ينحدر مصطلح اللجنين (الخشبين) من الكلمة اللاتينية (lignum) التي تعني الخشب. اشتق اسمها الأول من الخشب، ووصفه العالم الفرنسي Payen وصفًا علميًا عام 1838، وحدد اسمه الحديث Schulze عام 1857. وأهم مصادره هي:

  • الخشب
  • صناعة الورق واللب
  • ثفل قصب السكر

تحتوي خلايا جدار نباتات عديدة على لجنين بوليمر  عضوي، حيث يصنع اللجنين عناصر  بنيوية مميزة تدعم أنسجة النبات الوعائية، وبعض أنواع الطحالب، ويجعل النبات خشبيًا وصلبًا.

يتوفر اللجنين بشكل كبير، وكمضاد أكسدة مدروس بشكل جيد، يعمل ضد الإجهاد الميكانيكي والكيميائي والبيولوجي على النبات، حيث تعتبر المادة التي تزيل عوامل التأكسد المدمرة في الكائنات الحية مضادًا للأكسدة.

يحتوي اللجنين على كمية كبيرة من بنيات الفينوليك والتي تمكنه من العمل كمضاد أكسدة فعال، واكتشف أن العمل الأكسدي للجنين يتنوع بتنوع الخواص الجزيئية، وطريقة الفصل والأصل الجيني، وتتأثر قدرة اللجنين على تنظيف الجذور الحرة الموجودة في الأكسدة بالتشتت الجزئي داخل رحم البوليمر.

وتعد النشاطات المضادة للأكسدة في اللجنينات المتنوعة محدودة، وقد ينتج عن التغيرات الكيميائية في اللجنين منتجات بخواص يمكن أن تستخدم في أقسام صناعية خاصة.

يلعب اللجنين أدوارًا مختلفة في جدار الخلية مثل تعديل النفاذية، والاستقرار الحراري، لكن دوره الأساسي هو العمل كمادة بنيوية تحسّن قوة وصلابة النباتات.

يحتوي اللجنين على مجموعة هيدروكسيد الفينوليك التي تمكّنه من لعب دور مضاد أكسدة قوي في الصناعات الغذائية، وتفادي سحب اللون من الطعام، المذاق وتركيز الفيتامينات الفعالة والاستقرار الجزيئي، التي تتضمنها هذه الميزات، كما يشكل اللجنين المتأكسد خواصًا مرتبطة بسلفونات اللجنين، ويمكن استخدامه في استعمالات صناعية مختلفة، وغالبًا كحشوات ومُشتِتات.

يؤلف اللجنين 15-40% من الوزن الجاف للنباتات الخشبية، وهو موجود بقوة كبوليمر عطري على هذا الكوكب، وكثاني أقوى وجود لبوليمر عضوي بعد السيللوز. وحسب معدلات نمو الكتلة البيولوجية السنوي، يبلغ الإنتاج الكلي للجنين 5.36× 108 طن. وبهذه الطريقة، ثبت أنه المصدر الأساسي للمركبات العطرية في الصناعات الكيميائية.

وللجنين وظائف عديدة:

  • هو عنصر هام من هيكل النباتات البنيوي، ويشكل جزءًا من العناصر الأولية لجدار الخلية. وحسب وجهة نظر التطور، يوصف اللجنين بالاختلاف الأرضي الذي يسمح بنمو عمودي ذي شأن.
  • كجزء هام من الخلية، يمنح اللجنين الدعم للنبات بربطه بصلابة بجدار الخلية. يقاوم النبات الإجهاد الإيكولوجي بسبب لبنات البناء الأساسية لجدار الخلية. يمنح اللجنين الصلابة للنباتات لكن بتجمع مع عديد السكاريدات المتغاير (hetero-polysaccharides)، فهو يحسن المرونة التي تعد أساسية من أجل استجابة النبات المناسبة للأثقال الديناميكية من الرياح والثلج. بالإضافة إلى تغيير اللجنين لشبكة السكر العدادي لجعله مقاومًا للكائنات الحية الغريبة.
  • يساعد اللجنين في حماية الأنسجة الخشبية من الهجمات الميكروبية والفطرية عن طريق تغطية البنية الكاربوهيدرية، ما ينتج عنه تقليل قابلية تحلل الأنزيمات بالماء.
  • تُصعّب قابلية الذوبان الجزئية وتعقيد اللجنين على الكائنات الحية الدقيقة (المتعضيات) تحليله.
  • اللجنين أقل قابلية للاتحاد مع الماء في الطبيعة من عديد السكاريدات ما يساعده في تعديل نفاذية جدار الخلية بسدّه وتمكين نقل الماء عبر النسيج الوعائي.
  • إن عطرية اللجنين نفسه تحسن الاستقرار الحراري للخشب.
  • بينما اللجنين أكثر استقرارًا حراريًا، لكن التغير الحراري يعيق بنيته كثيرًا، ويقول العلماء إنه بالإمكان تعديل بنية اللجنين بتعريضه لحرارة أعلى، ويستخدم في إنتاج بعض المواد البلاستيكية الحرارية. يتكون هذا النوع من التعديل من البلمرة، وفقد مجموعة هيدروكسيل وتأليف مجموعات حمضية جديدة.

