Инкрустирующие вещества клеточной оболочки растений

Клеточная стенка растений и ее функции
Хотя, механическая защита — это одна из самых важных функций клеточной стенки, она имеет намного большее значение:
обеспечивает механическую и химическую стойкость клетки;
препятствует разрыву клетки в гипотонической среде;
клеточная стенка является и ионообменником, так как через нее осуществляется поглощение и высвобождение ионов;
берет участие в транспорте органических соединений.

Строение клеточной стенки
В растительной стенке принято выделять три основных компонента: каркас, матрикс и инкрустирующие вещества. Инкрустирующие вещества в большинстве случаев представлены лигнином, которые составляет примерно 30% сухой массы клеточной стенки.
Довольно часто на внешнюю поверхность клеточной оболочки откладываются также жироподобные вещества — суберин, кутин и воск. Эти вещества относят к адструктирующим веществам.
Можно сказать, что клеточная стенка — это очень важный элемент растительной клетки, который обеспечивает ее нормальное развитие.

Лигнин (от лат. lignum — дерево, древесина) — вещество, характеризующее одеревеневшие стенкирастительных клеток. Сложное полимерное соединение, содержащееся в клетках сосудистых растений и некоторых водорослях.
Аморфное вещество жёлто-коричневого цвета; нерастворим в воде и органических растворителях. Окрашивается основными красителями и даёт цветные реакции, характерные для фенолов.
Лигнин не является индивидуальным веществом, а представляет собой смесь ароматических полимеров родственного строения. Именно поэтому невозможно написать его структурную формулу. В то же время известно, из каких структурных единиц он состоит и какими типами связей эти единицы объединены в макромолекулу.
Мономерные звенья макромолекулы лигнина называют фенилпропановыми единицами (ФПЕ), поскольку эти структурные единицы являются производными фенилпропана.

Фрагмент молекулы лигнина

Интенсивная лигнификация (пропитка слоев целлюлозы лигнином) клеточных оболочек начинается после прекращения роста клетки. Лигнин может откладываться отдельными участками — в виде колец, спиралей или сетки, как это наблюдается в оболочках клеток проводящей ткани — ксилемы, или сплошным слоем, за исключением тех мест, где осуществляются контакты между соседними клетками в виде плазмодесм.
Благодаря лигнификации, клеточная стенка становиться более стойкой и мене водопроницаемой. Кстати, именно лигнин отвечает за одревеснение растений.
Процесс лигнификации

Лигнин скрепляет целлюлозные волокна и действует как очень твердый и жесткий каркас, усиливающий прочность клеточных стенок на растяжение и сжатие. Он же обеспечивает клеткам дополнительную защиту от физических и химических воздействий, снижает водопроницаемость. Инкрустация им клеточных оболочек приводит к их одревеснению, которое часто влечет за собой отмирание живого содержимого клетки.
Лигнин в сочетании с целлюлозой придает особые свойства древесине, которые делают ее незаменимым строительным материалом.
Лигнин — один из основных компонентов, отвечающих за ванильный аромат старых книг. Лигнин, как и древесная целлюлоза, разлагается со временем под действием окислительных процессов и источает приятный запах.

Обнаружение лигнина
Газетную бумагу изготавливают из кашицы, которая образуется при тонком измельчении древесины в специальных аппаратах непрерывного действия. Поэтому она содержит все составные части древесины. Докажем присутствие в ней лигнина.
Нанесем на бумагу каплю раствора гидрохлорида анилина C6H5NH2-НСl (его получим, растворив несколько капель анилина в 5 %-ной соляной кислоте). При этом бумага приобретает желтую окраску. Чертежная бумага, если не придавать значения едва заметному изменению окраски, не дает такой реакции.
Лигнин чувствителен даже к сравнительно мягким обработкам. Поэтому он претерпевает значительные изменения при выделении.
Лигнин + флороглюцин + НСl (малиновое окрашивание)

Лигнин и целлюлозу относят к нерастворимой клетчатке. Эта клетчатка хранится в зерновых растениях, в овощах и фруктах.
Клетчатка снижает уровень холестерина в крови и предотвращает появление камней в желчном пузыре. Употребление в пищу клетчатки – профилактика рака толстой и прямой кишки и сердечно-сосудистых заболеваний. Продукты, содержащие в большом количестве клетчатку, имеют много полезных микроэлементов, в которых нуждается наш организм.
Клетчатка:
обеспечивает быстрое насыщение без лишних калорий
задерживает усвоение жиров и углеводов
уменьшает содержание холестерина и сахара в крови
очищает организм от ядовитых продуктов.
Каждодневная порция клетчатки должна составлять 45-50 грамм.

Лигнина много в злаковых, отрубях, редисе. Если овощи долго хранить, то количество лигнина в них увеличивается, именно поэтому залежалые овощи плохо усваиваются. Продукты богатые лигнином ускоряют продвижение пищи в кишечнике.
Лигнин, как и многие ароматические соединения, обладает консервирующими свойствами и придает, особенно мертвым клеткам, повышенную стойкость по отношению к разрушительному действию бактерий и грибов.

Гидролизный Лигнин применяют для получения лигнинового угля, активного угля (коллактивита), при производстве пористого кирпича, для выработки нитролигнина — понизителя вязкости глинистых растворов, применяемых при бурении скважин.

Растения с высоким содержанием лигнина
Дуб ска́льный (лат. Quércus pétraea). Содержание лигнина (%) в древесине ствола дуба скального находится в пределах 20,1—22,6, в коре ствола дуба скального 22—24.

Бук (лат. Fágus). В среднем содержание лигнина (%) в древесине ствола бука 22—24; в коре ствола бука 23—24.
Наблюдается закономерность: минимальное количество лигнина содержится в древесине и коре у основания ствола, а максимальное — в древесине и коре вершины ствола.

Ель обыкнове́нная, или Ель европе́йская (лат. Pícea ábies). В древесине у основания ствола ели европейской содержится 22,6%, а в древесине вершины ствола 24,7. В коре основания ствола ели содержится 24% лигнина. В коре вершины ствола 23,5%.

Кедр лива́нский (лат. Cedrus libani). В древесине у основания кедра — 26%, а в древесине вершины 27%. В коре основания ствола кедра — 27%; в коре вершины ствола соответственно 29%.