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APOSTILA PARA ESTUDO - QUÍMCA DA MADEIRA

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UUNNIIVVEERRSSIIDDAADDEE EESSTTAADDUUAALL DDEE MMAATTOO GGRROOSSSSOO DDOO SSUULL 
EENNGGEENNHHAARRIIAA FFLLOORREESSTTAALL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QUÍMICA DE MADEIRA 
 
 
Profa. Adriana de Fátima Gomes Gouvêa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aquidauana-2017 
 
 
QUÍMICA DE MADEIRA 
 
1. Características Gerais 
Como características gerais a madeira contém muitos constituintes químicos. O 
comportamento químico da madeira não pode ser deduzido em detalhe a partir das 
propriedades de seus componentes porque estes não estão uniformemente distribuídos. A 
maior parte dos componentes é de alto peso molecular (a madeira é um sistema 
interpenetrado de polímeros de alto peso molecular). Em madeiras oriundas de zonas 
temperadas, as porções dos constituintes alto polimérico da parede celular, somam cerca 
de 97~99% do material da madeira. Para madeiras tropicais este valor pode decrescer 
para um valor médio de 90%. A madeira é constituída de cerca de 65 a 75% de 
polissacarídeos.Os polímeros que constituem a madeira são difíceis de serem isolados 
sem modificações significativas. 
 
2. Composição Elementar da Madeira 
 No geral, os elementos químicos que compõe a madeira estão distribuídos 
da seguinte forma: Carbono=50%; Oxigênio=44%; Hidrogênio=5,5%; Nitrogênio=0,3% e 
Inorgânicos/cinzas=0,2%. Que no geral, esses elementos não diferem em % de ocorrência 
entre os diferentes gêneros e espécies de madeira (Quadro 1), o que diferem são os 
arranjos desses para formar os principais constituintes químicos da madeira que são as 
celuloses, hemiceluloses, lignina, extrativos e minerais ou cinzas. 
 
Quadro 1- Constituição elementar das madeiras de Pínus e Carvalho 
Constituinte (%) Pinus Carvalho 
Carbono 50,2 49,2 
Oxigênio 43,3 44,2 
Hidrogênio 6,1 5,8 
Nitrogênio 0,2 0,4 
Inorgânicos/cinzas 0,2 0,4 
 
A maior parte da madeira é composta de carbono, hidrogênio, e oxigênio. O 
nitrogênio é proveniente de resíduos de proteína originária do crescimento inicial das 
As porcentagens dos elementos químicas é praticamente a mesma, não diferindo entre as espécies. 
C- 50% ; O- 44% ; H- 5,5% ; N- 0,3% e Inorgânicos (cinzas)- 0,2%
A diferença está no arranjo para formar os principais constituintes (celulose, hemicelulose, lignina, extrativos e compostos inorgânicos 
 
células. Se a madeira contiver alcalóides (ex: nicotina, quinino, cocaína, antropina e 
morfina), o conteúdo de nitrogênio pode ser significativamente mais alto. 
 
3. Composição da Madeira 
 Os componentes constituintes da parede celular são polissacarídeo (celulose e 
hemiceluloses) e a lignina, que estão presentes em todas as madeiras. Os componentes 
intercelulares são substâncias consideradas como não integrantes da parede celular ou 
lamela média e são chamados de extrativos, pois a maioria é facilmente solúvel, portanto 
extraíveis, em solventes orgânicos neutros ou água. A distinção entre componentes 
pertencentes aos extrativos ou à parede celular é difícil em alguns casos. Materiais tais 
como proteínas, substâncias pécticas e compostos inorgânicos são constituintes que 
existem em pequenas quantidades na madeira madura. Eles são parcialmente ou 
totalmente insolúveis nos solventes comumente utilizados para removerem extrativos. É 
conveniente incluir esses compostos entre os estranhos, embora deva ser enfatizado que 
esses compostos participam efetivamente nas atividades fisiológicas do tecido em 
desenvolvimento e permanecem como parte da estrutura da madeira no tecido maduro. 
A maior porção da madeira é constituída de polissacarídeos e lignina. Estes 
constituem os componentes da parede celular que juntamente com pequenas quantidades 
de material intercelular formam a base da estrutura física da madeira. 
As proporções e composição química da lignina e das hemiceluloses diferem em 
coníferas e folhosas, enquanto a celulose é um componente mais uniforme da madeira 
(Quadro 2). 
 
