что такое лигнин в биологии
Лигнин
Полезное
Смотреть что такое «Лигнин» в других словарях:
ЛИГНИН — ЛИГНИН, сложное безуглеводное вещество, встречающееся в древесных тканях (особенно КСИЛЕМЕ) растений, часто в соединении с ЦЕЛЛЮЛОЗОЙ. Укрепляет стенки КЛЕТКИ, тем самым помогая сопротивляться сжатию и напряжению. Именно лигнин придает ДРЕВЕСИНЕ… … Научно-технический энциклопедический словарь
ЛИГНИН — Вещество, отлагающееся на стенках древесных клеточек, отчего они, получают твердость и крепость. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. лигнин (лат. lignum (ligni) дерево) 1) органическое вещество,… … Словарь иностранных слов русского языка
лигнин — а, м. lignine f., нем.Lignin < лат. lignum дерево. 1. Богатое углеродом вещество, содержащееся в древесине. БАС 1. 2. Изготовляемый из древесины сорт тонкой бумаги с морщинистой поверхностью, употребляется как перевязочное средство; древесная… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ЛИГНИН — органическое полимерное соединение, содержащееся в клеточных оболочках сосудистых растений; вызывает их одревеснение. Древесина лиственных пород содержит 20 30% лигнина, хвойных до 50%. Ценное химическое сырье, используемое во многих… … Большой Энциклопедический словарь
ЛИГНИН — ЛИГНИН, лигнина, мн. нет, муж. (от лат. lignum дерево, дрова). 1. Вата из древесины, употр. как перевязочное средство (апт.). 2. Богатое углеродом вещество, содержащееся в древесине (хим.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
лигнин — сущ., кол во синонимов: 3 • бумага (80) • вещество (43) • материал (306) Словарь синонимов ASIS … Словарь синонимов
ЛИГНИН — [lignum дерево] гр. веществ ароматической, еще не вполне выясненной структуры, инкрустирующих одревеневшие ткани растений. Содер. Л. в деревьях 20 30% от их сухого веса, в травах и мхах 8 20%; в низших растениях он отсутствует. Элементарный… … Геологическая энциклопедия
лигнин — Природный полимер, который откладывается в стенках клеток растений для усиления их прочности [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN lignin … Справочник технического переводчика
Лигнин — [лат. lignum дерево] – природный полимер, органическое вещество, содержащееся в древесине, побочный продукт производства целлюлозы. [Ушеров Маршак А. В. Бетоноведение: лексикон. М.: РИФ Стройматериалы. 2009. – 112 с.] Рубрика термина … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Лигнин — Фрагмент молекулы лигнина Внешние изображения … Википедия
ЛИГНИН — (от лат. lignum дерево, древесина), прир. полимер; входит в состав почти всех наземных растений и по распространенности среди прир. высокомол. соединений уступает только полисахаридам. Содержание Л. в древесине хвойных и лиственных пород соотв.… … Химическая энциклопедия
Лигнин: что это такое, основные свойства и направления использования. Лигнин гидролизный
Лигнин (от латинского lignum – дерево) – сложный ароматический полимер природного происхождения. Вещество входит в состав растений и является продуктом биосинтеза. Является самым распространенным полимером на Земле, после целлюлозы, и играет важную роль в природном круговороте углерода. Считается, что лигнин возник в ходе эволюции, когда наземный образ жизни пришел на смену водному. Он подобно хитину у членистоногих, призван обеспечивать жесткость и устойчивость стеблей и стволов растений. Сегодня мы с вами подробнее узнаем, что это такое лигнин и как он используется в современной промышленности.
Краткая характеристика
Основными компонентами растительной ткани являются целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин. В древесине хвойных деревьев содержится до 38 % этого вещества, в лиственных породах дерева – до 25 %, а в соломе злаков – до 20 %. Лигнин располагается в стенках клеток и межклеточном пространстве, скрепляя целлюлозные волокна. Вместе с гемицеллюлозой он призван обеспечивать механическую прочность стволов дерева. Кроме того, природный полимер отвечает за герметичность клеточных стенок (для питательных веществ и воды) и определяет окраску одревесневевшей ткани. Лигнин химически и физически прочно инкорпорирован в структуру растительной ткани, поэтому выделение его оттуда промышленным путем представляет весьма непростую инженерную задачу.
Классификация
Обычно различают протолигнин – полимер, содержащийся в естественной форме внутри растения, и его технические производные, которые получают путем извлечения из растительной ткани, с помощью различных физико-химических методов. Данное вещество не производят специально, его получают как отход биохимического производства. В ходе физико-химического воздействия на лигнин, его молекулярная масса уменьшается в разы, а реакционная активность увеличивается.
