[기본서 내용]
리그닌(lignin)은 수목의 세포벽을 구성하는 핵심 성분 중 하나로, 수목의 물리적 지지와 수분 이동에 필수적인 역할을 하는 복잡한 방향족 중합체입니다. 제공된 자료에 근거한 리그닌의 주요 특징은 다음과 같습니다.
1. 화학적 정의 및 구성
- 리그닌은 여러 가지 방향족 알코올(aromatic alcohol)이 복잡하게 연결된 중합체입니다.
- 분자량이 매우 크며 대부분의 용매에 녹지 않는 불용성 물질입니다.
- 가수분해 시 주요 구성 성분은 코니페릴 알코올(coniferyl alcohol), 시나필 알코올(sinapyl alcohol), 쿠마릴 알코올(coumaryl alcohol) 등입니다.
- 특히 구과식물(나자식물)의 리그닌에는 코니페릴 알코올이 많이 포함되어 있습니다.
2. 수목 내 함량 및 분포
- 목본식물 건중량의 $15\sim25\%$가량을 차지하며, 지구상에서 섬유소(cellulose) 다음으로 가장 흔한 유기화합물입니다.
- 주로 목부조직(xylem)의 도관, 가도관, 목부섬유 세포벽에 침착됩니다.
- 세포벽의 구성 요소인 중엽층, 1차벽, 2차벽 모두에 존재하며, 셀룰로오스의 미세섬유(microfibril) 사이를 충진하는 역할을 합니다.
3. 주요 생리적 기능
- 물리적 지지: 셀룰로오스의 인장강도와 결합하여 세포벽의 압축강도를 높입니다. 이를 통해 목본식물이 거대한 몸체를 유지할 수 있도록 기계적 지지력을 강화합니다.
- 수액 상승 지원: 수목의 목부조직이 먼 거리까지 수분을 이동시킬 때 발생하는 강한 장력(tension)을 견딜 수 있게 하여, 도관이나 가도관이 수축하거나 파괴되지 않도록 돕습니다.
- 방어 기작: 리그닌은 동물이 소화하기 어려운 화합물이기 때문에 곤충이나 초식동물의 공격으로부터 식물을 보호하는 역할을 합니다.
- 환경 스트레스 대응: 바람 등에 의해 수간이 기울어지면 침엽수의 경우 압축이상재를 형성하는데, 이때 리그닌 함량을 높여 물리적 저항성을 확보합니다.
4. 기타 특징
- 목재 이용: 종이를 만들 때 리그닌을 제거하지 않으면 저급 종이(기계펄프)가 되고, 이를 화학적으로 제거하면 질긴 고급 종이(크라프트지)가 됩니다.
- 분해 저항성: 미생물에 의해 잘 분해되지 않기 때문에 수목 조직이 토양에 떨어졌을 때 최후까지 남아 타감작용(allelopathy)을 유발하거나 부식의 원료가 되기도 합니다.