Quadro 2- Composição média das madeiras de coníferas e folhosas 
COMPONENTES CONÍFERAS (%) FOLHOSAS (%) 
CELULOSE 40-45 40-45 
HEMICELULOSE 
Glucomananas 20 5 
Xilanas 10 25-30 
LIGNINAS 25-30 20-25 
EXTRATIVOS 4-10 1-4 
CINZAS < 1 < 1 
 
 
Celulose: 40-45% tanto para coníferas quanto para folhosas
Hemicelulose: Manana (maior em CONÍFERAS 20% ; em folhosas 5%), Xilana (maior em FOLHOSAS 25 - 30%; em coníferas 10%)
Lignina- 25 - 30% para coníferas; 20 - 25% para folhosas
Extrativos- 4 - 10 % para coníferas; 1-4% para folhosas
Cinzas- inferior a 1% tanto para coníferas quanto para folhosas
 
4. Fontes de Celulose 
A celulose é o principal componente das paredes celulares dos vegetais, é o 
composto orgânico mais abundante na natureza. Representa entre 40 e 50% de todas as 
plantas, havendo estimativas de que mais de 50 bilhões de toneladas de celulose sejam 
produzidas anualmente pela natureza. Além dos vegetais, algumas bactérias e algas 
também apresentam celulose em sua constituição, mas em pequena proporção. Ela está 
localizada principalmente na parede secundária da célula. As fontes de celulose na 
natureza são: 
 Algas marinhas: O composto (1-3) glicana está presente em quase todas as algas 
marinhas (ex: valônia - possui longas microfibrilas), existindo portanto em grandes 
quantidades na natureza. Alguns autores acreditam que esse composto é mais 
abundante na natureza que a própria celulose. 
 Pêlos de frutos-pericarpo: Ex: algodão, casca de coco da Bahia, etc. No algodão é 
encontrada a celulose mais pura (99,8%). 
 Fibras do floema-líber: Ex: Juta, linho, cânhamo, rami, casca de árvores etc. 
 Gramíneas - monocotiledôneas: Ex: esparto, bagaço-de-cana, bambu, bananeira, 
palhas de cereais, etc. 
 Fibras do xilema-lenho: Exemplo de lenhos utilizados comercialmente: 
-Madeiras de fibra longa: (1)Brasil: Pinus spp., Cupressus spp., Araucaria 
angustifolia, Cunnhinghamia lanceolata, Podocarpus spp., etc. (2) Mundo: Pinus spp., 
abeto, carvalhos, faia, etc. 
-Madeiras de fibra curta: (1) Brasil: Eucalyptus spp., Acacia molissima, madeiras 
tropicais, etc. (2) Mundo: bétula, álamo, Eucalyptus spp. 
 
5. Estrutura da celulose: 
A celulose pode ser definida como um polissacarídeo que se apresenta como um 
polímero de cadeia linear, consistindo única e exclusivamente de unidades de -D-
anidroglicopiranose (glicose) unidas por ligações do tipo (1-4), e possuindo uma estrutura 
organizada e parcialmente cristalina. 
 