В гидролизной промышленности получают гидролизный лигнин, который еще называют порошковым.
При производстве целлюлозы образуются формы полимера, растворимые в воде. Варка целлюлозы производится в основном по двум технологиям: сульфатной (щелочной) и сульфитной (кислотной). Щелочной метод более распространен. Лигнин, полученный на сульфатном производстве, называется соответственно сульфатным и утилизируется главным образом в энергетических установках целлюлозных предприятий. Ну а полимер, полученный в сульфитном производстве, образуется в виде растворов лигносульфонатов, одна часть которых скапливается в специальных хранилищах, а другая – уходит в сточные воды.
В иностранной литературе можно встретить информацию о разделении лигнина на бессернистый и сернистый. Первый тип, по сути, представляет собой гидролизный полимер, а второй – полимер, полученный на целлюлозном производстве.
Предприятия, получающие лигнин как побочный продукт, как правило, занимаются его утилизацией. Тем не менее гидролизный и сульфатный лигнин, а также лигносульфонаты, можно встретить на рынке как отдельную товарную позицию. Наиболее распространенным товаром, в основе которого лежит данное вещество, являются топливные брикеты. Стандартов на технические лигнины нет, поэтому предприятия, покупающие их, выдвигают собственные параметры качества.
Формула и свойства
С химической точки зрения лигнин является условным и обобщенным понятием. Подобно тому, как не бывает одинаковых людей, не существует одинаковых полимеров. Принято полагать, что в состав лигнина входят атомы углерода, водорода и кислорода. Лигнины, полученные из разных растений, могут в значительной степени отличаться по химическому составу. Вещество имеет неопределенно большую молекулу и множество различных функциональных групп.
В основе всех видов лигнина лежит такая структурная единица, как фенилпропан (С9Н10). Различия между видами обусловлены содержанием разных функциональных групп. С точки зрения современной науки, ответ на вопрос о том, что это такое лигнин, выглядит примерно так: «Лигнин – это сложный трехмерный полимер, который имеет сетчатую структуру и ароматическую природу, получающийся вследствие поликонденсации ряда монолигнолов (коричных спиртов)».
В нормальных условиях, вещество плохо растворимо как в воде, так и в органических растворителях. В окружающей среде оно может участвовать в большом количестве различных превращений и реакций. Лигнин считается биологически активным. При повышенном давлении, он проявляет пластические свойства, особенно во влажном состоянии.
Утилизация в природе
Лигнин деградирует под действием оксидоредуктаз – внеклеточных ферментов грибов. К ним относятся главным образом лининолитические пероксидазы (лигнин- и Mn-пероксидаза) а также внеклеточная оксидаза (лакказа). Кроме того, в лигнинолитический комплекс грибов входят вспомогательные ферменты, продуцирующие перекись водорода, и активные ферменты кислорода.
Главным продуктом разложения лигнина в природных условиях является гумус. Декомпозиция вещества в природе происходит в присутствии таких элементов растительной ткани, как целлюлоза и гемицеллюлоза.
Экономическое значение
Ежегодно, в мире получают порядка 70 млн тонн технического лигнина. Несмотря на то что его считают ценным химическим сырьем, сбыт вещества налажен очень слабо. Кроме того, из-за отсутствия выгодной технологии производства, использование данного полимера экономически не целесообразно. К примеру, разложение лигнина на менее сложные химические соединения (бензол, фенол и прочие), обходится дороже, чем синтез этих соединений из нефти и газа. Статистика International Lgnin Institute показывает, что в мире, на сельскохозяйственные, промышленные и прочие нужды идет лишь 2 % технических лигнинов. В основном они идут на производство пеллет из лигнина, удобрений и прочей малотоннажной продукции. Остальные 98 % или сжигаются на энергетических установках, или просто хоронятся в могильниках.
Трудность промышленной переработки лигнина связана со сложностью его природы, большой вариативностью структурных звеньев и их связей, а также нестойкостью полимера перед химическим и термическим воздействием. В отходах предприятий содержится не природный полимер, а лигниносодержащие вещества, или смеси веществ, которые имеют большую химическую и биологическую активность. Без примесей также не обходится.
