세포벽3

헤미셀룰로오스

셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스는 단당류로 구성돼 있지만 리그닌은 페닐프로판(phenyl propane)을 기본물질로 하여 구성돼 있다.

리그닌은 목본 및 초본식물의 세포벽 내 및 세포 사이에 모두 분포돼 있으며 보통 침엽수, 활엽수, 초본식물의 세 등급으로 크게 분류될 수 있다. 침엽수 리그닌은 대체로 구아이아실리그닌(guaiacyl lignin)으로 구성돼 있고 활엽수 리그닌은 구아이아실리그닌과 시린길리그닌(syringyl lignin)의 두가지로 구성돼 있다.

인접한 세포 사이의 중간층에 존재하는 리그닌은 이들 세포를 서로 붙여주는 접착제 역할을 하게 되며 세포벽 내에 존재하는 리그닌은 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스와 매우 정교하게 얽혀 세포에 강고성을 부여해 주게 된다. 리그닌은 함수율 변화에 따른 치수 변동을 줄여주는 역할도 하는 것으로도 믿어지고 있으며 목재에 독성을 부여해 부후균이나 곤충에 대한 저항성을 지니도록 만들어 주는 것으로 알려져 있다.
리그닌에 의해 부여되는 세포의 강고성은 목재의 성질을 결정해 주는 중요한 요인이 되고 있다. 거의 99% 정도 순수한 셀룰로오스로 이루어져 있는 면화가 매우 연약한 성질을 보이는 것으로부터 리그닌이 목재의 강도에 어떠한 영향을 미치게 되는지 이해할 수 있을 것으로 여겨진다. 리그닌은 본래 수목 내에서는 거의 무색투명한 물질이다. 그러나 리그닌은 공기 중, 특히 햇볕 아래에서 노출되는 경우 황변 또는 갈변을 일으키게 되는데 시간의 경과에 따른 황변 현상은 헤미셀룰로오스에 의해서도 약간 일어나게 된다.

추출물은 유기물로써 세포벽 사이의 틈새 또는 세포내강의 표면에 퇴적돼 있는 것으로 상당히 많은 종류가 있다. 양적인 면과 경제적인 면에서 볼 때 가장 중요한 것은 수지(oleore sin, resin, pitch, 송진)와 폴리페놀(polyphenol, 다가 석탄산 물질)인데 올레오레진은 터펜틴(turpentine), 송지유(tall oil), 로진(rosin), 호박(amber) 등의 원료가 되는 것이며 폴리페놀은 타닌(tannin), 안토시아닌(anthocyanin), 플라본(flavone), 카테킨(catechin), 키노(kino) 및 리그난(lignan) 등을 내포하고 있다. 다른 형태의 유기물로는 검(gum), 트로폴론(tropolon), 지방(fat), 지방산(fatty acid), 왁스(wax) 그리고 휘발성 탄화수소(volatile hydrocarbon) 등이 있다. 이런 물질들은 대개 서로 중합된 상태의 복합물질로 존재하는데 예를 들면, 휘발성 오일(volatile oil)은 3∼35개의 물질이 중합되어 형성된 것이다. 일반적으로 추출물은 목재의 전건중량 가운데 불과 몇 % 정도만을 차지하고 있으나 수종에 따라 변이가 심한 것으로써 때로는 40% 이상의 것까지 보고되어 있다.

이렇게 양이 적음에도 불구하고 추출물은 재색, 향기, 방부방충성, 액체 침투성, 비중, 경도, 압축강도 등과 같은 목재의 성질에 큰 영향을 미친다. 한편, 목재에 존재하는 무기물인 회분의 양은 대개 목재 전건중량의 0.1∼0.5% 정도를 차지하고 있는데 중요한 것으로는 칼슘 성분의 결정(crystal)과 규소 성분의 실리카(silica)를 들 수가 있다. 이와 같은 실리카는 톱날은 물론 각종 공구를 마모시키는 원인이 되는 것으로 알려져 있다.<그림 1>

<다음호에 계속됩니다.>
국민대학교 임산생명공학과 엄영근 교수