Biochimie : lignocellulose

• Quelle est la fonction principale des lignocelluloses dans les plantes ?


  Elle permet la verticalité des végétaux et l'accès à la lumière.
• Quelle proportion de la biomasse végétale terrestre est constituée de lignocelluloses ?


  90% de la biomasse végétale terrestre.
• Quel est le rôle des lignocelluloses dans le transport de l'eau ?


  Elles facilitent le transport de l'eau et des nutriments dans les plantes.
• Pourquoi les assemblages lignocellulosiques sont-ils importants pour la conquête du milieu terrestre par les végétaux ?


  Ils sont absents des algues et des mousses, permettant ainsi une adaptation à la terre.
• Quels sont les trois biopolymères qui composent les lignocelluloses ?


  Cellulose, hémicelluloses et lignines.
• Quelle est la composition typique de la biomasse lignocellulosique ?


  Elle est composée de cellulose, hémicelluloses et lignines.
• Quel est le pourcentage de cellulose dans la biomasse lignocellulosique ?


  45-50% de cellulose.
• Quel est le rôle de la cellulose dans les plantes ?


  Elle permet le transport de l'eau et des nutriments par capillarité.
• Quelle est la principale fonction des hémicelluloses ?


  Elles renforcent la paroi cellulaire en comblant les vides.
• Quelles sont les principales hémicelluloses ?

  Xylane, glucoronoxylane, arabinoxylane, glucomannane, xyloglucane.
• Quelle est la quantité de lignines biosynthétisées par an ?


  20 milliards de tonnes par an.
• Quel est le rôle des lignines dans les plantes ?


  Elles apportent verticalité et rigidité, et protègent contre les agresseurs.
• Comment les lignines influencent-elles le transport de l'eau dans les plantes ?


  Elles orientent le transport en hydrophobant les vaisseaux.
• Quels sont les enjeux de la déconstruction des lignocelluloses ?


  La séparation de la cellulose, des hémicelluloses et des lignines pour diverses applications.
• Quelle est la composition de la cellulose ?


  Polysaccharide linéaire de glucose.
• Quelle est la structure de la cellulose ?


  Elle est cristalline et rigide, avec une haute résistance à la traction.
• Quel est le comportement des hémicelluloses ?


  Elles sont généralement amorphes et facilement hydrolysables.
• Quelles sont les principales structures des lignines ?


  Ce sont des copolymères aromatiques ramifiés et réticulés amorphes.
• D'où proviennent les lignines ?


  Elles proviennent de la phenylalanine.
• Quelles sont les fonctions des lignocelluloses ?


  • Verticalité des végétaux
  • Transport de l'eau et des nutriments
  • Résistance aux stress environnementaux
• Quelles sont les différences entre les hémicelluloses et la cellulose ?


  • Hémicelluloses : hétérocopolymères ramifiés, généralement amorphes
  • Cellulose : homopolymère linéaire, cristalline et rigide
• Quelles sont les principales applications des lignocelluloses ?


  • Production de papier
  • Production de bioéthanol
  • Production de nouvelles molécules biosourcées
• Comment la composition des lignocelluloses évolue chez les plantes ?


  • Dépend de l'espèce végétale
  • Diminution du % lignines au cours de l'évolution
  • Augmentation du % hémicelluloses
• Quels sont les types de polysaccharides mentionnés dans le document?


  Xyloglucanes, Glucuronoxylanes, Glucoronoarabinoxylanes, (Gluco)mannanes, Galactoglucomannanes, β-1,3;1,4-glucanes
• Quelle est la composition des lignines selon le document?


  Les lignines sont composées de structures phénoliques 3D complexes et de copolymères aromatiques ramifiés.
• Pourquoi les modèles de lignines ont-ils évolué au fil du temps?


  Ils ont évolué grâce à une meilleure compréhension et à l'amélioration des techniques analytiques.
• Quels sont les trois monolignols mentionnés dans le document?


  Alcool para-coumarylique, Alcool coniférylique, Alcool sinapylique.
• Quelles enzymes sont impliquées dans la biosynthèse des monolignols?

  PAL, C4H, 4CL, HCT, C3H, CCoAOMT, COMT, F5H, CCR, CAD.
• Quels facteurs influencent la composition en monomères H/G/S des lignines?


  Espèce végétale, localisation dans la plante, âge de la plante, stress subis.
• Quelles sont les trois classes de lignines mentionnées?


  Type H-G, Type G-S, Type H-G-S.
• Quel est le rôle des laccases et des peroxydases dans la biosynthèse des lignines?


  Ils oxydent le phénol pour former un radical phénoxy.
• Comment la présence d'unités G et S affecte-t-elle les propriétés des lignines?


  Plus d'unités G rendent les polymères plus rigides, tandis que plus d'unités S les rendent plus souples.
• Quelles sont les applications potentielles des lignocelluloses?


  • Production de papier
  • Nanocelluloses
  • Fibres de renfort
  • Epaississants (alimentaires, cosmétiques, peintures, adhésifs)
• Quelles sont les étapes de la biosynthèse des monolignols à partir de la phénylalanine?


  1. Phénylalanine est convertie en acide cinnamique.
  2. Formation de p-Coumaroyle-CoA.
  3. Production de monolignols (coniféraldéhyde, alcool coniférylique, etc.).
• Quelles sont les différences entre les lignines de graminées et celles des feuillus/conifères?


  • Lignines de graminées : plus linéaires, plus courtes, plus adaptées.
  • Lignines de feuillus/conifères : plus ramifiées, plus rigides.
• Quels sont les effets de l'augmentation du pourcentage d'unités S dans les lignines?


  • Polymères plus linéaires et souples.
  • Plus de liaisons C-O labiles, donc plus dépolymérisables.
  • Moins de phénols libres.
• Quelles sont les méthodes pour extraire les lignines?


  • Mise en solution par ionisation des phénols en milieu alcalin.
  • Dépolymérisation par rupture des β-O-4.
• Quelles sont les applications des hémicelluloses?


  • Additifs alimentaires
  • Matériaux composites
  • Agents épaississants
• Quelles sont les modifications possibles de la cellulose après séparation des hémicelluloses et des lignines?


  • Traitement pour décristalliniser.
  • Production de nanocelluloses.
  • Modifications chimiques (acétate de cellulose, viscose).
• Quelles sont les conséquences de la présence d'acides cinnamiques dans les lignines des graminées?


  • Liaisons covalentes ester avec les arabinoxylanes.
  • Ponts renforcés.
  • Plus de cibles pour la dépolymérisation.