 
 
Celulose = polissacarídeo constituído por polímero de cadeia linear, consistindo por apenas unidades de B-D-anidroglicopiranose (glicose) com ligações 1-4, formando estrutura organizada e parcialmente cristalina 
Celulose = polímero de unidades idênticas de glicose (monossacarídeo) 
 
A celulose é um polímero constituído de um grande número de unidades idênticas 
de glicose, um açúcar simples, um monossacarídeo, cuja molécula pode ser assim 
representada (Figura 2): 
 
 
Figura 2- Representações da configuração da celulose 
 
 
A fórmula molecular da celulose é (C6H10O5)n; n = grau de polimerização, ou seja, o 
numero de vezes que a molécula se repete. O grau de polimerização da celulose varia de 
8.000 a 10.000 havendo evidências de que esse valor diminua com o envelhecimento da 
árvore. Isso equivale dizer que o grau de polimerização é máximo nas células adjacentes 
ao câmbio e diminui em direção à medula. 
Moléculas de celulose são completamente lineares e têm forte tendência para formar 
ligações de hidrogênio inter e intramoleculares. Feixes de moléculas de celulose se 
agregam na forma de microfibrilas na qual regiões altamente ordenadas (cristalinas) se 
alternam com regiões menosordenadas (amorfas). As microfibrilas constróem fibrilas e 
estas finalmente constróem as fibras de celulose. Como consequência dessa estrutura 
fibrosa a celulose possui alta resistência a tração e é insolúvel na maioria dos solventes. 
Conforme apresentado na Figura 3, existem ligações hidrogênio entre grupos OH 
de unidades glicosídicas adjacentes da mesma molécula de celulose, as chamadas 
ligações intramoleculares, responsáveis por certa rigidez das cadeias unitárias. Existem, 
Formula molecular da celulose = (C6H10O5)n
n = grau de polimerização 
Grau de polimerização = número de vezes que a molécula se repete 
A celulose pode se repetir até 10000
As moléculas de celulose apresentam cadeias lineares e, por isso, tendem a formar ligações por pontes de hidrogênio. 
Moléculas de celulose formam microfibrilas, alternando regiões organizadas (cristalinas) com menos organizadas (amorfas), construindo as fibrilas e por sua vez as fibras de celulose. 
 
também, as ligações intermoleculares, responsáveis pela formação das estruturas 
supramoleculares. Existem duas pontes de hidrogênio intramolecular dentro de cada 
célula unitária de celulose: do O(6) em um resíduo de glicose com O(2)H na glicose 
adjacente e do O(3)H com oxigênio do anel. As cadeias são mantidas juntas por pontes de 
hidrogênio do O(3) em uma cadeia com o O(6)H na outra. 
 
 
 
 
Figura 3- Ligações intermoleculares e intramoleculares das cadeias de celulose 
 
Organização Física da Celulose 
A organização física das moléculas de celulose começa pela fibrila elementar, 
passando pelas microfibrilas, macrofibrilas ou fibrila e finalmente fibra e/ou traqueídeo de 
uma madeira. 
 
 
O
O
C
OH
O
OH
HO
HO
OH
OH
OH
HO
O
O
OH
O
OH
HO
HO
OH
OH
OH
HO
C1
C2
C3
C4
C5C6
O1
O2
O3
O5
O6
O6'
O5'
O3'
O1'
C6'
C5'
C4'C3'
C2'
C1'
O2'
O1
ligação de hidrogênio
intramolecular
ligação de hidrogênio
intermolecular
Fibra elementar = 36 cadeias de celulose 
 forma
Microfibrila (unidade básica da fibra de celulose) = embebidas por uma matriz de polissacararídeos e lignina amorfos
 forma
Macrofibrila 
 forma 
Fibra de celulose 
 
Figura 4 – Organização Física da Celulose 
Muhlethaler mostrou que cada fibrila elementar contém 36 cadeias de celulose e seu 
tamanho é de 3,5 x 3,5nm em seção transversal (Figura 4). 
 
 
 
Figura 5- Modelo estrutural esquemático da fibrila proposta por Mühlethaler, mostrando 
deslocamento dos finais da cadeia. 
 
