Lignina to organiczny związek chemiczny, wchodzący w skład ściany komórkowej roślin. Jest drugim (po celulozie) najpowszechniej występującym związkiem organicznym na Ziemi. Stanowi od 17 do 25 proc. suchej masy drewna drzew liściastych oraz nawet 25–34 proc. w przypadku drzew iglastych.

Choć jest dostępna w ogromnych ilościach, lignina nie ma szerokiego zastosowania w przemyśle – jest stosowana głównie jako opał albo nawóz, czasem także do produkcji płyt wiórowych i laminowanych. Jeśli lignina nie zostanie usunięta ze ścieru drzewnego w procesie produkcji papieru, papier będzie z czasem żółknąć i kruszyć się (co dzieje się na przykład z tanim, zawierającym ligninę papierem gazetowym. Jedną z nielicznych znanych zalet ligniny jest jej chłonność, co pozwala stosować ją w medycynie, na przykład do wchłaniania śliny podczas zabiegów stomatologicznych.

Aby uzyskać materiał badawczy, naukowcy z Uniwersytetu w Jyväskylä (Finlandia) wykorzystali prostą metodę ekstrakcji wodnej, w której ligninę o wysokiej czystości izolowano z wiórów brzozowych, słomy pszennej i łusek owsianych. Metoda ta pozwala utrzymać wysoką całkowitą zawartość fenoli w produkcie i skutecznie usuwać zanieczyszczenia węglowodanowe.

Jak wykazały same badania, lignina ma potencjał jako obiecująca, zielona alternatywa dla syntetycznych środków przeciwdrobnoustrojowych stosowanych w powłokach, materiałach opakowaniowych lub środkach do dezynfekcji powierzchni.

- Wykazaliśmy, że te próbki ligniny wykazały silną skuteczność przeciwwirusową przeciwko enterowirusom bezotoczkowym, ale także dobrą aktywność przeciwko koronawirusom otoczkowym i badanym bakteriom – wskazała profesor biologii komórkowej i molekularnej Varpu Marjomäki z Uniwersytetu w Jyväskylä.

Oprócz testowania ludzkiego koronawirusa sezonowego (HCoV-OC43) w laboratorium o poziomie bezpieczeństwa biologicznego 2 (BSL-2), zespół badawczy ocenił skuteczność ligniny przeciwko SARS-CoV-2 w laboratorium BSL-3 w Jyväskylä.

- Ligniny wykazywały znacznie silniejszą skuteczność przeciwwirusową przeciwko wirusowi SARS-CoV-2, który wywołuje COVID-19, w porównaniu z HCoV-OC43, który wywołuje przeziębienie. Ponadto miały działanie hamujące na Staphylococcus aureus i Escherichia coli – podkreślił doktorant Jun Liu z Uniwersytetu w Jyväskylä.

Dalsze badania wykazały, że ligniny inaktywują enterowirusy poprzez stabilizację i agregację cząsteczek wirusa, ograniczając w ten sposób ich wnikanie do komórek gospodarza i zapobiegając uwalnianiu zakaźnego genomu RNA w komórkach.

Natomiast transmisyjna mikroskopia elektronowa i mikroskopia konfokalna wykazały, że roztwory ligniny zaburzają integralność strukturalną cząsteczek koronawirusa, zmniejszając tym samym ich zdolność do wiązania się z komórkami gospodarza i infekowania ich. Mikroskopia elektronowa ujawniła również wyraźny wpływ na błonę komórkową bakterii i agregację ich wewnętrznych substancji. Jak uważa profesor biologii komórkowej i molekularnej Lotta-Riina Sundberg - sugeruje to, iż aktywne grupy chemiczne przenikają do komórek, co ostatecznie prowadzi do dysfunkcji bakterii.

- Badania pokazują, że lignina może być przyjazną dla środowiska alternatywą dla syntetycznych substancji odstraszających drobnoustroje. Można ją stosować w powłokach, opakowaniach i produktach dezynfekujących w bezpieczniejszy i bardziej zrównoważony sposób” – zaznaczyła Sundberg, współautorka publikacji (DOI: doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.145736).

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ zan/