木質素

木質素是一類復雜的有機聚合物，在大多數植物的支持組織中形成關鍵結構材料。 木質素在細胞壁的形成中特別重要，尤其是在木材和樹皮中，因為它們具有剛性并且不易腐爛。 在化學上，木質素是通過交聯酚類前體制成的聚合物。

木質素，它是地球上最豐富的有機聚合物之一，僅次于纖維素。 木質素占地球上 30% 的非化石有機碳，占木材干質量的 20% 至 35%。

木質素存在于紅藻中，這表明植物和紅藻的共同祖先也合成了木質素。 這一發現還表明，木質素的原始功能是結構性的，因為它在紅藻中發揮著這種作用，它支持鈣化部分之間的連接。

木質素是從少量前體木質醇中提取的高度異質聚合物的集合。 異質性源于這些木質醇之間交聯的多樣性和程度。 交聯的木質醇分為三種主要類型，均源自苯丙烷：松柏醇（4-羥基-3-甲氧基苯丙烷）（G，其基團有時稱為愈創木脂基）、芥子醇（3,5-二甲氧基-4-羥基苯丙烷） （S，其基團有時稱為丁香基）和對香豆醇（4-羥基苯基丙烷）（H，其基團有時稱為4-羥基苯基）。

前體單體（木質醇）的相對量因植物來源而異。 木質素通常根據它們的紫丁香基/愈創木脂基比率進行分類。 來自裸子植物（軟木、草）的木質素來自松柏醇，它在熱解時產生愈創木酚。 在被子植物（硬木）中，一些松柏醇會轉化為芥子醇。 因此，被子植物中的木質素同時具有愈創木脂基和紫丁香基成分。

木質素的分子量超過10,000 u。 它是疏水性的，因為它富含芳香族亞基。 聚合度很難測量，因為材料是多相的。 已經根據分離方法描述了不同類型的木質素。

許多草主要含有 G，而一些棕櫚主要含有 S。所有木質素都含有少量不完全或改性的木質素單體，其他單體在非木本植物中也很突出。

木質素填充纖維素、半纖維素和果膠成分之間的細胞壁空間，尤其是在維管和支持組織中：木質部管胞、血管元件和鞏膜細胞。

木質素在植物莖中傳導水分和水性養分方面起著至關重要的作用。 植物細胞壁的多糖成分具有高度親水性，因此可滲透水，而木質素則更疏水。 木質素對多糖的交聯是細胞壁吸水的障礙。 因此，木質素使植物的維管組織能夠有效地導水。 木質素存在于所有維管植物中，但不存在于苔蘚植物中，支持木質素的原始功能僅限于水運輸的觀點。

它與半纖維素共價連接，因此交聯不同的植物多糖，賦予細胞壁機械強度，并通過擴展植物作為一個整體。 它最常見的功能是通過加強維管植物中的木材（主要由木質部細胞和木質化的厚壁組織纖維組成）來提供支持。

最后，木質素還通過在病原體浸潤部位積聚而賦予抗病性，使植物細胞不易被細胞壁降解。

用于制造新聞紙的機械紙漿或高得率紙漿仍含有大部分原先存在于木材中的木質素。 這種木質素是造成新聞紙隨時間變黃的原因。 高質量的紙張需要從紙漿中去除木質素。