Lignina
La lignina es una clase de polímeros orgánicos complejos que forman materiales estructurales importantes en los tejidos de soporte de plantas vasculares y de algunas algas.[1] Las ligninas son particularmente importantes en la formación de las paredes celulares, especialmente en la madera y la corteza, ya que presta rigidez y no se pudren fácilmente. Químicamente las ligninas son polímeros fenólicos reticulados.[2]
La palabra lignina proviene del término latino lignum, que significa ‘leña, madera’; así, a las plantas que contienen gran cantidad de lignina se las denomina leñosas. La lignina se encarga de engrosar el tallo de las plantas leñosas.
La lignina está formada por la extracción irreversible del agua de los azúcares, creando compuestos aromáticos. Los polímeros de lignina son estructuras transconectadas con un peso molecular de 10 000 u.
Se caracteriza por ser un complejo aromático (no carbohidrato) del que existen muchos polímeros estructurales (ligninas). Resulta conveniente utilizar el término lignina en un sentido colectivo para señalar la fracción lignina de la fibra. Después de los polisacáridos, la lignina es el polímero orgánico más abundante en el mundo vegetal. Es importante destacar que es la única fibra no polisacárido que se conoce.
Este componente de la madera realiza múltiples funciones que son esenciales para la vida de las plantas. Por ejemplo, proporciona rigidez a la pared celular. Realmente, los tejidos lignificados resisten el ataque de los microorganismos, impidiendo la penetración de las enzimas destructivas en la pared celular.
Historia
La lignina fue mencionada por primera vez en 1813 por el botánico suizo A. P. de Candolle, que la describió como un material fibroso, insípido, insoluble en agua y alcohol, pero soluble en soluciones alcalinas débiles, y que se puede precipitar de la solución usando ácido.[3] Nombró la sustancia "lignina", que deriva de la palabra latina lignum,[4] es decir, 'leña'. Es uno de los polímeros orgánicos más abundantes en la Tierra, sólo superada por la celulosa. La lignina constituye el 30% del carbono orgánico no fósil[5] y el 20-35% de la masa seca de la madera.[6]
Estructura química
La molécula de lignina presenta un elevado peso molecular, que resulta de la unión de varios ácidos y alcoholes fenilpropílicos (cumarílico, coniferílico y sinapílico).[7] El acoplamiento aleatorio de estos radicales da origen a una estructura tridimensional, polímero amorfo, característica de la lignina.
La lignina es el polímero natural más complejo en relación a su estructura y heterogeneidad. Por esta razón no es posible describir una estructura definida de la lignina; sin embargo, se han propuesto numerosos modelos que representan su estructura.
Propiedades físicas
Las ligninas son polímeros insolubles en ácidos y solubles en álcalis fuertes como el hidróxido de sodio, que no se digieren ni se absorben y tampoco son atacados por la microflora del colon. Pueden ligarse a los ácidos biliares y otros compuestos orgánicos (por ejemplo, colesterol), retrasando o disminuyendo la absorción en el intestino delgado de dichos componentes.
El grado de lignificación afecta notablemente a la digestibilidad de la fibra. La lignina, que aumenta de manera ostensible en la pared celular de la planta con el curso de la maduración, es resistente a la degradación bacteriana, y su contenido en fibra reduce la digestibilidad de los polisacáridos fibrosos.
Ligninas comercializadas
Solo existen dos tipos de lignina comercialmente disponibles: las ligninas sulfonadas y las kraft ligninas. La capacidad de elaboración de productos de lignina en el mundo oriental es aproximadamente de 1,4 y 106 t/año. Solo una compañía produce kraft ligninas; las restantes producen ligninas sulfonadas. Los productos de lignina han empezado a tener una importancia creciente en distintas aplicaciones industriales.
Referencias
- Martone, Pt; Estevez, Jm; Lu, F; Ruel, K; Denny, Mw; Somerville, C; Ralph, J (Jan 2009). «Discovery of Lignin in Seaweed Reveals Convergent Evolution of Cell-Wall Architecture.». Current Biology 19 (2): 169-75. ISSN 0960-9822. PMID 19167225. doi:10.1016/j.cub.2008.12.031.
- Lebo, Stuart E. Jr. (2001). «Lignin». Kirk‑Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. John Wiley & Sons, Inc. doi:10.1002/0471238961.12090714120914.a01.pub2. Consultado el 14 de octubre de 2007.
- de Candolle, M.A.P. (1813). Theorie Elementaire de la Botanique ou Exposition des Principes de la Classification Naturelle et de l’Art de Decrire et d’Etudier les Vegetaux. París: Deterville.
- E. Sjöström (1993). Wood Chemistry: Fundamentals and Applications. Academic Press. ISBN 0-12-647480-X.
- W. Boerjan; J. Ralph; M. Baucher (junio de 2003). «Lignin biosynthesis». Annu. Rev. Plant Biol. 54 (1): 519-549. PMID 14503002. doi:10.1146/annurev.arplant.54.031902.134938.
- Li Jingjing (2011) Isolation of Lignin from Wood. SAIMAA UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES.
- Taiz, Lincoln; Zeiger, Eduardo (2006). Fisiología vegetal 1. Universitat Jaume I. p. 549. ISBN 9788480216012. Consultado el 24 de mayo de 2012.
Enlaces externos
- Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre lignina.
- Investigadores alemanes aseguran que en el futuro la lignina podría reemplazar al plástico (en inglés).