Считается, что возле хранилищ лигнина не желательно жить. Вещество легко воспламеняется и хорошо горит, с выделением азотистых, сернистых и прочих неприятных соединений. Тушение хранилищ затрудняется их крупными габаритами и особенностями горения полимера. Некоторые исследования подтвердили мутагенную активность вещества. Таким образом, есть все основания утверждать, что технические лигнины в народнохозяйственном балансе представляют внушительную, постоянно растущую отрицательную величину.
Гидролизный лигнин
Область применения гидролизного лигнина довольно широка:
Лигносульфонаты
Представляют собой сульфопроизводные лигнина, которые растворимы в воде и образуются во время сульфатной делигнификации древесины. Это натриевые соли лигносульфоновых кислот в смеси с примесями минеральных и редуцирующих веществ.
Промышленные лигносульфонаты получают при упаривании обессахаренного сульфитного щелока. Они выпускаются в виде твердых или жидких концентратов сульфитно-спиртовой барды, с молярной массой от 200 до 60 000. Вещества обладают высокой поверхностной активностью, поэтому их используют как ПАВ (поверхностно-активные вещества).
Основные области применения:
Сульфатный лигнин
Направления использования лигнина (сульфатного):
Перспективы
Узнав, что это такое лигнин, немного поговорим о перспективах его промышленного использования. Технология переработки и делигнификации целлюлозосодержащего сырья связана с крупными капиталовложениями и не совсем благоприятна с точки зрения экологии. Ученые всего мира уже давно трудятся над созданием высокоэффективных способов организации целлюлозного и биохимического производства, но их разработки пока еще не нашли широкого применения. Тем не менее множество наработок в области утилизации свежего и хранимого лигнина в разные годы были внедрены в промышленность. Особую актуальность эти вопросы получают в свете нарастающего интереса к борьбе с экологическими проблемами и использованию всего спектра растительного сырья. Таким образом, отрицать перспективу использования лигнина в промышленном и сельскохозяйственном секторе было бы неправильно.
Уровень производства и потребления целлюлозы и прочих продуктов биохимии, для крупных стран считается важнейшим показателем экономического развития. Конечно же, решающий вклад в ухудшение экологической ситуации вносят не биохимики. Тем не менее в местах, где работают такие предприятия, их роль в загрязнении окружающей среды может быть весьма существенной.
Заключение
Сегодня мы с вами ответили на вопрос: «Лигнин: что это такое?» В качестве резюме можно отметить, что лигнином называют ароматический полимер природного происхождения, который входит в состав растений и является продуктом биосинтеза. Формы вещества, получаемые в гидролизной и целлюлозной промышленности, нашли широкое применение. Тем не менее вопрос с полноценной переработкой технических лигнинов пока еще не решен.
Лигнин: чистим организм природным сорбентом.
Как почистить организм?
Когда на повестке дня стоит вопрос, как почистить организм, многие выбирают слабительные средства. Чаще всего из аптечного ассортимента выбираются средства, содержащие сенну. Но вся суть в том, что слабительные препараты не чистят организм в целом.
Они воздействуют на механорецепторы толстой кишки, которые расположены в слизистом слое. В результате усиливается перистальтика кишечника за счет сокращений мышечной структуры. Таким образом, происходит опорожнение.
То есть, слабительными средствами можно очистить кишечник от каловых масс, но не организм. Слабительные препараты не обладают способностью связывать и выводить из организма яды и токсины. Таким действием обладают сорбенты. Например, полисорб, энтеросгель, активированный уголь, лигнин. Сегодня мы поговорим о природном сорбенте – лигнине.
Лигнин. Что это такое?
Лигнин – это сложное полимерное соединение, которое входит в состав абсолютно всех растений на земле. Больше всего его содержится в хвойных породах, примерно около 40%. Тогда как в лиственных растениях всего лишь 25%. Лигнин представляет собой одревесневшие стенки растительных клеток.
В медицине применяют гидролизный лигнин, который обладает высокой адсорбционной активностью. Он входит в состав таких препаратов, как лактофильтрум, фильтрум СТИ, полифильтрин, флорафильтр и др. Этот природный энтеросорбент получают из продуктов гидролиза компонентов древесины, структурными элементами которого являются производные фенилпропан и гидроцеллюлоза.
Как он действует?
Лигнин обладает свойством связывать и выводить из организма химические соединения, яды, экзо- и эндотокисны. Особенно это актуально для людей, проживающих в городе. Дело в том, что городские жители чаще подвергаются агрессивным воздействиям окружающей среды, которые загрязняют организм. Хотя… немалую лепту человек вносит в это и сам. И здесь уже не важно – городской это житель или нет.
