Lignin adalah komponen fundamental ketiga dari kayu, dengan komposisi antara 15% dan 35% dari beratnya.
Lignin adalah zat yang tidak ingin dilihat oleh produsen pulp dan kertas dalam kayu mereka, manipulasi genetik pohon untuk menghasilkan lebih sedikit lignin atau jenis lignin lain yang dapat lebih mudah dihilangkan adalah kepentingan ekonomi yang luar biasa bagi sektor kehutanan.
Itu terletak terutama di lamela tengah di mana ia disimpan selama lenifikasi jaringan tanaman. Ketika proses lenifikasi selesai, umumnya bertepatan dengan kematian sel, membentuk apa yang dianggap jaringan resistensi. Dari situ disimpulkan bahwa lignin merupakan produk akhir dari metabolisme tanaman.
konsep lignin
Lignin adalah polimer dengan berat molekul tinggi yang bersifat aromatik yang didasarkan pada unit fenil-propana dan mungkin terkait dengan polisakarida (poliosa) dalam kayu.
Prekursor Lignin
Komposisi unsur lignin
Ini adalah fakta yang terbukti bahwa hanya karbon, hidrogen dan oksigen yang muncul dalam komposisi kimia unsur lignin. Komposisi unsur dasar dalam persentase bervariasi terutama jika lignin diperoleh dari pohon jenis konifera atau berdaun lebar dan bagaimana metode pemisahannya.
Basis Struktural Lignin
Basis struktural lignin adalah fenilpropana, yang terikat pada cincin benzena dengan jumlah yang bervariasi dari gugus hidroksil dan metoksilat.
Kelompok-kelompok ini menyebabkan fenil propana mengambil bentuk radikal kimia yang terdefinisi dengan baik.
Jadi, pada lignin yang terdapat pada kayu gymnospermae, radikal dari:
- guaiasil-propana (metoksi-3-hidroksi-4-fenil-propana)
Sedangkan pada angiosperas, radikal dari:
- siringil propana (dimetoksi-3-5-hidroksi-4-fenil-propana).
Gugus Fungsional Lignin
Gugus metoksilat (OCH3)
Ini adalah gugus fungsi yang paling khas dari lignin dan meskipun muncul juga dalam poliosens, sekitar 90% gugus metoksilat dalam kayu berasal dari lignin.
Secara umum lignin dari tumbuhan runjung memiliki sekitar 16% OCH3 (0,95/satuan fenilpropana) dan dari daun lebar sekitar 22% (1,40/satuan fenilpropana).
Gugus Hidroksilat (OH)
Gugus hidroksil yang ditemukan dalam lignin mewakili sekitar 10% dari beratnya (1,1 / unit fenil-propana) untuk pohon jenis konifera dan berdaun lebar. Golongan ini umumnya bersifat fenolik atau alkoholik (alkohol primer, sekunder dan tersier).
Kelompok Fungsional Lainnya
Gugus fungsi lain terdapat pada lignin, di antaranya gugus karboksilat (COOH) yang menonjol sekitar 0,05/unit fenilpropana dan gugus karboksilat (CO), 0,1% hingga 0,2/unit fenil-propana.
Sifat lignin
Massa molekul
Massa molekul turunan larut lignin terletak pada kisaran yang cukup luas. Dalam literatur dapat kita lihat nilai di bawah 10 3 hingga nilai di atas 10 6 , baik untuk lignosulfonat maupun lignin basa.
Dari formula tertentu molekul lignin dapat direduksi menjadi ukuran yang cukup kecil untuk dianggap sebagai senyawa kimia yang menunjukkan perilaku senyawa yang dapat larut atau cukup besar untuk memiliki perilaku polimer tinggi atau koloid.
Sebagian besar nilai massa molekul untuk lignin yang diisolasi berada pada kisaran 1.000 hingga 1.200, tergantung pada intensitas degradasi kimia dan/atau kondensasi yang terjadi selama isolasi.
Mempertimbangkan massa molekul fenilpropana (unit pembentuk) dengan 184, derajat polimerisasi lignin yang diisolasi berada dalam kisaran 5 hingga 60.
Transisi Vitreous
Suhu leleh kristal adalah suhu di mana polimer kristalin meleleh, sedangkan suhu transisi gelas adalah suhu di mana polimer amorf mulai melunak. Di bawah suhu, polimer memiliki karakteristik kaca (kekakuan, dll).
Lignin, sebagai polimer amorf, memiliki titik transisi gelas (atau pelunakan) yang sangat bervariasi menurut asal dan metode yang digunakan untuk isolasinya, umumnya bervariasi antara suhu 135 hingga 190 C, hal ini dipengaruhi oleh kelembaban.
Salah satu penyebab variasi adalah massa molekul, semakin tinggi ini, semakin tinggi suhu pelunakan.
Air juga berpengaruh nyata terhadap suhu pelunakan lignin, hal ini menurun dengan meningkatnya kadar air.
Fungsi Lignin pada Tumbuhan
- Meningkatkan kekakuan dinding sel
- Bergabunglah dengan sel satu sama lain
- Mengurangi permeabilitas dinding sel terhadap air
- Melindungi kayu terhadap mikroorganisme (pada dasarnya fenolik, lignin bertindak sebagai fungisida)
Rumus unsur lignin
Analisis unsur dan penentuan lignin Bjorkman dari kayu cemara Norwegia menyarankan rumus unsur berikut berdasarkan C9 (fenilpropana)