 
Um grupo de fibrilas elementares ou micelas constroem as microfibrilas que são as 
unidades básicas das fibras de celulose. O tamanho das microfibrilas depende da fonte de 
origem e também da localização delas na parede celular. Por exemplo, na parede primária 
as microfibrilas medem 1nm enquanto na parede secundária elas podem chegar a 10nm, 
20nm para a alga valônia e 10nm para o algodão. Na madeira, as microfibrilas estão 
embebidas numa matriz de polissacarídeos e lignina amorfos. Estas microfibrilas dão 
origem às macrofibrilas que por sua vez constroem as fibras (Figura 5). O comprimento 
das fibras é variável com a matéria-prima. No algodão ele pode variar de 10 a 50mm, no 
rami o valor médio é de 25,5 mm, nas madeiras de fibra longa de 2,5 a 4,5 mm e nas 
madeiras de fibras curtas de 1 a 2mm. A orientação das microfibrilas na fibra depende da 
origem da fibra. 
 
 
No algodão as microfibrilas estão arranjadas na forma de hélice. No rami, estas 
estão arranjadas linearmente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6 – Arranjo ultra-estrutural das celulose, hemiceluloses e lignina na parede celular 
da madeira, de acordo com Goring 
 
 
Parede Celular: 
 
A celulose é o principal componente da parede celular de tecidos vegetais, logo é 
preciso compreender como ela está arranjada na parece celular das fibras e /ou 
traqueídeos para se entender grande parte do comportamento da madeira. 
Estudos realizados por meio de microscopia eletrônica demonstram que as células 
da madeira madura consistem de várias camadas de parede celular cercadas por uma 
substância intercelular amorfa (Figura 7). O arranjo concêntrico das camadas da parede 
celular é causado pelas diferenças na composição química e pela diferente orientação dos 
elementos estruturais. 
Entre as células existe uma região chamada lamela média que contém 
principalmente lignina e substâncias pécticas. A parede primária (P) que é bastante 
delgada (0,1 - 0,2m), contém uma rede desorganizada de microfibrilas da celulose que 
ocorrem ao acaso, embebidas em uma matriz que por muitos anos foi considerada 
consistir de pectinas amorfas e hemiceluloses sem nenhuma orientação estrutural. 
Entretanto, estudos mais recentes demonstram que as hemiceluloses na parede primária 
são parcialmente orientadas. Imediatamente abaixo da parede primária está a parede 
secundária a qual compreende praticamente toda a parede celular. A parede secundária é 
Protofibrilas de
celuose ligadas nas
faces laterais
Matriz lignina-
hemicelulose
Hemicelulose
Celulose = principal componente da parede celular 
 
dividida em três camadas chamadas de S1, S2 e S3. A camada externa (S1) têm de 0,1- 
0,3m de espessura e as microfibrilas estão orientadas de maneira cruzada (Figura 6). 
A camada S2 é a mais espessa, tendo 1-5m e é responsável pela maior parte do 
volume da parede secundária. As microfibrilas da camada S2 são orientadas quase que 
paralelamente ao eixo da fibra. Na finíssima camada S3 (0,1m) as microfibrilas são 
orientadas na forma de uma hélice na direção transversal. A parte mais interna da parede 
celular consiste da chamada camada verrugosa, muito provavelmente formada de 
fragmentos do protoplasma. 
A distribuição da lignina, celulose, hemiceluloses e pectina na lamela média nas 
fibras de madeira e muito heterogênea. Estudos recentes indicam que aproximadamente 
70-90% da lamela média é constituída de lignina. 
A parede primária possui alto teor de água, cerca de 65%, e o restante, que 
corresponde à matéria seca, é composto de 90% de polissacarídeos (30% de celulose, 
30% de hemicelulose e 30% de pectina) e 10% de proteínas (expansina, extensina e 
outras glicoproteínas). Impregnações e, ou, depósitos de cutina, suberina e ceras podem 
estar presentes na parede primária de algumas células. A parede secundária possui um 
teor de água reduzido, devido à deposição de lignina, que é um polímero hidrofóbico. A 
matéria seca é constituída de 65 a 85% de polissacarídeos (50 a 80% de celulose e 5 a 
30% de hemicelulose) e 15 a 35% de lignina. A celulose é o maior componente da parede 
secundária, estando aparentemente ausentes as pectinas e glicoproteínas. Embora o 
processo de lignificação esteja associado à parede secundária, ele geralmente se inicia na 
lamela média e parede primária, de modo que estas também podem conter lignina quando 
da formação da parede secundária. 
 
