La lignine est biosynthétisée par les plantes à partir de la phénylalanine, un acide aminé issu de la transformation de la cellulose. On la retrouve principalement sous trois formes de monomères basés sur le squelette du 4-hydroxy phénylpropane (cycle de 6 carbones + chaîne à 3 carbones).
Il existe différentes façons d'extraire la lignine du bois, les plus connues étant les procédés kraft et bisulfite. Ces procédés sont surtout utilisés pour la fabrication du papier, qui n'utilise que la cellulose. Ainsi, la lignine est dégradée afin de la séparer de la cellulose, puis brûlée pour fournir de l'énergie.
La lignine se trouve principalement localisée dans les structures intercellulaires et fournit la cohésion aux matériaux ligneux. Elle leur confére une résistance mécanique accrue, mais limitant leur élasticité. La lignine représente environ 25 % du poids du bois sec.
La lignine est un des principaux composants du bois, avec la cellulose, l'hémicellulose : c'est le deuxième biopolymère renouvelable le plus abondant sur Terre, après la cellulose. A elles deux, elles cumulent plus de 70 % de la biomasse totale.
La présence de la lignine contribue à la résistance mécanique et l'hydrophobicité des cellules du xylème responsable du transport de la sève brute. Ce polymère phénolique joue également un rôle dans la protection des plantes contre divers pathogènes.
Les champignons dégradent la lignine en secrétant des enzymes appelées collectivement ligninases. Les ligninases peuvent être classifiées en phénol oxydases (laccases) et en peroxydases à hème, qui sont elles-mêmes subdivisées en peroxydases de lignine, manganèse-peroxydases et peroxydases versatiles.
Contrairement aux animaux, les végétaux ne transforment pas la matière des autres êtres vivants en glucose, ils la fabriquent grâce à une réaction chimique, la photosynthèse, qui a lieu dans les chloroplastes des cellules. Une partie du glucose ainsi fabriqué est stocké sur place sous la forme d'amidon.
Le bois se compose d'une fraction organique, d'une fraction minérale et d'eau. La variation de ces composants a une influence sensible sur le pouvoir calorifique et le choix des technologies de combustion. La fraction organique se compose de résines, de tanins et de polymères (cellulose, hémicellulose, lignine…).
La lignine du bois des gymnospermes est constituée à 95 % d'unités G, tandis que celle du bois des angiospermes contient des proportions équivalentes (environ 50 %) d'unités S et G.
Elle est le constituant principal des fibres alimentaires et joue un rôle très important en favorisant le transit intestinal. C'est la raison pour laquelle on préconise la prise alimentaire des végétaux pour améliorer la CONSTIPATION .
La lignine joue le rôle de lien entre les molécules de cellulose et d'hémicelluloses14. Ces liens sont principalement des liaisons covalentes de type éther et ester.
Matière constitutive de la membrane cellulaire des végétaux (C6G10O5) n. Elle est formée par les plantes à partir du carbone de l'atmosphère (gaz carbonique) et correspond à une polymérisation de glucose. Les fibres de coton sont constituées à 90% de cellulose, le bois des conifères à 60%, la paille à 30%.
Un rôle essentiel du phloème est le transport des sucres, notamment sous forme de saccharose, qui est un élément essentiel du métabolisme énergétique de la plante. Le saccharose est la forme principale de transport des glucides à longue distance.
L'extraction de la cellulose requiert l'élimination de la lignine ainsi que d'autres constituants des végétaux comme l'hémicellulose, les résines organiques, les graisses et les cires.
La cellulose est la molécule organique la plus abondante sur la terre : cet homo-polymère naturel est le constituant principal de la paroi cellulaire de nombreux végétaux (et notamment des plantes et des arbres) avec une teneur variant de 15 % à 99 % [tableau 1].
L'acajou de Cuba (Swietenia mahogani) est un bois rouge et tendre. Très recherché au 19e siècle, il a beaucoup servi pour la fabrication des meubles de style Empire. Aujourd'hui, c'est le bois le plus cher sur le marché, d'après Les fils de J. George, un des principaux ébénistes français.
Le gaïac est un bois brun verdâtre très dur. Il est parfois appelé, avec d'autres essences, bois de fer ou ironwood. Sa densité, l'une des plus fortes du monde, est de 1,30, si bien qu'il coule.
Le duramen (du latin durare, durer) est la partie interne du bois, correspondant aux zones d'accroissement les plus anciennement formées, qui ne comportent plus de cellules vivantes.
Les plantes et certaines bactéries, par la photosynthèse, transforment une partie de la lumière solaire en énergie chimique stable et fixent simultanément le carbone du dioxyde de carbone CO2, de manière à élaborer toutes les molécules organiques nécessaires au développement de la vie.
La photosynthèse, c'est la synthèse de matière organique (=contenant du carbone), notamment des sucres, à partir de l'eau (H20) puisée dans le sol par les racines et du dioxyde de carbone (CO2) capté dans l'air par les feuilles. Cette réaction produit de l'oxygène (O2), rejetée dans l'atmosphère.
Pour qu'il y ait photosynthèse, trois éléments sont essentiels : la lumière, l'eau et le gaz carbonique. Rappelons que la sève composée d'eau et de sels minéraux se déplace des racines vers les feuilles.
La sève élaborée, qui contient des substances organiques solubles, principalement des acides aminés et des sucres, provient essentiellement des feuilles, siège de la photosynthèse, et circule principalement dans le phloème, tissu conducteur du liber, situé juste sous l'écorce.
Chez les végétaux vasculaires, la circulation de la sève brute a lieu dans les vaisseaux ou dans les trachéides (gymnospermes) des faisceaux libéro-ligneux, c'est-à-dire dans le xylème (bois), comme le prouvent des décortications annulaires pratiquées sur des troncs ou des rameaux.
Le xylème est les tissus morts à maturité, mais pas de contenu cellulaire. Le phloème est le tissu vivant, mais pas avec le noyau. Le xylème constitue souvent la majeure partie du corps végétal. Le phloème forme une petite partie du corps végétal.
La cellulose est insoluble dans l'eau mais la présence des fonctions hydroxylées lui donne un caractère hydrophile ce qui lui permet de fixer un grand nombre de molécules d'eau et entraîne le gonflement de la cellulose : c'est un hydrocolloïde.