Stima del contenuto cristallino di cellulosa della biomassa vegetale utilizzando il metodo Updegraff

Summary

Il metodo Updegraff è il metodo più utilizzato per la stima della cellulosa. Lo scopo principale di questa dimostrazione è quello di fornire un protocollo Updegraff dettagliato per la stima del contenuto di cellulosa nei campioni di biomassa vegetale.

Abstract

La cellulosa è il polimero più abbondante sulla Terra generato dalla fotosintesi e la componente portante principale delle pareti cellulari. La parete cellulare svolge un ruolo significativo nella crescita e nello sviluppo delle piante fornendo forza, rigidità, velocità e direzione della crescita cellulare, mantenimento della forma cellulare e protezione dagli stressanti biotici e abiotici. La parete cellulare è composta principalmente da cellulosa, lignina, emicellulosa e pectina. Recentemente le pareti cellulari delle piante sono state prese di mira per la produzione di biocarburanti e bioenergia di seconda generazione. In particolare, il componente di cellulosa della parete cellulare vegetale viene utilizzato per la produzione di etanolo cellulosico. La stima del contenuto di cellulosa nella biomassa è fondamentale per la ricerca fondamentale e applicata sulle pareti cellulari. Il metodo Updegraff è semplice, robusto e il metodo più utilizzato per la stima del contenuto cristallino di cellulosa della biomassa vegetale. La frazione della parete cellulare grezza insolubile alcool al momento del trattamento con reagente di Updegraff elimina le frazioni di emicellulosa e lignina. Successivamente, la frazione di cellulosa resistente al reagente updegraff viene sottoposta a trattamento con acido solforico per idrolizzare l'omopolimero di cellulosa in unità di glucosio monomerico. Una linea di regressione viene sviluppata utilizzando varie concentrazioni di glucosio e utilizzata per stimare la quantità di glucosio rilasciato sull'idrolisi della cellulosa nei campioni sperimentali. Infine, il contenuto di cellulosa è stimato in base alla quantità di monomeri di glucosio per saggio di antronrone colorimetrico.

Introduction

La cellulosa è la componente portante primaria delle pareti cellulari, presente sia nelle pareti cellulari primarie che secondarie. La parete cellulare è una matrice extracellulare che circonda le cellule vegetali ed è composta principalmente da proteine di cellulosa, lignina, emicellulosa, pectina e matrice. Circa un terzo della biomassa vegetale è la cellulosa¹ e svolge ruoli significativi nella crescita e nello sviluppo delle piante fornendo forza, rigidità, velocità e direzione della crescita cellulare, mantenimento della forma cellulare e protezione dagli stressanti biotici e abiotici. La fibra di cotone contiene il 95% di contenuto di cel....

Protocol

1. Preparazione sperimentale

1. Macinare materiale vegetale essiccato in una polvere fine.
2. Tampone di solubilizzazione proteica (PSB): Preparare soluzioni stock di 1 M Tris (pH 8.8), 0,5 M etilendiamminatetraacetico acido (EDTA) (pH 8.0) e autoclave. Creare tampone psb fresco da queste soluzioni stock con concentrazioni finali di Tris da 50 mM, EDTA da 0,5 mM e solfato di dodecil di sodio al 10% (SDS) in acqua sterile.
3. Preparare 100 mL di etanolo al 70% (v/v): 70 mL di etanolo al 100% e 30 mL di acqua sterile.
4. Preparare 100 mL di metanolo: cloroformio in un rapporto 1:1 (metanolo da 50 mL e cloroformio da 50 mL).
5. Preparar....

Results

Per questo studio sono state selezionate piante di cotone coltivate nella casa verde. Per l'analisi comparativa del contenuto di cellulosa sono state selezionate due diverse linee sperimentali di cotone. Per ogni linea sperimentale, il tessuto radicale è stato raccolto da tre repliche biologiche. Un totale di 500 mg di tessuto è stato omogeneizzato e 20 mg di esso è stato utilizzato per l'estrazione di pareti cellulari grezze. Successivamente, 5 mg di estratto grezzo di parete cellulare sono stati utilizzati per il tratt.......

Discussion

Le fibre di cotone sono fibre naturali prodotte dal semi di cotone. La fibra di cotone è una singola cella con ~95% di contenuto di cellulosa² con alto contenuto cristallino di cellulosa con ampie applicazioni nell'industria^{tessile 31}. Poiché, la fibra di cotone contiene ~ 95% di cellulosa, abbiamo usato tessuti di radice di cotone per la dimostrazione della stima del contenuto cristallino di cellulosa. I tessuti di radice di cotone sono moderatamente ricchi di contenuto cr.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acetone	Fisher Chemical	A18-500	Utilizzato nel protocollo
Anthrone	Sigma Aldrich	90-44-8	Per test colorimetrici
Centrifuga	Eppendorf	5424	Per centrifugazione
Cloroformio	Mallinckrodt	67-66-3	Utilizzato nel protocollo
Acido etilendiamminotetraacetico (EDTA)	Sigma Aldrich	6381-92-6	Utilizzato nel protocollo
Ethanol	Millipore Sigma	EM-EX0276-4S	Utilizzato nel protocollo
Carta da filtro	Whatman	1004-090	Controllo positivo
Acido acetico glaciale	Sigma	SKU A6283	Utilizzato nel protocollo
Blocco termico/ ThermoMixer F1.5	Eppendorf	13527550	Per temperature controllate
Incubatore	Fisherbrand	150152633	Utilizzato per l'essiccazione di campioni di impianti
Bilancia di misura	Mettler Toledo	30243386	Per quantità specifiche
Metanolo 100 %	Fisher Chemical	A412-500	Utilizzato nel protocollo
Micropiastra (96 pozzetti)	Evergreen Scientific	222-8030-01F	Per il saggio del trono
Acido nitrico	Sigma Aldrich	695041	Utilizzato nel protocollo
Microfiale in polipropilene (2 mL) / provette con tappo a vite	Prodotti BioSpec	10831	Per alte temperature
Spettrofotometro (rivelatore multimodale)	Beckmancoulter DTX880	1000814	Per misurare le assorbanze:
Spex SamplePrep 6870 Congelatore / Mulino	Spex Sample Prep	68-701-15	Per la macinazione di tessuti vegetali in polvere fine
Acido solforico	J.T.Baker	02-004-382	Utilizzato nel protocollo
Sodio dodecil solfato (SDS)	Sigma Aldrich	151-21-3	Utilizzato nelle provette tampone PSB
(2 mL)	Fisher Scientific	05-408-138	Utilizzato nel protocollo
Tris Cloridrato	Sigma Aldrich	1185-53-1	Utilizzato nel tampone PSB
Acqua distillata ultrapura	Invitrogen	10977	Utilizzato nel protocollo
Essiccatore sottovuoto (vacufuge plus)	Eppendorf	22820001	Per l'essiccazione di campioni
Miscelatore a vortice	Fisherbrand	14-955-151	Per la miscelazione
Bagnomaria	TSGP02PM05		termoscientifico Per condizioni di temperatura controllata a specifiche Passaggi
Carta per pesare	Fisher Scientific	09-898-12A	Utilizzato nel protocollo