Лигнин – это сложный ароматический полимер, содержащийся во вторичных клеточных стенках растений, обеспечивающий механическую прочность и защиту от микробных атак. Лигнин, целлюлоза и гемицеллюлоза составляют основные компоненты растительной биомассы.
Биосинтез
Биосинтез лигнина начинается с дезаминирования аминокислоты фенилаланина в коричную кислоту под действием фермента фенилаланин-аммиак-лиазы (PAL). Затем коричная кислота в результате ряда ферментативных реакций превращается в различные типы монолигнолов, в первую очередь в п-кумариловый спирт, конифериловый спирт и синапиловый спирт. Эти монолигнолы подвергаются окислительному соединению с образованием полимера лигнина.
Свойства
Свойства лигнина сильно зависят от его структуры, которая варьируется в зависимости от вида растения и условий окружающей среды во время роста. Наиболее заметные свойства лигнина включают высокое содержание углерода, ароматичность и устойчивость к деградации, что делает его потенциальным источником возобновляемых материалов и биотоплива.
Применение
Биотопливо
Высокое содержание энергии в лигнине делает его перспективным сырьем для производства биотоплива. Однако его сложная и гетерогенная структура затрудняет его эффективное использование. Последние исследования были направлены на разработку более эффективных методов деполимеризации лигнина и превращения его в биотопливо.
Биопластики
Лигнин имеет потенциал для использования в качестве компонента биоразлагаемых пластмасс. Высокое содержание углерода и ароматическая структура делают его пригодным для использования в качестве наполнителя или связующего в пластиковых композитах.
Антиоксиданты
Благодаря своей полифенольной структуре лигнин проявляет антиоксидантную активность. Это свойство привело к изучению возможности его использования в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности.