ABSTRACT
The aim of this study was to characterize the properties of juvenile and mature heartwood of Robinia pseudoacacia L. (black locust). The content, the composition, and subcellular localization of heartwood extractives were studied in 14 old-grown trees from forest sites in Germany and Hungary, as well as in 16 younger trees of four clone types. Heartwood extractives (methanol and acetone extraction) were analysed by HPLC-chromatography. UV microspectrophotometry was used to localize the extractives in the wood cell walls. The natural durability of juvenile and mature heartwood was analysed according to the European standard EN 350-1. Growth analyses, as well as the chemical analyses, showed that in Robinia the formation of juvenile wood is restricted to the first 10-15 years of cambial growth. In the heartwood high contents of phenolic compounds and flavonoids were present, which were in high concentrations in the cell walls of the axial parenchyma and of the vessels. In the juvenile heartwood, the content of these extractives is significantly lower than in the mature heartwood. In agree, the juvenile heartwood had a lower resistance to decay by Coniophora puteana (brown rot fungus) and Coriolus versicolor (white rot fungus) compared to the mature.
O objetivo deste estudo foi caracterizar as propriedades da região de cerne dos lenhos juvenis e adultos de Robinia pseudoacacia L. O conteúdo, a composição, bem como a localização subcelular dos extrativos foram estudados em 14 árvores de florestas de produção na Alemanha e na Hungria, assim como em 16 árvores de quatro tipos clone. Os extrativos (metanol e acetona extração) foram analisados por cromatografia-HPLC. O microespectrofotômetro de ultra violeta foi utilizado para localizar os extrativos nas paredes celulares da madeira. A durabilidade natural do lenho juvenil e adulto foi analisada de acordo com a norma europeia EN 350-1. Análises do incremento, bem como as análises químicas mostraram que, em Robinia a formação de lenho juvenil é limitada aos primeiros 10/15 anos de crescimento cambial. No cerne, elevados teores de compostos fenólicos e flavonóides foram encontrados e localizados em concentrações elevadas nas paredes celulares do parênquima axial e dos vasos. No cerno do lenho juvenil o conteúdo destes extrativos é significativamente menor do que no cerne do lenho adulto. o cerne do lenho juvenil apresentou menor resistência à degradação por Coniophora puteana (fungo de podridão parda) e Coriolus versicolor (fungo de podridão branca) em comparação com a madeira de lenho adulto.
Subject(s)
Robinia/chemistry , Trees/chemistry , Wood/chemistry , Chromatography, High Pressure Liquid , Germany , HungaryABSTRACT
In spite of the great importance of cellulose the lignin is considered the second most abundant substance of the wood. However, little attention has been given it, mainly to wood properties. The lignin as well as other structural compounds (cellulose and hemicelluloses), has obviously an important role on the wood properties, probably due its composition and existent bonds. In general lignins have β-O-4 (Alkyl Aril Ether) as majoritary bond. This bond in a continued structure form big molecules with spiral conformation as virtual model. Based on this idea, lignins that have high/low β-O-4 content may have differentiated spiraled structures,suggesting different behaviors on the wood properties,which shows that the lignins (Guaicyl:Syringyl (GS)) of angiosperms, for example, which have higher β-O-4 content would present higher spiral conformation than gymnosperms lignins(HG). On the other hand HG lignins have chance of being more anchored on the matrix compound than GS lignins. In this context, the β-O-4 bonds of lignins possibly affect the wood properties, therefore, it is considered relevant for wood technology science discussion.
Apesar da grande importância da celulose a lignina é considerada a segunda substância mais abundante da madeira. Entretanto, pouca atenção tem sido dada a ela, principalmente com relação às propriedades da madeira. A lignina assim como outras substâncias (celulose e hemicelulose), tem obviamente um papel importante sobre as propriedades da madeira, provavelmente devido a sua composição e a existências de ligações. Geralmente as ligninas possuem majoritariamente ligaçõesβ-O-4 (Éter Alquil-Arílico), esta ligação em uma estrutura contínua forma grandes moléculas com conformação em espiral, como visto em modelo virtual. Com base nesta idéia, ligninas que possuem alto/baixo teor de β-O-4, podem ter estruturas espiraladas diferenciadas, sugerindo comportamentos diferentes sobre as propriedades da madeira. Isto mostra que as ligninas de angiospermas ((Guaicílica:Siringilica) (GS)), que possuem mais alto teor de β-O-4, por exemplo, apresentariam uma conformação mais espiralar do que as ligninas de gimnospermas (HG). Por outro lado, as ligninas HG possuem mais chances de serem ancoradas sobre a substância matriz do que as ligninas GS. Neste contexto, ligações β-O-4 das ligninas afetam as propriedades da madeira, portanto, isto pode ser considerado relevante para discussão em ciência e tecnologia da madeira.