose en ajoutant différentes proportions des deux composants, et a constaté que les « mannanes » amélioraient la compression tandis que les « xylanes » augmentaient considérablement son élasticité, " a déclaré le Dr Mikkelsen.

"Nous avons généré en laboratoire un matériau cellulosique modifié qui pouvait être étiré jusqu'à deux fois sa longueur au repos - l'équivalent de regarder une feuille de papier humide être étirée pour doubler sa longueur sans se déchirer."

L'équipe a déclaré que sa découverte avait de nombreuses applications, y compris dans le soin des plaies et dans la texture des aliments végétaux.

"Ces informations sont également intéressantes pour la recherche sur le microbiome intestinal pour mieux comprendre comment les parois des cellules végétales, ou fibre, se décomposer dans l'intestin, " dit le professeur Gidley.

« La fibre végétale complexe est déjà traitée pour des applications de faible valeur, mais les matériaux de grande valeur sont généralement fabriqués à partir de cellulose pure (bactérienne).

"Notre travail crée la base d'une nouvelle chimie de la cellulose dans laquelle des xylanes et des mannanes sont ajoutés pour fabriquer des composites aux propriétés utiles.

"Cela signifie de nouvelles possibilités pour mieux se développer, des matières végétales respectueuses de l'environnement, ainsi que la sélection de fibres végétales naturelles avec des propriétés souhaitables dans l'agriculture et l'alimentation."

• L'étude met en évidence le besoin de scientifiques,
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