Hemiseluloz

Hemiseluloz, bitki hucrelerinin ceperlerinde seluloz ve pektinlerle birlikte buluan bazı karmaşık karbonhidrat ya da polisakaritlerin ortak adı. Doğada sık olarak rastlanan bazı hemiselulozlar uronik asit, ksilan, arabinoz molekullerinden oluşur. Hemiselulozlar topluca Ksilanlar, glikomannanlar, arabinogalaktanlar olmak uzere uc grupta sınıflandırılır. Bunlardan arabinogalaktanlar suda cozunduklerinden genellikle ozutlenebilir maddeler grubunda sayılır.

Hemiseluloz, tek ve cok yıllık bitkilerin hucre duvarında seluloz ve ligninle beraber bulunur ve bunlar toplu olarak lignoselulozik maddeler olarak adlandırılır. Farklı şeker unitelerinin farklı şekillerde birleşmesi ile oluşmuş dallı bir heteropolisakkarittir. Selulozda 7000-15000 glukoz molekulu duz zincir şeklinde birleşmişken hemiselulozda yaklaşık 200 farklı şeker birimi kısa zincirler şeklinde birleşmiştir. Hemiselulozlar doğada toplam biyokutlenin %30-35'ini oluşturmaktadır. Ksilan, hemiselulozun başlıca bileşenidir (Kulkarni, ve ark., 1999).

Hemiseluloz, 5 C'lu pentoz şekerler (ksiloz, arabinoz gibi) ile 6 C'lu heksoz şekerler (mannoz,glukoz,galaktoz gibi ) ve şeker asitlerinden oluşmuş heterojen polimerdir. Selulozun aksine kimyasal bakımdan homojen yapı gostermez. Sert odun hemiselulozu daha cok ksilan icerirken yumuşak odun hemiselulozu daha cok glukomannan icermektedir. Dallanma tekrarı ve kompozisyonu ksilanın kaynağına bağlıdır. Değişik kaynaklardaki ksilanların kompozisyonları farklılık gosterir orneğin; Huş ağacı ksilanı: % 89,3 ksiloz, % 1 arabinoz, % 1,4 glukoz, % 8,3 anhidrouronik asit icerir. Pirinc kepeği ksilanı: % 46 ksiloz, % 44,9 arabinoz, % 6,1 galaktoz, % 1,9 glukoz, % 1,1 anhidrouronik asit icerir. Buğday arabinoksilanı: % 65,8 ksiloz, % 33,5 arabinoz, % 0,1 mannoz, % 0,1 galaktoz, % 0,3 glukoz icerir. Mısır lifi ksilanı β-1,4 bağı ile bağlı ksiloz unitelerinden oluşmuş kompleks heteroksilanlardan biridir. % 48-54 ksiloz, % 33-35 arabinoz, % 5-11 galaktoz, % 3-6 glukouronik asit icerir.

Ksilan iskelet yapısı yaklaşık % 80'i ksiloz unitelerine C-2 ve/veya C-3 ile bağlı arabinoz veya glukouronik asitten oluşan monomerik yan zincirden ve arabinoz, ksiloz ve bazende galaktoz unitelerinden oluşan oligomerik yan zincirden oluşur. Yumuşak odun heteroksilanında arabinofuranosil birimleri p-kumarik asit ve ferulik asitle esterleşmiştir. Sert odun ksilanında ksiloz birimlerinin % 60-70'i asetilleşmiştir. Sert odun ksilanının polimerizasyon derecesi (150-200) yumuşak odun ksilanınkinden (70-130) yuksektir (Obembe, ve ark., 2006).

Genel olarak bitkilerde hemiselulozun polimerleşme derecesi selulozdan duşuktur. Ana şekerleri D-ksilopiranoz, D-glukopiranoz, D-galaktopiranoz, L-arabinofuranoz, D-mannopiranoz ve D- glukopiranosiluronik asit ile iz miktarlarda diğer şekerlerdir. Ayrıca asetil ve metil alt gruplarını da icerir. β-1,4 bağı ile bağlanarak tekrar eden şekerler β-1,2, β-1,3 ve β-1,6 noktalarında dallanma gosterir. Glukomannan, glukouronoksilan, arabinoglukouronoksilan, arabinogalaktan, galaktoglukomannan şeklinde icerdiği şekerler referans alınarak isimlendirilir. Kenaftaki hemiselulozda iskelet polimeri olan D-ksilopiranoza yan dallarda D-galaktoz ve L-arabinoz bağlıdır. Bambudaki hemiselulozun D-ksilopiranoz ana iskeletinde yan dalları D-glukouronik asit iceren ksiloz şekerine 2 pozisyonda glikozidik bağla tutunmuş ortalama 8 ksiloz unitesi β-1,4 bağı ile bağlanmıştır. Yumuşak odun hemiselulozunun ana iskelet polimer şekerleri D-galaktoz, D-glukoz ve D-mannozdur. Galaktoglukomannan (20 %) başlıca yumuşak odun hemiselulozudur, β-1,4 bağı ile bağlı, duz veya az dallıdır. Galaktoz iceren dalla birlikte glukoz ve mannoz polimer iskeletini oluşturur. Galaktoglukomannan galaktoz iceriği bakımından 2 farklı formdadır. Duşuk galaktoz formun galaktoz:glukoz:mannoz oranı 0,1:1:4 iken yuksek galaktoz formun oranı 1:1:3'tur. Diğer onemli yumuşak odun hemiseluloz polimeri arabinoglukouronoksilan (5-10 %) β-1,4 ksilopiranoz birimlerine ortalama her 1-3 ksiloz biriminde L-arabinofuranoza 1-3 dalları ile ve ortalama her 2-10 ksiloz unitesinde D-glukopiranosiluronik asite 1-2 dalları ile bağlıdır. Sert odunlarda glukomannanın 2-5 %'i 1-4 bağlı β-D-mannopiranoz ve β-D-glukopiranoz birimlerini icerir. Glukoz:mannoz oranı odunun cinsine gore 1:2 ve 1:1 oranında değişir. Kenaftaki ana hemiseluloz sert odun hemiselulozuna benzer. β-1,4 D-ksilopiranozla yan dallarda 4-0-metilglukouronik asit (1-2) ile ortalama 13 ksiloz unitesinde 1 uronik asit grubu tekrar eder. (1-3) bağlı ramnoz ve arabinoz birimleri sonda yer alır fakat doğadaki glikozidik bağı bilinmiyor. Şekil 2.3.'de sert odun ve yumuşak odun ksilanı şematize edilmiştir (Saha, 2003; Ebringerova, ve ark., 2005).

__________________