أكمل القراءة

اللجنين

مصطلح اللجنين مشتق من الكلمة اللاتينية Lignum والتي تعني الخشب، وهو عبارة عن مادة عضوية تربط الخلايا والألياف والأوعية التي تشكل الخشب والعناصر الخشبية للنباتات مع بعضها؛ كما يمكن تعريفه على أنه بوليمر فينولي طبيعي ذو وزن جزيئي عالي وتركيب معقد، وغير قابل للذوبان في الماء والكحول، ولكنه قابل للذوبان في المحاليل القلوية الضعيفة، وهو ثاني أكثر بوليمر عضوي وفرة على وجه الأرض (بعد السيللوز)، ويشكل حوالي 15-30% من الوزن الجاف في النباتات الخشبية، ولا تحتوي كل النباتات على نفس محتوى اللجنين وذلك باختلاف الأنواع وحتى داخل النباتات التي من نفس النوع.

صُنف اللجنين سابقاً على أنه قشور من السيللوز وهذا الرأي ثاقب إذ يتكون اللجنين بعد ترسب السكريات، يلعب اللجنين عدة أدوار مختلفة مع جدار الخلية مثل تعديل النفاذية واستقرار درجة الحرارة، ولكن دوره الرئيسي هو أن يكون بمثابة مادة هيكلية تعزز القوة والصلابة للنباتات، يحتوي اللجنين على مجموعة هيدروكسيل الفينول التي تجعله قادراً على أن يلعب دوراً كمضاد قوة للأكسدة في صناعة الأغذية وتجنب إزالة لون الطعام والطعم وأيضاً تركيز الفيتامينات النشطة، كما ثبت أن اللجنين نفسه يحمل خصائص مضادة للميكروبات ومبيدات الحشرات.

تتم إزالة اللجنين من الأشجار الصنوبرية والأشجار المتساقطة بواسطة القلويات وعملية كرافت والتحلل الحراري السريع والتحلل المائي.

يعتبر اللجنين مكون مهم للإطار الهيكلي في النباتات التي تشكل جزءاً من العناصر الأساسية لجدار الخلية كما أنه سمح بالنمو الرأسي الكبير، كما يوفر الدعم للنبات من خلال إعطاء جدار الخلية الصلابة، ولكن بالارتباط مع السكريات غير المتجانسة فإنه يعزز المرونة اللازمة للأحمال الديناميكية من الرياح والثلج.

كما يعزز اللجنين مقاومة النبات للكائنات الغريبة إذ يساعد في حماية الأنسجة الخشبية من الهجوم الميكروبي والفطري، كما أن تركيبة اللجنين المعقدة تجعل من الصعب تحلله بواسطة الكائنات الحية الدقيقة، كما تعمل عطرية اللجنين على تحسين الاستقرار الحراري للخشب، وقد استنتج العلماء أن بنية اللجنين يمكن أن تتغير عن طريق المعالجة بدرجات حرارة عالية تستخدم في إنتاج بعض المواد البلاستيكية الحرارية.

يُشتق اللجنين من مصادر عديدة مثل اللب والخشب وقصب السكر وقش الحبوب باستخدام طرق فصل الألياف، إن الحد الأقصى من اللجنين يوجد في عاريات البذور ومغلفات البذور بنسبة 30-40%، بينما تشتمل المصادر الأخرى فقط على حوالي 3_25% ، أما العشب فمحتواه من اللجنين أقل من 15%، كما تختلف كمية اللجنين بين الأخشاب الصلبة والأخشاب اللينة وأيضاً يختلف تركيزه في موقعه داخل الشجرة نفسها، كما يختلف ضمن النباتات التي من نفس الجنس.

هناك نوعان رئيسيان من اللجنين: نوع يحتوي على الكبريت والآخر خالي من الكبريت، وإن اللجنين الحامل للكبريت هو الذي يتم تسويقه حتى الآن، أما الخالي من الكبريت لم يسوق بعد. ويستخدم اللجنين في مجموعة متنوعة من الصناعات بما في ذلك السيارات والبناء والطلاء والبلاستيك والمستحضرات الصيدلانية، كما يمكن أن يحل محل الفينولات البترولية التي تستخدم في راتنجيات الخشب الرقائقي، ويستخدم أيضاً في تصنيع الأسمدة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو اللجنين lignin"؟