Foto de Andrik Langfield na Unsplash
A lignina é um polímero natural presente em plantas terrestres, principalmente, nas gimnospermas e angiospermas. Acredita-se que ela tenha desempenhado um papel importante na evolução das plantas. Isso porque ela também é um dos principais componentes da madeira, responsável por conferir rigidez e sustentação mecânica.
Nas plantas, a lignina pode ser encontrada na lamela média e na parede celular, associada à celulose e à hemicelulose.
A lignina permite que as árvores fiquem de pé, dá firmeza aos vegetais e constitui cerca de 20-35% do peso da madeira. Além de ajudar na sustentação, o polímero oferece impermeabilidade e proteção contra microrganismos, como fungos. Da mesma forma, ele contribui para o transporte de água, nutrientes e metabólitos.
Por ser insolúvel em água, ela age como uma “cola”, ligando a celulose e a hemicelulose, dois outros polímeros importantes na estrutura das plantas.
A lignina é o material aromático renovável mais abundante do planeta. No entanto, ela é removida da madeira por meio de tratamentos com agentes químicos como dióxido de enxofre (SO₂), sulfeto de sódio (Na₂S) ou hidróxido de sódio (NaOH). Essa remoção acontece devido a sua cor amarelada quando entra em contato com o oxigênio, que faz com que ela seja prejudicial para a indústria de papel.
Dessa forma, ela é retirada e queimada para formar combustível e eletricidade. Além disso, a lignina também é usada como aglutinante industrial, tais como aditivos para concretos, curtimento de couro e corantes, condicionadores de solo e ingredientes ativos de resinas fenólicas.
Em geral, sua composição química é formada apenas por carbono, hidrogênio e oxigênio.
A estrutura química, no entanto, pode ser diferente em sua constituição devido às diversas condições do solo e do clima. Essa diferença também pode ser dada pelas modificações estruturais sofridas no seu processo de extração e isolamento.
Portanto, a lignina não pode ser considerada uma substância única, mas sim uma classe de materiais similares.
Na natureza, alguns fungos e bactérias contêm enzimas que podem quebrar as moléculas de lignina com facilidade. No entanto, o uso delas na ciência é ineficaz devido a sua degradação ao longo do tempo. Isso faz com que elas sejam difíceis de serem usadas em processos industriais e economicamente inviáveis.
Assim, um estudo publicado pela revista Nature Communications revelou uma enzima artificial que digere o polímero usando uma abordagem ambientalmente favorável. Essa enzima é feita pela substituição de peptídeos das enzimas naturais por outras moléculas semelhantes, chamadas de peptoides. Tais moléculas possuem uma estabilidade alta, que permite que os cientistas solucionem o problema das enzimas naturais.
Estima-se que a quebra da lignina pode ser eficaz para a produção de biocombustíveis e para a indústria química. Além disso, essa tecnologia pode oferecer caminhos para a fabricação de materiais renováveis para biocombustível de aviação e biomateriais.
Esse uso é relevante no combate às mudanças climáticas, uma vez que a lignina pode ser uma fonte de energia renovável e limpa.
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