Aqui, apresentamos um método TGA modificado para estimativa do teor de lignina na biomassa vegetal herbácea. Este método estima o teor de lignina formando ligações específicas com a lignina e apresenta uma vantagem sobre o método Klason, pois requer uma amostra relativamente pequena para estimativa de conteúdo de lignina.
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Artigo de método
Estimativa do Teor de Lignina de Biomassa Vegetal usando Ácido Tioglicólico (TGA)
Neste artigo
Resumo
Resumo
A lignina é um polímero natural que é o segundo polímero mais abundante na Terra depois da celulose. A lignina é depositada principalmente em paredes de células secundárias vegetais e é um heteropolímero aromático composto principalmente por três monolignols com importância industrial significativa. A lignina desempenha um papel importante no crescimento e desenvolvimento das plantas, protege contra estresses bióticos e abióticos e na qualidade da forragem animal, da madeira e dos produtos industriais de lignina. A estimativa precisa do teor de lignina é essencial tanto para a compreensão fundamental da biossíntese de lignina quanto para as aplicações industriais de biomassa. O método de ácido tioglicólico (TGA) é um método altamente confiável de estimar o teor total de lignina na biomassa vegetal. Este método estima o teor de lignina formando thioethers com os grupos de álcool benzílico de lignina, solúveis em condições alcalinas e insolúveis em condições ácidas. O teor total de lignina é estimado usando uma curva padrão gerada a partir de lignina comercial de bambu.
Introdução
A lignina é um dos componentes vitais de suporte de carga das paredes celulares das plantas e o segundo polímero mais abundante na Terra1. Quimicamente, a lignina é um heteropolímero transligado composto por compostos fenólicos complexos de alto peso molecular que formam uma fonte renovável natural de polímeros aromáticos e síntese de biomateriais2,3. Este polímero natural desempenha papéis significativos no crescimento, desenvolvimento, sobrevivência das plantas, suporte mecânico, rigidez da parede celular, transporte de água, transporte mineral, resistência à hospedagem, desenvolvimen....
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Protocolo
1. Preparação de amostras de plantas
- Recolher plantas de algodão de dois meses de idade da estufa (Figura 1A).
- Vire vasos de plantas suavemente para separar o solo e as raízes com raízes laterais intactas, afrouxando o solo ao redor da planta(Figura 1B).
- Lave bem as plantas coletadas em bandejas cheias de água para remover toda a sujeira (para amostras de raiz) (Figura 1C).
- Use toalhas de papel para secar tecidos separados de raiz, caule e folha, e rotulá-las(Figura 1D). Ar seco por 2 dias à temperatura ambient....
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Resultados
Duas linhas experimentais de algodão diferentes foram comparadas por diferenças em seus teores de lignina em diferentes tecidos. O teor extraído de lignina de cada amostra foi medido em 280 nm e registrou seus respectivos valores de absorção. Os valores médios de absorção de cada réplica biológica foram comparados com a linha de regressão da curva padrão da lignina(Tabela 2, Figura 3C). A linha de regressão, y = mx + c, é utilizada para calcular o conteúdo desconhecido de li.......
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Discussão
A lignina desempenha um papel significativo no crescimento e desenvolvimento das plantas e recentemente tem sido extensivamente estudada para aplicações de biocombustíveis, bioenergia e bioprodutos. A lignina é rica em compostos aromáticos que são armazenados em todas as paredes de células secundárias de plantas vasculares. Possui diversas aplicações industriais, como produtos de painéis de madeira, bio dispersantes, floculantes, espumas de poliuretano e em resinas de placas de circuito29,
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Divulgações
Os autores declaram que não têm conflito de interesses.
Agradecimentos
Agradecemos ao Departamento de Ciência de Plantas & Solos e Cotton Inc. pelo apoio parcial deste estudo.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| BioEspectrofotômetro cinético | Eppendorf cinético | 6136000010 | Para medir a absorbância a 280 nm |
| Centrífuga | Eppendorf | 5424 | Para centrifugação de amostras |
| Lignina de bambu comercial | Aldrich | 1002171289 | Usado na preparação da curva padrão |
| Água destilada | Fischer Scientific | 16690382 | Usado no protocolo |
| Tubos Falcon | VWR | 734-0448 | Recipientes para soluções |
| Moinho congelador | Spex Sample Prep | 68-701-15 | Para moagem fina de amostras de tecidos vegetais |
| Bloco de calor/ Misturador térmico | Eppendorf | 13527550 | Para etapas com controlo de temperatura durante a extracção de lignina |
| Agitador de placas de aquecimento | Walter | WP1007-HS | Utilizado para preparação de soluções |
| Ácido clorídrico (HCL) | Sigma | 221677 | Usado no protocolo |
| Incubadora | Fisherbrand | 150152633 | Para secagem completa de amostras de tecido vegetal |
| Balança de medição | Mettler toledo | 30243386 | Para medir o peso do tecido vegetal, padrões e tubos de microcentrífuga |
| Metanol (100 %) | Fischer Scientific | 67-56-1 | Usado no protocolo |
| Tubos de microcentrífuga (2 mL) | Microcentrífuga | Z628034-500EA | Recipientes para extração de lignina |
| Gerinder de biomassa vegetal | Hanchen | Amazon | Usado para triturar amostras secas |
| Medidor de pH | Fisher Scientific | AE150 | Medição de pH para soluções preparadas para extração de lignina |
| Incubadora/forno com temperatura controlada | Fisher Scientific | 15-015-2633 | Usado no protocolo |
| Ácido tioglicólico (TGA) | Sigma Aldrich | 68-11-1 | Usado no protocolo |
| Secador a vácuo | Eppendorf | 22820001 | Usado para secar amostras |
| Misturador de vórtice | Eppendorf | 3340001 | Para mistura adequada de amostras |
Referências
- Freudenberg, K., Neish, A. C. Constitutionand Biosynthesis of Lignin. , Springer-Verlag Inc. New York, NY. 129(1968).
- Chio, C., Sain, M., Qin, W. Lignin utilization: A review of lignin depolymerization from various aspects. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 107
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Reimpressões e permissões