 
 
Figura 7 – Dois esquemas da arquitetura da parede celular. M lamela média; P parede 
primária; S1,S2,S3 parede secundária. 
Estrutura Altamente Cristalinidade 
Moléculas de celulose são completamente lineares e têm forte tendência para formar 
pontes de hidrogênio inter e intramoleculares, que são responsáveis pelo comportamento 
físico, químico e mecânico da mesma, incluindo sua solubilidade. A celulose é altamente 
cristalina em função do grande número de ligações hidrogênio. Feixes de moléculas de 
celulose se agregam na forma de microfibrilas na qual regiões altamente ordenadas 
(cristalinas) se alternam com regiões menos ordenadas (amorfas). As microfibrilasconstroem fibrilas e estas finalmente constroem as fibras de celulose. Como consequência 
dessa estrutura fibrosa a celulose possui alta resistência a tração e é insolúvel na maioria 
dos solventes. 
A cristalinidade dependente da matéria-prima de onde a celulose é originária. A 
presença de lignina e hemiceluloses na madeira parecem causar distúrbios na 
cristalinidade da celulose. A cristalinidade da celulose pode ser observada no modelo de 
franjas micelares (Figura 8). Quanto mais cristalina a celulose, maior a sua densidade. A 
densidade da celulose cristalina é 1,59 enquanto a da celulose amorfa é 6% inferior. Em 
linhas gerais, pode se afirmar que a celulose do rami é mais cristalina que a do algodão, 
que por sua vez é maior que a da madeira. 
Alguns autores acreditam que a fibrila elementar seja totalmente cristalina. Outros 
acreditam que a única estrutura, embora hipotética, que mantém total cristalinidade é a 
chamada Célula Unitária. 
 
cadeia linear tende a formar pontes de hidrogênio 
Celulose é altamente cristalina 
cadeia de celulose - fibra elementar - microfibrila (com arranjos alternados entre regiões ordenadas (cristalina) e não ordenadas (amorfas) - macrofibrila - fibra de celulose 
quanto mais cristalina a celulose, maior a densidade 
 
 
Figura 8- Seção longitudinal de parte de uma microfibrila (a); seções transversais de 5 
microfibrilas adjacentes(b), sendo que 3 estão ligadas lateralmente por co-
cristalização 
 
Higroscopicidade: 
A celulose, embora seja insolúvel em água, possui grande afinidade com esta. As 
pontes de hidrogênio da celulose não ocorrem somente entre as hidroxilas da cadeia 
celulósica (regiões cristalinas), mas também com a hidroxila da água nas regiões amorfas 
da microfibrila. 
O fenômeno da histerese é definido como "o fenômeno pelo qual uma determinada 
propriedade, modificada por um agente externo, não retorna ao seu estado original 
quando esse agente externo é removido". No exemplo mostrado na Figura 9 é típica a 
ocorrência da histerese. É possível verificar que para uma mesma umidade relativa, a 
quantidade de água retida pela celulose pode ser maior ou menor se ela for secada ou 
umedecida, respectivamente. 
A explicação para o fenômeno da histerese baseia-se na interconversão da ponte 
de hidrogênio de celulose-água e celulose-celulose. Durante a dessorção, muitas pontes 
de hidrogênio entre a celulose e a água são convertidas em pontes de celulose-celulose, 
as quais somente podem ser desfeitas pela absorção de água à pressão de vapor 
elevada. Outra explicação pode ser encontrada no fato de que a região amorfa da celulose 
é a única capaz de absorver água, pois esta não penetra na região cristalina. Quando a 
celulose sofre o procedimento de secagem, as cadeias da região amorfa se aproximam 
umas das outras, diminuindo a capacidade de absorção de água. 
celulose é insolúvel em água, mas possui grande afinidade com ela 
Fenômeno da histerese- uma certa propriedade é alterada por um agente externo, depois da retirada do agente, a propriedade não volta ao estado original
conversão da ponte de hidrogênio celulose-água com a celulose-celulose 
 
