Humic acids (HA), with their irregular polymeric structures and largely existing in grassland, present challenges in quality control due to significant variations in biological activities depending on extraction sources. To address this, we explored industrial byproducts as potential alternatives mimicking HA-like bioactivities. This study evaluates sulfite lignin, a byproduct of the pulp industry, as an eco-friendly biostimulant for enhancing plant growth and stress tolerance. Sulfite lignin demonstrated HA-like bioactivities, promoting seed germination and salt stress tolerance in Arabidopsis thaliana. Germination assays revealed that sulfite lignin significantly improved radicle and cotyledon emergence, particularly at low concentrations (8.6 mg L⁻¹), outperforming HA and kraft lignin. Additionally, under salt stress conditions, sulfite lignin-treated plants exhibited healthier phenotypes and maintained higher chlorophyll content compared to control treatments, similar to HA and kraft lignin. The findings highlight sulfite lignin as a promising, sustainable, and cost-effective biofertilizer, effectively replicating HA's biological functions while leveraging industrial byproducts.

In this paper, nitrogen (N)-doped ultra-porous carbon derived from lignin is synthesized through hydrothermal carbonization, KOH activation, and post-doping process for CO2 adsorption. The specific surface areas of obtained N-doped porous carbons range from 247 to 3064 m2/g due to a successful KOH activation. N-containing groups of 0.62–1.17 wt% including pyridinic N, pyridone N, pyridine-N-oxide are found on the surface of porous carbon. N-doped porous carbon achieves the maximum CO2 adsorption capacity of 13.6 mmol/g at 25 °C up to 10 atm and high stability over 10 adsorption/desorption cycles. As confirmed by enthalpy calculation with the Clausius–Clapeyron equation, an adsorption heat of N-doped porous carbon is higher than non-doped porous carbon, indicating a role of N functionalities for enhanced CO2 adsorption capability. The overall results suggest that this carbon has high CO2 capture capacity and can be easily regenerated and reused without any clear loss of CO2 adsorption capacity.

In the present study, biomass-based lignin was extracted from industrial waste black liquor and the extracted lignin was characterized by means of attenuated total reflectance- Fourier transform infrared spectroscopy and 1H-nuclear magnetic resonance spectroscopy. The extracted lignin was carbonized at different temperatures and then activated with steam at 850oC. The extracted lignin in powder state was transformed into a bulky carbonized lignin due to possible fusion between the lignin particles occurring upon carbonization. The carbonized and then pulverized lignin exhibits brittle surfaces, the increased thermal stability, and the carbon assay with increasing the carbonization temperature. The scanning electron microscopic images and the Brunauer-Emmett-Teller result indicate that the steam-activated carbon has the specific surface area of 1718 m2/g, which is markedly greater than the carbonized lignin. This study reveals that biomassbased activated carbon with highly porous structure can be produced from costless black liquor via steam-activation process.

연구에서는 펄프공정으로부터 배출되는 리그닌 추출물 내의 금속이온분리를 위한 연구를 진행하였다. α- Alumina 분말에 DMAc (N,N-dimethylacetamide) 용매와 PESf (Polyethersulfone) 고분자를 혼합하고 PVP (Polyvinylpyrrolidone) 분산제를 첨가하여 슬립 캐스팅 방법으로 분리막을 제조하였다. 분리막은 CFP (Capillary Flow Porometer) 장치 를 통해 기공크기를 측정하고 FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) 장치를 이용하여 실제 분리막 표면과 단면을 관찰하였다. 플럭스는 분리 실험장치를 이용하여 시간당 여과된 무게를 측정하여 계산하였다. 기공크기측정은 0 psi에 서 30 psi까지 서서히 증가하는 승압조건에서 진행하였다. 분리막의 기공크기는 0.4 μm 크기를 가지며 플럭스는 분리막의 파 울링에 의해 초기 플럭스 값인 6.36 kg⋅m-2⋅h-1에서 1.98 kg⋅m-2⋅h-1으로 감소하여 3시간 이후부터 일정해지는 것을 확인 하였다. 투과 실험 후 막 오염물질은 간단한 세척을 통해 제거 가능하였다. 분리실험을 통해 초기 리그닌 추출물 내에 포함되 어 있던 Na은 69%만큼 줄었고, Fe은 87%, K은 95%, Ca은 93%, Mg은 96%만큼 제거됨을 보였다

