Caracterización química de fibras de plantas herbáceas utilizadas ...

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1. Introducción repite exactamente en la cadena polimérica (Figura 2). En la pared celular, las cadenas de celulosa se agregan formando microfibrillas que constituyen el elemento base de los materiales celulósicos. OH HO HO O CH 2 OH O CH 2 OH O OH OH O HO HO O CH 2 OH O CH 2 OH O OH OH HO n Figura 2. Molécula de celobiosa en la cadena de celulosa. 1.1.2. Hemicelulosas Son polisacáridos químicamente heterogéneos, constituidos por diferentes unidades de monosacáridos incluyendo pentosas (xilosa y arabinosa), hexosas (glucosa, manosa y galactosa) y ácidos urónicos, enlazados entre sí por enlaces glicosídicos, formando estructuras ramificadas y en general amorfas. En la Figura 3 se muestran los monosacáridos constituyentes de las hemicelulosas. Algunas hemicelulosas están asociadas a la porción celulósica, mientras que otras lo están con la lignina. Actúan como matriz soporte para las microfibrillas de celulosa en la pared celular, y son de menor masa molecular, más accesibles, más fácilmente degradables y más fáciles de disolver que la celulosa. La estructura de la celulosa es la misma en los distintos materiales lignocelulósicos. Sin embargo, en las hemicelulosas existe una considerable variación, especialmente entre las coníferas, frondosas y plantas herbáceas. En el caso de la madera de coníferas se suele apreciar una mayor cantidad de manosa y galactosa mientras que la xilosa es más abundante en las frondosas (Fengel y Wegener, 1984). En las plantas herbáceas, las hemicelulosas presentan una gran variedad en composición según las diferentes especies, siendo en algunas predominantes la manosa y la galactosa (Morrison et al., 1999b) y en otras la xilosa (Neto et al., 1996). 5
1. Introducción Pentosas Hexosas Ácidos hexurónicos Desoxi-hexosas HO O OH OH β-D-Xilosa OH HO CH 2 OH O OH OH β-D-Glucosa OH COOH O OH OH HO OH Ácido β-D-Glucurónico OH O OH CH 3 OH OH α-L-Ramnosa OH O OH OH OH α-L-Arabinopiranosa HO CH 2 OH O OH HO β-D-Manosa OH COOH O OH H 3 CO OH OH Ácido α-D-4-O-Metilglucurónico OH O CH 3 OH OH α-L-Fucosa OH OH O OH HOH 2 C OH α-L-Arabinofuranosa HO CH 2 OH O OH OH OH α-D-Galactosa COOH HO O OH OH OH Ácido α-D-Galacturónico Figura 3. Monosacáridos componentes de las hemicelulosas (Fengel y Wegener, 1984). 1.1.3. Lignina Es un polímero aromático formado por la condensación oxidativa de precursores fenólicos, muy ramificado y amorfo. La lignina es un componente característico de la pared celular de las plantas vasculares, donde se forma por polimerización oxidativa de tres alcoholes p-hidroxicinamílicos - p-cumarílico (4- hidroxicinamílico), coniferílico (4-hidroxi-3-metoxicinamílico) y sinapílico (4- hidroxi-3,5-dimetoxicinamílico) - (Figura 4) dando lugar a una red tridimensional con diferentes tipos de enlaces. Este polímero es muy resistente a la biodegradación y sus funciones son proteger a la celulosa del ataque microbiano, conferir resistencia e impermeabilidad a los materiales lignificados, y mantener unidas las fibras celulósicas, tal como se ha comentado anteriormente. 6
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