 
 
 
Figura 9 – Efeito da umidade relativa de absorção de água pela celulose – fenômeno da 
histerese. 
 
2.2. HEMICELULOSES 
 
As hemiceluloses são polissacarídeos de baixo peso molecular que estão 
intimamente associadas com a celulose nos tecidos das plantas; enquanto a celulose é 
formada pela repetição da mesma unidade monomérica (D-glicose), as hemiceluloses 
apresentam em sua composição diferentes unidades de açúcar e numa estrutura linear ou 
ramificada, representam de 20-30% do peso da madeira. Como a celulose, a maioria das 
hemiceluloses funciona como material de suporte na parede celular. Embora as 
hemiceluloses sejam usualmente consideradas como polissacarídeos estruturais, é 
conveniente incluir entre elas uns poucos outros polímeros das plantas tais como 
arabinogalactanas, os quais obviamente não têm funções definidas na árvore. As 
hemiceluloses de plantas vasculares terrestres são constituídas de relativamente poucos 
resíduos de açúcar, os mais comuns deles sendo D-xilose, D-manose, D-galactose, D-
glicose, L-arabinose, ácido 4-0-metilglicurônico, ácido D-galacturônico e ácido D-
glicurônico. Entre os constituintes mais raros estão L-ramnose, L-fucose e vários açúcares 
metilados neutros. 
Fenômeno da Histerese 
 
 
 
 
 0 25 50 75 90 100 
Umidade Relativa, % 
0 
2 
4 
6 
8 
10 
12 
14 
Absorção de água, % 
Umedecimento 
Secage
m 
Secagem 
Hemicelulose são polissacarídeos de estrutura linear ou ramificada, formada pela repetição de diferentes açúcares
xilose, manose, galactose, glicose, arabinose 
 
 
Figura 10 – Açúcares componentes das hemiceluloses 
 
Algumas das unidades de açúcar possuem apenas cinco átomos de carbono e são 
denominadas pentoses; o polímeros formados pela condensação das pentoses são 
chamadas pentosanas; outras unidades de açúcar possuem seis átomos de carbono e são 
denominadas hexoses e os polímeros formados pela condensação são chamados 
hexosanas. As pentosanas e hexosanas são, portanto, anidridos poliméricos de pentoses 
e hexoses, com fórmulas gerais (C5H8O4)n e (C6H10O5)n, respectivamente, onde n é o 
grau de polimerização, o qual está em torno de 200. Deste modo, uma pentosana, que 
quando hidrolisada, leva apenas a unidades de xilose é denominada xilana; a que leva 
unidades de arabinose é denominada arabinana; da mesma maneira, a hexosana que, 
hidrolisada leva apenas a unidade de manose é denominada manana; a que leva a 
unidades de glicose é glucana, a que leva unidades de galactose é galactana e, assim por 
diante. Quando o polissacarídeo, ao ser hidrolisado, leva a unidade de arabinose e 
galactose, este em maior quantidade, é denominado arabinogalactana; o que leva a 
arabinose, ao ácido glucurônico e, principalmente, à xilose é denominado 
arabinoglucuronoxilana. 
 
