Lignin
PflanzeninhaltsstoffeLignine sind komplexe und phenolische Polymere, welche Pflanzen und dem Holz Festigkeit, Stabilität, Widerstandfähigkeit und Beständigkeit verleihen. Die Monomere, aus welchen sie bestehen, sind aromatisch und von der Aminosäure Phenylalanin abgeleitet. Dies im Unterschied zu den Cellulosen, bei denen es sich um Kohlenhydrate handelt. Struktur und EigenschaftenLignine sind komplexe und heterogene, organische und aromatische Polymere, welche Pflanzen und insbesondere dem Holz der Bäume seine Festigkeit, Stabilität, Widerstandfähigkeit und Beständigkeit verleihen. Der Begriff ist vom Lateinischen Lignum abgeleitet, was Holz bedeutet. Der Gehalt in Pflanzen ist variabel und liegt bei ungefähr 15 bis 35 %. Holz enthält zusätzlich Cellulosen und Hemicellulosen.
Lignine waren für die Evolution der Pflanzen von entscheidender Bedeutung, weil sie ermöglicht haben, dass sie aufrecht und in grosse Höhen wachsen. Moose enthalten Zellwände ohne Lignin und sind deshalb nur am Boden und auf Oberflächen zu finden.
Lignine sind von Lignolen abgeleitet, die im Lignin stark quervernetzt sind. Bei den Monomeren handelt es sich um Coniferylalkohol, Sinapylalkohol und p-Coumarylalkohol. Alle drei sind hydroxylierte Derivate von Phenylpropan und Derivate der Hydroxyzimtsäure, die von der Aminosäure Phenylalanin abgeleitet ist. Dies im Unterschied zu den Cellulosen, bei welchen es sich um Kohlenhydrate (Polysaccharide) handelt. Bei der Betrachtung der Struktur fallen die zahlreichen Benzole und Phenole auf.
Wie bereits erwähnt, sind Lignine sehr heterogen. Ihre Zusammensetzung hängt unter anderem vom Anteil der Lignole und von deren Verknüpfung ab.
Lignin ist hydrophob und hat wie andere Polymere eine hohe Molekülmasse. Es ist in die Zellwände der Pflanzen eingelagert und ist aufgrund seiner wasserabweisenden Eigenschaften für den Transport von Wasser wichtig. Lignin ist sehr resistent und beständig gegen gängige chemische Reaktionen wie beispielsweise eine Hydrolyse. Wenige Pilze nutzen spezielle Enzyme, welche den Abbau erlauben.
Bei der Papierherstellung ist Lignin in der Regel unerwünscht, weil es zur Vergilbung beiträgt. Eine Ausnahme ist Zeitungspapier. Es wurde traditionell verbrannt, heute existieren Bestrebungen, aus ihm vermehrt nachhaltige Chemikalien zu gewinnen.
siehe auchLiteratur- Dixon R.A., Barros J. Lignin biosynthesis: old roads revisited and new roads explored. Open Biol, 2019, 9(12), 190215 Pubmed
- Fachliteratur
- Janusz G. et al. Lignin degradation: microorganisms, enzymes involved, genomes analysis and evolution. FEMS Microbiol Rev, 2017, 41(6), 941-962 Pubmed
- Tobimatsu Y., Schuetz M. Lignin polymerization: how do plants manage the chemistry so well? Curr Opin Biotechnol, 2019, 56, 75-81 Pubmed
- Weng J.K., Chapple C. The origin and evolution of lignin biosynthesis. New Phytol, 2010, 187(2), 273-285 Pubmed
Interessenkonflikte: Keine / unabhängig. Der Autor hat keine Beziehungen zu den Herstellern und ist nicht am Verkauf der erwähnten Produkte beteiligt.