64. Получение растительного волокна

Упавшие на влажную землю осенние листья, как и отмершие стебли однолетних рас­тений, постепенно чернеют под действием фер­ментов, выделяемых почвенными бактериями и грибами. Происходит разрушение тканей и клеток органов. Распад идет в определенной последовательности: сначала отмирает меж­клеточное вещество, которое соединяет соседние клетки, затем оболочки и протоплазма. Клетки сосудов и механических волокон, входящих в состав жилок листьев, благодаря толстым клеточным оболочкам более устойчивы. Поэто­му поздней осенью и ранней весной в лужицах на лесных дорогах, в парках, как только сойдет снег, можно найти черные листья, у которых мягкие ткани перегнили и остался только кру­жевной «скелет» (рис. 44).

Неодновременность разложения микро­организмами паренхимных клеток и жилок издавна использовалась человеком для полу­чения из растений волокон и изготовления тканей.

Растительные волокна — это длинные клет­ки с очень толстой клеточной оболочкой, обра­зующие механическую ткань растения. Волокна входят в состав проводящих пучков стеблей, корней, листьев прядильных растений. Самое распространенное из них в Белоруссии — лен, из стеблей которого получают очень тон­кое и прочное волокно. В стеблях конопли по­севной волокно более толстое, ломкое, поэто­му оно используется для изготовления веревок, канатов, парусины. Еще более грубое, но прочное волокно дают стебли джута длиннолистного, выращиваемого в Индии. Оно ис­пользуется для изготовления мешковины.

165

Рис. 44. «Скелет» листа.

Древнейшим прядильным растением была крапива двудомная. Из ее волокон делали проч­ные нитки для изготовления чулок, полотна.

Хорошо известна сказка о девушке, кото­рая, чтобы спасти братьев от злых чар, долж­на была в короткий срок сплести рубашки из крапивы.

Хлопковое волокно (составляет более 50% мирового производства волокна) — длинные и прочные волоски, окутывающие семена хлопчатника.

Волокно можно получить из некоторых растений с длинными листьями, имеющими дуговое и параллельное жилкование. Напри­мер, из листьев банана волокнистого полу­чают манильскую пеньку, которая идет на

166

изготовление веревок, мешковины. Из листьев агавы американской — волокно «сизаль», ис­пользуемое на веревки, шпагат, ковбойские лассо. На острове Шри Ланка в этих целях получают волокно из листьев сансевьер, а в южной Америке — из листьев алоэ.

Крапиву для прядильных целей заготавли­вают, как и лен, в конце августа — сентябре, когда созрели семена, стебли приобрели жел­тый или темный цвет.

Срезанные стебли подсушите в течение не­скольких дней, чтобы было легче удалить листья, свяжите в пучки и погрузите в речную или прудовую воду. В ней всегда имеются мик­роорганизмы, способные к разложению ор­ганического вещества (от 10 до 400 тыс. бак­териальных клеток в 1 мл воды). Водопровод­ной же воде нужно дать отстояться несколько дней для удаления остатков дезинфициру­ющих веществ.

Постепенно под действием ферментов, выра­батываемых водными микроорганизмами, про­исходит разложение межклеточного вещества.

Спустя 1—2 недели волокна уже легко отде­ляются от остальных клеток стебля.

Описанный способ получения волокна из стеблей крапивы — вариант так называемой водяной мочки стеблей прядильных растений. При этом мацерация (разъединение клеток в ре­зультате разрушения межклеточных пласти­нок) осуществляется анаэробными бактери­ями. Главная роль принадлежит бактериям Clostridium pectinoforum.Название означает, что бактерии способны к расщеплению пек­тиновых веществ — основного компонента меж­клеточного вещества. Образующиеся растворимые углеводы расходуются

167

бактериями на процессы брожения и роста.

Познакомимся поближе с этими бакте­риями.

Мертвые перегнивающие ткани растений несут огромное количество разнообразных бактерий. Чтобы выделить нужную группу, надо поставить опыт так, чтобы в питательной среде мог развиваться только один, интересующий исследователя вид бактерий.

Для опыта приготовьте снопик крапивы высотой 5—6 см, составленный из несколь­ких стебельков, пробирку, микроскоп, пред­метное и покровное стекла, раствор Люголя.

Перевяжите снопик нитками в двух местах, поместите в большую пробирку, залейте пол­ностью водой и прокипятите в течение 10 мин. Смысл этого этапа работы в удалении из кле­ток растворимых веществ, которые могут быть использованы для питания посторонними бактериями. Воду слейте, а снопик залейте новой порцией воды и прокипятите еще раз в течение 10 мин. При кипячении из воды уда­ляется кислород.

Пробирку закройте ватным тампоном и по­ставьте на 6—7 дней в теплое место (25— 30 °С).

На поверхности стеблей крапивы, льна и других растений всегда имеются споры пектиноразрушающих бактерий. Они образуются в бактериальных клетках при наступлении не­благоприятных условий. При кипячении споры не погибают, и в питательной среде уже через несколько часов из них вырастают жизнеспо­собные, активно делящиеся клетки. Постепенно в пробирке начинается процесс брожения пек-

168

тиновых веществ, в результате которого обра­зуется масляная кислота (имеет характерный запах прогорклого масла), углекислый газ и водород. От выделяющихся газов жидкость пенится. Полностью брожение заканчивается через 1,5—2 недели.

Для изучения морфологии бактерий через 3—5 дней достаньте снопик из пробирки и ото­жмите каплю жидкости на предметное стекло. Добавьте каплю раствора Люголя, накройте покровным стеклом и рассмотрите под микро­скопом на большом увеличении. На препарате видны крупные палочковидные клетки, окра­шенные йодом в синий цвет.

Проведя эти наблюдения, вы убедитесь, что разложение растительных остатков происходит при активном участии микроорганизмов.

Мацерация тканей под действием фермен­тов, выделяемых микроорганизмами,— процесс достаточно длительный. В лаборатор­ных условиях ее можно провести быстрее, используя искусственные способы разрушения пектиновых веществ межклеточных пластинок. Примените их для получения волокон из листьев комнатных растений: сансевьеры трехполосной, агавы американской, алоэ древовидного, куркулиго наклонен-ного.

Самый простой способ — механический. Вот описание древнейшего метода получения волокна из листьев сансевьеры из книги Н. Верзилина «Путешествие с домашними расте­ниями»: «Сансевьера растет в диком виде на острове Цейлон (совр. назв. Шри-Ланка.— Прим. ред.),но возделывается с древних пор в Индии как

169

волокнистое растение. Индусы добывают волокна вручную. Положив лист сансевьеры на доску, прижимают ее ногой, а руками сдирают часть листа до волокна».

Частичное разрушение пектиновых веществ происходит при кипячении листьев в воде. Из обработанных таким образом листьев волокна легко выделить вручную или выче­сать гребнем.

Мацерация пройдет быстрее, если лист или часть его осторожно прокипятить в тече­ние 5 мин в 1-процентной НС1. После пребыва­ния листа в соляной кислоте тщательно про­мойте его водой и, подложив ткань, выбейте мякоть осторожными ударами жесткой щет­ки либо вычешите гребнем с редкими зубьями.

170

Волокна, полученные из листьев и стеблей, имеют сероватый цвет, из них можно спле­сти веревочку, изготовить полотно.

Задание. Соберите осенью стебли льна, конопли, выделите волокна, сравните их дли­ну и эластичность.