As biorrefinarias de biomassa lignocelulósica requerem processos eficientes para diminuir ou eliminar a recalcitrância da parede celular vegetal ao processo de hidrólise enzimática. Há evidências de que a ocorrência de β-1-3:β-1-4 glucanos (glucanas mistas) nas paredes celulares vegetais proporciona materiais menos recalcitrantes. No entanto, também há evidências de que as glucanas mistas são progressivamente substituídas por xilanas ao longo do processo de diferenciação celular. Desta forma, entender como a recalcitrância está associada à composição química e a distribuição topoquímica destas hemiceluloses pode contribuir com o desenvolvimento de biorrefinarias mais eficientes. O presente estudo gerou informação relativa ao acúmulo e a eventual degradação de glucanas mistas em diferentes tecidos de cana de açúcar ao longo do processo de diferenciação celular. Para tanto o teor de glucanas mistas foi quantificado em dois híbridos de cana de açúcar. O estudo do híbrido H140 evidenciou a diminuição do conteúdo de glucanas mistas com o avanço da progressão do desenvolvimento dos entrenós. O híbrido H89, no entanto, apresentou um padrão distinto, com teor de MLG significativamente reduzido nas regiões de medula e interface do entrenó 1, enquanto que o córtex dos entrenós de 1 a 5 foram estatisticamente equivalentes. Os dados referentes aos teores de glucanas mistas detectados ao longo do processo de desenvolvimento das plantas em estudo sustentam que pode ocorrer substituição de glucanas mistas por xilanas com a progressão do processo de diferenciação celular ou simplesmente que o espessamento da parede celular secundária que ocorre ao longo do processo de diferenciação reduza a contribuição mássica da glucana mista para os tecido de entrenó analisados. Em tecido foliar, a análise de composição química revelou diferenças na estrutura das hemiceluloses constituintes da parede celular, essencialmente na estrutura das glucuronoarabinoxilanas. Os teores de glucans mistas foram da ordem de 0,6 ± 0,1 % (H89) e de 0,4 ± 0,1 % (H140), embora os teores de glucanas totais foram elevados em ambos híbridos (33,7 ± 0,4 % e 35,5 ± 0,7 %, respectivamente). As análises de imunohistoquímica e microscopia de fluorescência foram efetivas na imunolocalização de glucanas mistas em tecidos de cana-de-açúcar.

Lignocellulosic biomass biorefineries require efficient processes to decrease or eliminate the recalcitrance of the plant cell wall to the enzymatic hydrolysis process. There is evidence that the occurrence of β-1-3:β-1-4 glucan (mixed linkage glucans - MLG) in plant cell walls provides less recalcitrant materials. However, there is also evidence that MLG are progressively replaced by xylans throughout the cell development process. Thus, understanding how recalcitrance is associated with chemical composition and the topochemical distribution of these hemicelluloses can contribute to the development of more efficient biorefineries. The present provided information regarding the accumulation and eventual degradation of MLG in different sugarcane tissues during the cell differentiation process. MLG were quantified in two sugarcane hybrids. The H140 hybrid showed a reduction in MLG content with the progression of the internodes development. The H89 hybrid, however, showed a distinct pattern, with significantly reduced MLG content in the central regions of internode 1, while the rind of internodes 1 to 5 were statistically equivalent. Data obtained for MLG contents through progressive internodes development phases support that MLG can be substituted by other hemicelluloses like xylans or simply that the cell wall thickening observed along cell wall differentiation decreases the mass contribution of MLG to the whole tissues. Leaf tissues were also analyzed indicating that glucuronoarabinoxylans predominates in the hemicellulose while the MLG levels were restricted to 0.6 ± 0.1% (H89) and 0.4 ± 0.1% (H140). The same tissues contained high total glucan contents (33,7 ± 0,4 % and 35,5 ± 0,7 % for H89 and H140, respectively), despite low amounts of MLG. Immunohistochemistry and fluorescence microscopy analyzes were also performed demonstrating the suitability of the techniques for immunolocation of MLG in sugarcane tissues.