Неправильная и нездоровая еда, алкоголь, курение, большой прием лекарственных препаратов – все это сказывается на здоровье человека. В результате такого образа жизни в организме человека образуются, так называемые, эндогенные (внутренние) токсины. К ним можно отнести продукты обмена веществ, свободные радикалы, биллирубин, холестерин, мочевина, аммиак.
Лигнин адсорбирует на себе все эти вещества и выводит из организма. При этом он не всасывается из просвета кишечника, а, следовательно, не попадает в кровь. Таким образом, этот сорбент можно считать абсолютно безвредным веществом. Кроме того, он положительным образом влияет на микрофлору кишечника и общую резистентность организма.
В каких случаях применяется лигнин?
Так как лигнин способствует выведению из организма различных аллергенов, ксенобиотиков, тяжелых металлов, продуктов распада пищи (холестерин, билирубин, аммиак), следовательно, его можно применять при различных заболеваниях, когда требуется дезинтоксикация организма. Этот сорбент очень хорошо себя зарекомендовал при отравлениях различного генеза: алкогольных и пищевых интоксикациях, похмельном синдроме.
Препараты на основе лигнина — это эффективные средства в комплексной терапии различных аллергических и кожных заболеваний. Также их можно использовать для профилактики атеросклероза, сахарного диабета, ожирения. Особенно необходим прием этого сорбента людям, работающим во вредных условиях.
Особенности приема.
Лигнин, как и любые другие сорбенты, не принимают вместе с другими лекарствами. Интервал между его приемом и другим лекарственным препаратом должен составлять 2 часа. В противном случае, лигнин будет взаимодействовать с лекарственным препаратом, что может привести к снижению фармакологической эффективности этого лекарства.
Курсовой прием лигнина должен составлять 5 — 14 дней. Более длительный прием может спровоцировать авитаминоз и дефицит различных минеральных веществ. Поэтому после окончания лечения рекомендуется прием витаминно-минеральных комплексов.
Обратите внимание! Все лекарственные препараты на основе лигнина имеют противопоказания. Поэтому перед их применением необходимо проконсультироваться со специалистом.
Лигнин
Вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток. Сложное полимерное соединение, содержащееся в клетках сосудистых растений и некоторых водорослях.
Одеревеневшие клеточные оболочки обладают ультраструктурой, которую можно сравнить со структурой железобетона: микрофибриллы целлюлозы по своим свойствам соответствуют арматуре, а лигнин, обладающий высокой прочностью на сжатие, — бетону.
В анализе древесины лигнин рассматривают как её негидролизуемую часть. Древесина лиственных пород содержит 18—24 % лигнина, хвойных — 23—50 %, солома злаков — 12—20 %.
В медицине «гидролизный лигнин» зарегистрирован как международное непатентованное название (Ligninum hydrolisatum, Lignin hydrolised) и используется в качестве энтеросорбента. Он также используется для тех же целей в ветеринарии.
Лигнин обладает свойством связывать и выводить из организма химические соединения, яды, экзо- и эндотокисны. Особенно это актуально для людей, проживающих в городе. Дело в том, что городские жители чаще подвергаются агрессивным воздействиям окружающей среды, которые загрязняют организм. Хотя… немалую лепту человек вносит в это и сам. И здесь уже не важно – городской это житель или нет.
Неправильная и нездоровая еда, алкоголь, курение, большой прием лекарственных препаратов – все это сказывается на здоровье человека. В результате такого образа жизни в организме человека образуются, так называемые, эндогенные (внутренние) токсины. К ним можно отнести продукты обмена веществ, свободные радикалы, биллирубин, холестерин, мочевина, аммиак.
Лигнин адсорбирует на себе все эти вещества и выводит из организма. При этом он не всасывается из просвета кишечника, а, следовательно, не попадает в кровь. Таким образом, этот сорбент можно считать абсолютно безвредным веществом. Кроме того, он положительным образом влияет на микрофлору кишечника и общую резистентность организма.
Растения содержаще Лигнин
Манжетка обыкновенная
Alchemilla vulgaris L.
Inonotus obliquus (Pers.) Рill. f. sterilis (Van.) Nikol.
Информация предоставлена в ознакомительных целях.
Администрация Сайта не выполняет проверку практической применимости и работоспособности советов, рецептов и практических рекомендаций, изложенных в публикуемых материалах и не несет ответственности за ущерб или иные негативные последствия от их применения.
Перед сбором и заготовкой сырья, советуем внимательно ознакомиться с информацией о конкретном растении. Перед использованием, приготовлением, приемом каких-либо лекарственных трав обязательно посоветуйтесь с врачом и изучите список противопоказаний.
