ligniinillä

Ligniini on kasvien soluseinien tärkeä rakennusaine. Se on monimutkainen, epälineaarinen polymeeri, joka koostuu fenoliyhdisteistä ja muodostaa lignoselluloosaisen verkoston yhdessä selluloosan ja hemicelluloosien kanssa. Ligniinin määrä vaihtelee lajin, kudoksen ja kehitysvaiheen mukaan, ja se antaa soluseinille mekaanista tukea sekä vettä kestävää ominaisuutta.

Ligniini syntetisoidaan phenylpropanoid-polulla, ja sen polymerisaatio tapahtuu soluseinän lähettyvillä ligniniksi peroksidaasien ja lakkaasien toimesta. Syntyvä verkosto on vahvasti risteydynyt ja hajonnan osalta erittäin vastustuskykyinen.

Rakenne on hyvin heterogeeninen. Tyypillisiä sidosrakenteita ovat β-O-4-eteeriset sidokset sekä C-C-sidokset, ja monomeeriyksiköt voivat olla erilaisia. Ligniinin koostumus vaihtelee lajin ja kudoksen mukaan, mikä vaikuttaa sen fysikaalisiin ominaisuuksiin ja hajotettavuuteen.

Funktionaalisesti ligniini tukee soluseinien mekaanista jäykkyyttä, vedenkestävyyttä ja suojaa kasvia patogeeneilta sekä hyönteisiltä. Se vaikuttaa myös biomassan käsittelyyn esimerkiksi bioetanolin ja muiden bioproosessien tuotannossa, koska ligniini on usein hidas hajoamaan.

Käytännön käsittelyssä ligniini erotetaan useista biomassamanipulaatioprosesseista, kuten Kraft-, sulfitti- ja organosolv-prosesseista. Organosolveja käytetään yhä yleisemmin ligniinin korkeampaa arvoa tavoittelevassa erottelussa. Ligniinia voidaan jalostaa monin tavoin, esimerkiksi vanilliinina, aromatisceina raaka-aineina sekä hiilikuiduiksi ja muiksi biopohjaisiksi materiaaleiksi.

Tutkimus keskittyy ligniinin parempaan depolymerointiin ja sovelluksiin sekä kestävän biotalouden kierrätyksen optimoimiseen.