조사료로서 소화율을 향상시킨 신품종 형질 전환 오차드그래스를 개발할 목적으로 lignin 합성경로에 있어서 중요한 효소 유전자 중의 하나인 COMT 유전자를 cloning하여 그 특성을 해명하였다. 오차드그래스의 COMT 유전자는 식물체의 전 조직에서 발현되고 있었으며, 특히 줄기와 뿌리조직에서 높은 발현량을 나타냄으로서 목질화에 크게 관여하는 lignin 생합성 유전자일 것으로 판단되었다. Dgcomt 유전자의 발현을 억제시킨 형질전환 오차드그래스를

세포간층 lignin은 2차벽 lignin(end-wise-polymer)에 비해 축합도가 높으며 guaiacyl type의 phenol성 수산기등 말단기를 많이 갖는 2차벽 lignin보다 저분자량의 bulk polymer형 lignin이다.

Background : Miscanthus sinensis is a diploid hybrid and a temperate, perennial, cross-pollinating grass used as bioenergy plant, biomass production and high quality cellulose and ethanol production. This study was to carried out to investigate the expression of MsCOMT gene and the variation of lignocellulosic component and phenolic compounds contents in transgenic plants. Methods and Results : Multiple bands were detected from the homologous region of the COMT gene in PCR analysis. In order to obtain more detailed results, putative transgenic lines were estimated by RT-PCR analysis to confirm the expression of mRNA. Also, analysis of the lignin, cellulose, hemicellulose, and phenolic compound contents of transgenic Miscanthus plants were performed. Total lignin content of transgenic plants was lower than that of the control plant due to reduced caffeic acid O-methyltransferase (COMT) gene expression related to lignin production. Cellulose and hemicellulose contents in transgenic plants were not increased. Variation in cellulose and hemicellulose contents had no correlation with variation in lignin content of transgenic plants. Conclusion : In conclusion, transgenic M. sinensis was obtained with down-regulated COMT gene. Lignin synthesis was decreased what offers possibility of crop modification for facilitated biofuel production.

바이오매스는 지속가능한 에너지원의 일종으로 다양한 공정에 따라 바이오 에탄올, 바이오 디젤, 바이오 가스 등으로 회수하여 석유자원의 대체제로 사용 가능하다. 그 중 목질계 바이오매스는 주로 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌으로 이루어져 있으며, 셀룰로오스는 바이오 에탄올 등의 연료화를 통해 이용되고 있으나, 리그닌의 경우 펄프 공정 내 부산물로 여겨져 단순 연소를 통한 열에너지원으로서의 역할을 하고 있다. 하지만 리그닌은 자연에서 가장 많이 존재하는 페놀성 고분자 화합물의 일종으로, 이를 이용한 페놀 수지, 에폭시 수지, 접착제 등의 화학약품화 및 탄소섬유로 소재화하는 등의 리그닌 부가가치화 연구사례가 많아지고 있다. 본 연구 대상인 폐목재는 2015년 기준 연간 약 170만 톤이 발생하고 있으며 약 70%가 재활용되어지고 있으나, 3등급 폐목재의 경우 가공과정에서 페인트, 기름, 방부제, 접착제 등 다량의 불순물이 함유되어 재활용 시 많은 제약을 두고 있다. 이러한 폐목재의 특성을 고려한 재활용 방안에 대한 연구의 필요성이 존재한다. 본 연구는 3등급 폐목재를 대상으로 organosolv 전처리법을 이용한 최적 리그닌 분해 조건 도출 및 UF/NF 멤브레인 시스템 적용을 통한 폐목재 내 목적으로 하는 분자량을 가진 리그닌의 고순도 분리 추출을 목적으로 하고 있다. 또한 분리된 리그닌의 FT-IR, NMR, TGA 분석을 통해 폐목재 리그닌의 재활용 가능성을 검토해보고자 한다.