Lignine - Définition
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
Introduction
La lignine est un des principaux composants du bois, avec la cellulose, l'hémicellulose et les matières extractibles. On retrouve la lignine principalement dans les plantes vasculaires et dans quelques algues et ses principales fonctions sont d'offrir de la rigidité, une imperméabilité à l'eau et une grande résistance à la décomposition. Une plante peut avoir entre 15% et 35% de lignine principalement localisé entre les cellules (voir parois pectocellulosiques), mais on en retrouve une quantité significative à l'intérieur même de celles-ci. Bien que la lignine soit un réseau tridimensionnel hydrophobe complexe, l'unité de base se résume essentiellement à une unité de phénylpropane. La lignine est le deuxième biopolymère renouvelable le plus commun sur terre après la cellulose et à eux deux, ils cumulent plus de 70% de la biomasse totale. À l'heure actuelle de nos connaissances, la lignine offre peu de débouchés rentables comparativement à la pétrochimie d'où une utilisation massive comme combustible.
VOIE DE BIOSYNTHESE : la lignine est une molecule dont le précurseur est l'alanine. Cet acide aminé va subir une cascade de réactions faisant intervenir des enzymes de la famille des methyltransferrases afin d'abouttir à une molécule de cima- mocyl alcool deshydrogènase . C 'est ce composé appelé monomère d'alcool coniferétique qui par l'action d'une peroxydase abouttit à la formation de lignine. Il est à noter que cette voie de biosynthèse n'est pas unique car si l'on inhibe une des enzymes de la voie de biosynthèse affectant la formation de lignine, on observe une autre forme polymorphe de lignine donnant au " bois" un aspect rougeatre.
Elle est apparue au Dévonien (-380 millions d'années) avec le groupe des Ptéridophytes.
Historique
C'est en 1856 que le terme lignine (du latin lignum, bois) fait son apparition pour la première fois en littérature scientifique dans une publication du chimiste. Franz Ferdinand Schulze (1815–1873). Par contre, dès 1839, le chimiste français Anselme Payen parlait d'une "matière incrustante" qui avait un lien exclusivement mécanique avec la cellulose.
Le caractère aromatique de la lignine a été mis en évidence pour la première fois en 1868 et en 1897, un scientifique suédois, P. Klasen décrira la lignine comme non cellulosique et confirmera sa nature aromatique. Après la Première Guerre mondiale, plusieurs travaux permettront d'attester le phénol comme étant un constituant de la lignine, mais il faudra attendre jusqu'en 1927 avant que sa structure phénylpropane et ses dérivés soient clairement établis.
Propriétés et lignification
La lignine se dépose dans la paroi secondaire de certaines cellules végétales, leur conférant ainsi une meilleure solidité, car la lignine est très résistante à la compression. De plus, la lignine possède un pouvoir d’imperméabilisation des cellules, du fait de son hydrophobicité. On trouve ainsi des parois imprégnées de lignine (lignifiées) dans les cellules de tissus servant au soutien de la plante (sclérenchyme) ou au transport de l’eau et des sels minéraux (xylème).
En règle générale, les cellules lignifiées, devenues imperméables, ont perdu leur cytoplasme et n’acquièrent leur rôle dans le végétal qu’une fois mortes.
La lignification est un processus fondamental de l’évolution des plantes terrestres. C’est elle qui, en effet, permet la croissance en hauteur des végétaux ligneux. Cette capacité a permis d'avoir un port dressé favorisant la réception de l'énergie lumineuse. L'ensemble de ces acquisitions étant un préalable à la conquête du milieu terrestre. La capacité de formation de lignine par les végétaux s'est mise en place au début du Paléozoïque (avec un fort développement à partir du Dévonien) et caractérise les trachéophytes (voir Flore de Rhynie).
