ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Надмолекулярное строение гемицеллюлоз в клеточной стенке из "Гемицеллюлозы" Клеточную стенку одревесневших элементов, а также отдельных анатомических элементов растений, не содержащих лигнин, можно рассматривать как многокомпонентную полимерную систему, образовавшуюся под влиянием многих факторов. О.тна из наиболее четких схем, отражающих строение древесинного вещества, опубликована в 1977 г, П. П. Эриньшем и соавт. [8]. Эта схема (рис 3.1) построена главным образом па основе исследований, проведенных на сформировавшейся клеточной стенке древесины, где вторичная оболочка составляет ее главную массу. Схематическое изображение структуры полимеров первичной оболочки, не содержащей лигнин, приведено на рис. 1.2 (см. 1-ю главу). [c.148] На рис. 3.1 показано, что молекулы лигнина или части макромолекул этого полимера занимают пространство между микрофибриллами целлюлозы, но не касаются их поверхности, так как поверхность фибрилл покрыта СоЮем ГМЦ. [c.149] Эта полоса связана с поглощением СНз- и СН2-групп, присутствующих в молекулах нецеллюлозных полисахаридов. Поляризация луча сохраняется также после обработки образца растворами пектиназ, щавелевой кислоты или оксалата аммония, т. е. иосле отделения пектиновых веществ. Так как в районе 1735 см почти не наблюдается поляризация луча, то, по всей вероятности, ориентация СНз-групп связана не с группировкой —СООСНа, а с СНз-групиой таких соединений, как рамноза, фукоза и 0-метил-глюкуроновая кислота. Подобную картину можно наблюдать при анализе ИК-сиектров стеблей бобов [32]. [c.150] Межфибриллярные области, заполненные одновременно лигнином и ГМЦ, являются весьма сложным объектом исследования. Существует мало информации о надмолекулярном состоянии ГМЦ в лигнифицированной клеточной оболочке. Эти микрорайоны представляют собой полимерные композиции, имеющие строение, сходное со строением полимерных взаимопроникающих сеток [4]. Как это характерно для взаимопроникающих сеток, они набухают, но не растворяются в растворителях, иоэтому отделение лигнина без химических изменений ГМЦ и лигнина невозможно. На рис. 3.1 показано, как изменяется структура вторичной клеточной оболочки после гидролиза сложноэфирных связей и частичной деструкции лигнина. В этом случае изменяется также надмолекулярная структура ГМЦ, включенных в композицию полимеров лигнин—гемицеллюлозы. [c.151] Во взаимопроникающих полимерных сетках 4], как правило, в большей или меньшей степени наблюдается фазовое разделение. [c.151] Это означает, что совместимость может быть ограниченной или осуществляться на сегментном уровне. В некоторых случаях действительно совместимость имеет место только на границе раздела фаз. Такое взаимодействие существует, вероятно, между слоем ГМЦ, связанным с поверхностью фибрилл целлюлозы, и более удаленными от них областями, занятыми лигнином и остальной массой ГМЦ. [c.152] Установлено [27], что размеры микрообластей отдельных комионентов в клеточной стенке древесины не превышают 2,0—5,0 нм. Доказательства микрогетерогенности вещества межфибриллярно-го пространства приведены в работах П. П. Эриньша и сотр. [7]. По всей вероятности, ГМЦ в этих микрорайонах не имеют кристаллической организации, а возможна лишь определенная ориентация их молекул. Тем более что присутствие в микрообластях смешанных полимеров молекулы лигнина, имеющего глобулярное строение, препятствует ассоциации молекул ГМЦ между собой и образованию термодинамически равновесной системы надмолекулярной структуры высокой стеиени ориентации. Ацетатные группы ГМЦ и другие ответвления также препятствуют их кристаллизации. [c.152] При образовании ГМЦ и отложении их в клеточной оболочке до появления там лигнина стабильная ассоциация или кристаллы не образуются. Это свидетельствует о том, что не только лигнин мешает образованию организованных структурных агрегатов ГМЦ, но что в данной среде сильно разветвленные нецеллюлозные иолисахариды, в том числе ГМЦ, не обладают способностью к образованию кристаллов или других межмолекулярных ассоциатов. Появление же лигнина в клеточной оболочке еще в большей мере изолирует молекулы ГМЦ друг от друга. [c.152] По-видимому, надо согласиться с представлением об аморфности нативных ГМЦ, высказанным уже в первых трудах по химии растительных материалов. Проведенные электронно-микро-скоиические исследования подтвердили этот вывод. Аморфность ГМЦ характерна для микрообластей, отдаленных от фибрилл целлюлозы. Сказанное относится к надмолекулярному строению ГМЦ в высших растениях. В некоторых водорослях присутствует (3-1,3-ксилан, который выполняет роль структурного полисахарида, подобно целлюлозе высших растений, и имеет кристаллическую фибриллярную структуру [38, р. 49 24, р. 282]. В водорослях обнаружен также кристаллический маннан. По-видимому, механизм-биосинтеза, а также роль этих полисахаридов отличаются от таковых у ГМЦ высших растений, несмотря на то, что они представлены полисахаридами, содержащими типичные для ГМЦ звенья — ксилозу и манноз . [c.152] Вернуться к основной статье