Lignina


La lignina es una clase de polímeros orgánicos complejos que forman materiales estructurales clave en los tejidos de soporte de la mayoría de las plantas. [1] Las ligninas son particularmente importantes en la formación de las paredes celulares , especialmente en la madera y la corteza , porque confieren rigidez y no se pudren fácilmente. Químicamente, las ligninas son polímeros fabricados por reticulación de precursores fenólicos . [2]

La lignina fue mencionada por primera vez en 1813 por el botánico suizo AP de Candolle , quien la describió como un material fibroso, insípido, insoluble en agua y alcohol pero soluble en soluciones alcalinas débiles, y que puede precipitarse de la solución usando ácido. [3] Llamó a la sustancia "lignina", que se deriva de la palabra latina lignum , [4] que significa madera. Es uno de los abundantes mayoría de los polímeros orgánicos en la Tierra , sólo superada por la celulosa . La lignina constituye el 30% del carbono orgánico no fósil [5] y del 20 al 35% de la masa seca de madera.

La lignina está presente en las algas rojas , lo que sugiere que el ancestro común de las plantas y las algas rojas también sintetizaba lignina. Este hallazgo también sugiere que la función original de la lignina era estructural, ya que desempeña este papel en el alga roja Calliarthron , donde sostiene las articulaciones entre los segmentos calcificados . [6]

La lignina es un polímero muy heterogéneo derivado de un puñado de lignol precursores que se entrecruzan de diversas formas. Los lignol que se reticulan son de tres tipos principales, todos derivados del fenilpropano: alcohol de coniferilo (4-hidroxi-3-metoxifenilpropano) (G, su radical a veces se llama guaiacilo), alcohol sinapílico (3,5-dimetoxi-4-hidroxifenilpropano) (S, su radical a veces se llama siringilo) y alcohol paracumarílico (4-hidroxifenilpropano) (H, su radical a veces se llama 4-hidroxifenilo).

Las cantidades relativas de los "monómeros" precursores varían según la fuente de la planta. En términos generales: [5]

Las masas moleculares de la lignina superan las 10.000 u . Es hidrófobo ya que es rico en subunidades aromáticas . El grado de polimerización es difícil de medir, ya que el material es heterogéneo. Se han descrito diferentes tipos de lignina según los medios de aislamiento. [7]


Un ejemplo de una posible estructura de lignina.
Los tres monolignol comunes: alcohol paracumarílico (1), alcohol de coniferilo (2) y alcohol sinapílico (3)
Planta de celulosa en Blankenstein , Alemania. En tales fábricas, utilizando el proceso kraft o al sulfito , la lignina se elimina de la lignocelulosa para producir pulpa para la fabricación de papel.
Polimerización de alcohol de coniferilo a lignina. La reacción tiene dos rutas alternativas catalizadas por dos enzimas oxidativas diferentes, peroxidasas u oxidasas .