Ensaios HistóricosLeopolel Rodés

Composição química e microestruturadas fibras nos vegetais superiores

Nc ie ensaio são relembrados os principais componenics das fibras ve

getais e a microesirutura nelas descortinada pela moderna instrumentação analítica assim apontando a razão de seu grande potencial papeleiro que propiciou asua tão longa tradição históricaOsconstituintes principais das paredes celularessão celulose hemicciulose pectinalignina e cutina

Celulose e sua cristaliniciade

Celulose é ornais importante destesconstituintes por formar u trama molecular na qual os outros se impregnamEstruturalinenic consiste num polissacarídeo formado por elementos de umúnico tipo de açúcarRDglucose formada por uma cadeia de seis carbonoscom uma ponte de oxigénio entre oscarbonos 1 e 5 fechando o anel heterodchco

Nas moléculas de celulose cada uni

dado de glucose contém três gruposhidroxilas livres e duas usadas para juntar duas glicoses assim formando umdissacarídeo denominado celobiose Este

dissacarídeo fornece polímeros de pesosmoleculares elevados com grande variação no comprimento de suas cadeiasmoleculares a quais se destacam peloelevado número de hidroxilas que propiciam a formação das muitas pontes dehidrogénio característica destes polímeros fibrosos Estas cadeias poliméncasaparecem como conjuntos de umas2000cadeias macroniolecul ares justapostasparalelamente e formando cordões denominados microfíbrilas

0 estudo destas microfibrilas medi

ante difração de raios X mostra umacristalínidade elevada e assinala um período repetitivo de 103 Â ao longo doeixo da fibra Sendo esta distância idên

tica ao comprimento de uma moléculade celobiose podese concluir que a molécula polimérica de celulose é formadapor uma seqüência destes dímeros

A força dos enlaces responsáveis pelacristalinidade depende da sua orientação porquanto a ligações laterais entreduas cadeias pol i méricas justapostas decorrem de pontes de hidrogênio individualmente bem mais fracas que as liga

ções covalentes que foriiuuii os elos dacorrente polimérica Interligando asmacromoléculas celulósicas estas abun

dantes pontes de hidrogénio são de umaimportância significativa por determinaras estruturas fundamentais dos tecidos

fibrosos e portanto as propriedades dasfibras celulósicas que maior utilidade apresentam para a manufatura de papéis

Hemiceluloses amorfasAs hemiceluloses se encontram nas

paredes celulares formando outro grupocomplexo de polímeros constituído pormisturas de polissacarídeos debaixo pesomolecular sempre interligados ás estruturas celulósicas dos tecidos vegetais

Em decorrência da sua composição heterogênea irregular e ramificada ashemiceluloses apresentam raramente umaconfiguração cristalina Esta ausência decri stal inidade favorece seu irtumescimento

em meio aquoso e sua fácil solubitizaçãoem água Pela tendência a perder sua elasticidade durante o processo de secagem oendurecimento das hemiceluloses ao lon

go deste processo contribui a manter justapostas as cadeias de bemiceluloses e decelulose assim formando a trama básica

das folhas de papelA plasticidade e a grande área superfi

cial exposta que decorrem da presença dehemiceluloses na superfície e no interiordas fibrilas aumentam as áreas de contato

fibraafibra durante a etapa de formaçãoda folha e de secagem subseqüente

Pectinas hidrofilicas

As pectinas ou substâncias pécticasformarri um grupo de polissacarídeos quese apresentam com uma complexidade ediversificação elevadas Contendo ácido galactourônico como componenteprincipal alguns homoglicídios e diversos heterogiicídios a degradação hidroIffica destas substâncias mostra proporções variáveis de galactose arabinoseXilose e fucose entre outros carboidratosEstas substâncias se localizam na arvela

média na parede primária vizinha ounas camadas externas da parede secundária 0 ácido galactourôníco unidadeestrutural destes polímeros é o respon

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sável pela hidrofilia acentuada das substâncias pécticas

Lignina reforço estruturalA lignina é um polímero natural que

resulta da polimerização de precursoresprimários tais como o álcool transconiferilico álcool transsinapílico e álcool transparacumárico As ligninas aparecem nas paredes celulares dos vegetaisem forma associada às celuloses e hemí

celuloses onde a lignina pode representar até 30 do material A associação dalignina com os carboidratos comportauma série de enlaces químicos entre estas substâncias e a eliminação destas ligações demanda a ação de agente ffidrolízantes fortes temperaturas elevadase esforços mecânicos aplicados repetidamente e de forma intensa o que Configuraum consumo energético elevado

0 termo lignina se refere a um grupo de substâncias químicas de composição molecular estruturalmente parecidasporém suficientemente diferenciadas paraapresentar um comportamento físicoamorfo A lignina aparece quando é necessário reforçar alguma estrutura celular

Cutina e sua permeabilidade hídroicaCutina e suberina são substâncias

culiculares muito hicirofóbicas porquantoconsistem em diversas combinações entre ácidos graxas e alguns dos componentes da parede e e 1 u 1 ar Esta repelêric i aà água serve também para proteger conZI

ra a desidratação aqueles órgãos cujaintegridade ficaria ameaçada sem a cobertura de unia fina camada cuticular

