Para peneliti dari The University of Queensland dan KTH Royal Institute of Technology di Swedia telah mengungkap mekanisme bagaimana dinding sel tumbuhan menyeimbangkan kekuatan dan kekakuan yang diberikan oleh hemiselulosa dengan kemampuannya untuk meregang dan mengompres.
Direktur UQ dari Pusat Ilmu Gizi dan Pangan Profesor Mike Gidley mengatakan tim mengidentifikasi bahwa keluarga polimer dinding sel – hemiselulosa – memainkan peran penting dalam menyeimbangkan kebutuhan akan kekakuan dengan fleksibilitas untuk menekuk tanpa putus.
“Penemuan ini penting untuk memahami sifat serat makanan dalam nutrisi, tetapi juga untuk aplikasi dalam kedokteran, pertanian, dan berbagai industri lainnya,” kata Profesor Gidley.
“Tumbuhan tidak memiliki kerangka, dan strukturnya dapat berkisar dari rerumputan lembut dan terkulai hingga arsitektur megah pohon Eucalypt, dengan perbedaan utama terletak pada struktur serat dinding sel mereka.”
Keragaman struktur tumbuhan dihasilkan dari tiga blok pembangun inti serat tumbuhan yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin di dinding sel tumbuhan.
Lignin memberikan kedap air dalam serat kayu dan selulosa adalah bahan perancah yang kaku di hampir semua jenis tanaman, tetapi fungsi mekanis hemiselulosa masih menjadi misteri,” kata Profesor Gidley.
Profesor Gidley dan Dr Deirdre Mikkelsen, bekerja sama dengan Dr Francisco Vilaplana di KTH Wallenberg Wood Science Center, bereksperimen dengan dua komponen utama hemiselulosa dengan efek dramatis.
“Kami menguji sifat selulosa saat menambahkan proporsi yang berbeda dari dua komponen (hemiselulosa), dan menemukan bahwa ‘mannans’ meningkatkan kompresi sementara ‘xylans’ secara drastis meningkatkan kelenturannya,” kata Dr Mikkelsen.
Hemiselulosa
- Mannan adalah sekelompok polisakarida yang dihasilkan oleh tumbuhan dan fungi
- Xilan merupakan salah satu komponen penyusun sel pada tanaman berkayu
Hasilnya selulosa yang dimodifikasi di laboratorium dapat direntangkan hingga dua kali panjang istirahatnya atau setara dengan mengamati selembar kertas basah yang direntangkan untuk menggandakan panjangnya tanpa robek.
Tim tersebut mengatakan penemuannya memiliki banyak aplikasi, termasuk dalam perawatan luka dan tekstur makanan nabati.
“Informasi ini juga menarik untuk penelitian mikrobioma usus dalam memahami lebih lanjut tentang bagaimana dinding sel tumbuhan, atau serat, terurai di usus,” kata Profesor Gidley.
“Serat tumbuhan kompleks sudah diproses untuk aplikasi bernilai rendah, tetapi bahan bernilai tinggi biasanya terbuat dari selulosa murni (bakteri).
“Pekerjaan kami menciptakan dasar bagi kimia selulosa baru di mana xilan dan manan ditambahkan untuk membuat komposit dengan sifat yang berguna.
“Ini berarti kemungkinan baru untuk mengembangkan bahan nabati yang lebih baik dan ramah lingkungan, serta memilih serat tumbuhan alami dengan sifat yang diinginkan dalam pertanian dan pangan.”
Jurnal Referensi:
- Jennie Berglund, Deirdre Mikkelsen, Bernadine M. Flanagan, Sushil Dhital, Stefan Gaunitz, Gunnar Henriksson, Mikael E. Lindström, Gleb E. Yakubov, Michael J. Gidley, Francisco Vilaplana. Wood hemicelluloses exert distinct biomechanical contributions to cellulose fibrillar networks. Nature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-18390-z
Tinggalkan komentar