Использование лигнина
Лигнин – органическое полимерное соединение, содержащееся в клеточных оболочках растений. Вызывает их одревеснение. Содержание – в хвойных породах — до 50%, лиственных – (20-30 %). Лигнин считается нежелательным компонентом бумаги, поскольку он способствует её пожелтению. Чтобы избежать этого, требуются значительные усилия для его удаления из древесной массы.
Лигнин является одним из наиболее механически и химически стойких природных полимеров и обладает очень интересными свойствами.
Лигнин — второй по распространенности природный полимер на Земле, уступая только целлюлозе. Это органическое вещество, которое при встраивании в клеточную стенку растения вызывает одревеснение клетки. Содержание лигнина в хвойных деревьях выше, чем в лиственных. Благодаря лигнину древесина обладает с высокой прочностью на сжатие и растяжение.
Лигнин химически нестоек, легко окисляется, взаимодействует с хлором, растворяется при нагревании в щелочах, водных растворах сернистой кислоты и её кислых солей.
Состав золы лигнина: Al2O3 – 1%; SiO2 – 93,4%; P2O5 – 1,5 %; CaO – 1,5%; Na2O – 0,3%; K2O – 0,3%; MgO – 0,3%; TiO2 – 0,1%.
В промышленности главным образом образуются два вида лигнина: гидролизный (бессернистый лигнин) и сульфатный (сернистый лигнин).
Гидролизный лигнин
В огромных аппаратах, куда засыпаны опилки и щепки, идет процесс гидролиза. Древесина отдавая глюкозу, превращается в коричневый порошок — лигнин.
Гидролизный лигнин представляет собой твердый (пастообразный) остаток после обработки древесины или другого растительного сырья раствором серной кислоты. Содержит измененный (после химической реакции) лигнин растительной клетки, моносахара, минеральные и органические кислоты, зольные элементы (соотношение перечисленных компонентов зависит от применяемого сырья и колеблется в широких пределах).
Из него можно получить редкие и ценные химикаты. Из лигнина экономически выгодно получать в промышленном масштабе:
Лигнин имеет способность переходить в вязкопластичное состояние, богат азотом (0,5 кг свободного азота на тонну).
Норматив образования лигнина — 0,3-0,4 т/т продукции гидролизного производства.
Сульфатный лигнин
Сульфатный лигнин образуется при сульфатной варке древесины. Сульфатный лигнин в большой степени используется в качестве топлива в энергетических установках целлюлозных заводов.
Для производства коллактивитов сульфатный лигнин влажностью не выше 6 % обрабатывают в течение 10 мин 95 — 96 % — ной серной кислотой при температуре 200 С. Количество кислоты составляет 400 % массы сухого лигнина.
Направления использования
По осветляющим свойствам коллактивит из лигнина равноценен активному углю, а по себестоимости значительно дешевле.
Гранулированный лигниновый уголь по своей реакционной способности ничуть не уступает древесному, а производство его более рентабельно благодаря сокращению потерь и уменьшению расходов на транспортировку. Ведь его можно производить вблизи потребителей.
Лигнин отличается способностью переходить в вязкопла-стическое состояние при давлении порядка 100 МПа. Это обстоятельство предопределило одно из перспективных направлений использования гидролизного лигнина в виде брикетированного энергетического биотоплива. Топливные лигнобрикеты представляют собой высококачественное, высококалорийное, до 5500 ккал/кг, малодымное биотопливо с низким содержанием золы (13%).
Проблемы использования лигнина
Научно-исследовательские работы в области промышленного использования лигнина проводились во многих научно-исследовательских организациях, однако координации этих исследований не было. В результате разрешение ряда важных вопросов не вышло за пределы лабораторных и в отдельных случаях экспериментальных полузаводских работ.
Перспективы использования лигнина
Существует много типов лигнина с разными свойствами, применением и ценностями. Например, исследователи рассматривают лигнин как материал, который может применяться в строительной и автомобильной промышленности.
Лигнин, содержащий одновременно ароматические и алифатические фрагменты, может служить сырьем для получения различных химикатов. Например, лигнин хвойных пород при окислении в щелочной среде образует ванилин, а из лиственного лигнина наряду с ванилином может быть получен сиреневый альдегид, органические кислоты.
В процессе пиролиза, терморастворения и гидрогенизации лигнина получается жидкое топливо.
Наиболее крупнотоннажным направлением использования гидролизного лигнина является получение различных сорбентов.