Além dos constituintes principais dasparedes celulares existe uma longa listade substâncias ligadas ás paredes eclularés onde elas induzem atividades bio

químicas de caráter localizado ou de efeitos globais A importância destas substâncias decorre de considerações qualitativas e formam grandes famílias taiscomo vitaminas proteínas corantes hormônios e sistemas enzimáticos

Estrutura das paredes celularesA maior parte do carbono fixado pe

los vegetais superiores é usado para sintetizar as estruturas das suas paredes celulares A biogênese das estruturas moleculares vai configurando as características química e físicas das paredes dascélulas vegetais e portanto determina ascaracterísticas fundamentais das fibras e

seu potencial papeleiroA parede primária P pode ser visua

lizada como uni reticulado irregular demicrofibrilas muito solto e facilmente

deformável o que permite o crescimento das suas células e aumentar as áreas

superficiais das respectivas paredes Na

parede primária encontramos polissacarídeos e proteínas unidos por diversostipos de ligações formando uma estrutura muito ativa por abrigar enzimas cujainfluência atinge o metabolismo de paredes celulare distantes

A parede secundária S se subdivideem três camadas SI S2 e S3 diferenciadas pela orientação predominantede suas respectivas fibrilas

A camada externa SI é depositadadiretamente sobre a parede primária Pcom uma espessura entre 0 1 03 pmEsta camada contém lamelas fibrosas for

madas por feixes de Fibras com orientações cuja variação configura o gradientede uma transição para a camada S2

A camada média S2 representa cerca de 80 da espessura da parede secundária e suas fibrilas se apresentam numaforma espiralada com relação ao eixocentral da fibra

A camada interna S3 tem uma espessura de aproximadamente 01 pinEsta camada interna é formada por umaespiral de fibrilas e unia superposição deaté seis camadas ou lamelas cada urnadelas com urna espessura de 30OÂ Aoredor do lárnen encontramos uma parede terciária T cuja superfície internase apresenta com um aspecto verrugentosendo considerada urna reminiscência do

citoplasma com inclusões de celuloseEntre as paredes primárias de duas

células justapostas vão se depositandosubstâncias intercelulares principalmentelignina dando origem a uma paredecomum e altamente lígnificada que é denominada lamela média LM

Tecidos celulares0 câmbio forma urna bainha de célu

las meristernálicas num processo de subdivisão ininterrupto que vai se desdobrando desde o ápice do caule até a ponta da raiz Os produtos deste processodesignados tecidos secundários são o resultado da divisão de células iniciais

fusiformes compridas com pontas afiadas ou de células iniciais radiais Estas

últimas são as que acabam configurandoraios vasculares isto é elementos estru

turais que se estendem radialmente enquanto as células fusiformes se estendemverticalmente ao longo do talo e da raizA característica dominante do câmbio é

a sua divisão contínua num plano tangencial produzindo xilema para o ladointerno do anel cambial e floema para olado externo deste anel À medida que ocâmbio vai se subdividindo ele está des

locandose mais distante da sua posiçãoinicial junto ao eixo central da plantaPortanto seu perímetro em torno doxilema já formado aumenta continuanien

te Devido a sua continuidade radial os

raios atuam como pontos fixos numa enorme grade estrutural elástica formada comoutras células que se reajustam continuamente demandando um crescimento

inuusivo de células que se alongam critrerneando outras células já existentes

A atividade cambial começa na priniavera aumenta até uni máximo e geralmente cessa no fim do verão A es

pessura das paredes celulares é delgadanas células precoces enquanto ela é grossa na tardias assim espelhando estasazonal idade

0 xilema secundário é formado portrês grupos de células raios vascularescélulas de extensão vertical vasos tra

queídes fibras e o parênquima doxilema As células radiais atuam a partirdo anel cambial de modo a crescer radi

almente nos dois sentidos e se comunicam com as outras células do xilema

secundário através de orifícios ou pontuações nas paredes compartilhadas

As células formadas pelas iniciadorasfusiformes se alongam formando fibras

compridas de xilema com paredes espessas ou traqucídes corri paredeslignificadas e apresentando pontuaçõeselaboradas passíveis de responder a diferenças de pressão mediante restriçõesà passagem da água ou soluções nutrientes numa direção radial Uma série vertical de segmentos de vaso iniciados porcélulas fusiformes pode formar tuboscontínuos através da árvore oferecendo

caminhos fáceis para a água e soluçõessalinas que se movimentam de baixo paracima a partir das raizes

0 floema secundário também apresenta células alongadas verticalmentecom a função de irarisportar de cimapara baixo matéria solúveis resultantesda fotossíntese A estrutura mais carac

terística do floema é a placa crivada depontuações em paredes compartilhadaspor células adjacentes É através destesorifícios que se estabelecem as conexõesprotoplasmáticasNaszuigiinnospemas asáreas crivadas se encontram em todas as

paredes das células de floema o qualpode ser assim considerado um tecidoformado por vasos crivados sem formaruni tubo interligado Nas angiospermasporém as áreas crivadas se concentramnas superfícies horizontais de modo aformar um tubo vertical interrompidopor paredes transversais perfuradas oupelas placas crivadas

Esta rápida revisão das característicasoferecidas pelas fibras vegetais permitevisualizar o amplo leque de opções utilitários que explicam sua longa tradiçãode uso nas manufaturas papeleiras

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