 
Classificação das Hemiceluloses 
 As principais hemiceluloses de madeira de folhosas são: 
– O-Acetil-4-O-metilglucurono-xilana (25-30%) 
– Glucomananas (3- 5%) 
 
As principais hemiceluloses de madeira de coníferas são: 
– Arabino-4-O-metilglucurono-xilana (5-10%) 
– Acetato de Galactoglucomananas (15-20%) 
 
Principais Hemiceluloses das Folhosas 
 
 O-Acetil-4-O-Metilglucuronoxilana 
As folhosas contêm cerda de 20-35% de xilanas. Todas as folhosas até hoje 
investigadas foram demonstradas conter o mesmo tipo de xilanas. O esqueleto do 
polissacarídeo consiste de aproximadamente 200 resíduos de -D-xilopiranose unidos por 
ligações glicosídicas (1-4). Algumas das unidades de xilose possuem uma cadeia lateral 
consistindo de um resíduo de ácido 4-0-metil-α-D-glucurônico, ligado diretamente na 
posição 2 da xilose. De cada 10 unidades de xilose, 7 contém um grupo O-acetil no C-2 ou 
mais freqüentemente no C-3. A presença dessa grande quantidade de grupos acetila 
aumenta a solubilidade das xilanas não somente pelo aumento da polaridade mas também 
pelo fato de tornar mais amorfa a estrutura dessas hemiceluloses. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11- Fórmula simplificada de O-acetil-4-O-metil-glicurono-xilana. 
Glucomananas: 
São formadas por unidades de manose e glucose na proporção de 2:1. As folhosas 
contêm somente de 3-5% de glicomananas. 
O
OAC
OAC
O
O
OH
O
O
CO2H
MeO
OH
OH
O
O
OAC
OH
n
O
O
O
OH
O
OACO
O
OH
O
O
OH
OAC
O
OH
OH
O
OAC
HO
OH
O
O
OH
OAC
O
O
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12. Fórmula abreviada da glicomanana.Hemiceluloses de madeiras de coníferas 
 
Arabino-4-O-Metilglicurono-Xilana 
Contrariamente ao que se pensava no passado, as xilanas de coníferas não 
possuem grupos acetila. Não se sabe ainda se esta hemicelulose é completamente linear 
ou se apresenta ramificações. Estudos mais recentes demonstram que as xilanas de 
coníferas possuem uma unidade de D-ramnose e de ácido D-galacturônico por cadeia de 
xilana. As xilanas representam entre 5 e 10% do peso das MFL. O comprimento das 
cadeias de xilanas não é conhecido com exatidão. 
 
As principais diferenças entre as xilanas de folhosas e coníferas são as seguintes: 
 As xilanas de folhosas não possuem grupos acetila 
 As xilanas de folhosas possuem grupos L-arabinofuranosil 
 As xilanas de folhosas possuem 2 vezes mais grupos ácidos que as de MFC (4-
o-ácido metil--D-glucopiranosilurônico). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Õ4--D-Glcp-1Õ 4--D- Manp -1Õ 4--D-Glcp-1Õ 4--D-Manp-1 Õ4--D-Manp
O
CH2OH
O H
O
O H
O
CH2OH
O H
O
O H
O
CH2OH
O HO H
O
O H
CH2OH
O H
O
O
O H
CH2OH
O H
O
O
OO
O
O
O
O
O
COOH
H3CO
O
OH
OH
OH
OH
O
O
OH
OH
OH
O
O
HOH2C
OH
OH
OH
4--D-Xylp-14--D-Xylp-1 4--D-Xylp-1 4--D-Xylp-1 4--D-Xylp-1
L-Araf
1
3
1
2
4-O-Me--D-GlcpA 2
5
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13. A estrutura de arabinoglicuronoxilana. Unidades de açúcar (1), -D-xilopiranose 
(Xylp); (2), ácido 4-O-metil--D-glicopiranosilurônico (GlcpA); (3) -L-arabinofuranose 
(Araf). A fórmula abreviada mostrando as proporções de cada unidade está incluída na 
parte inferior da figura. 
 
Acetato de Galactoglucomananas 
As galactoglucomananas são as hemiceluloses mais importantes das coníferas, 
representando cerca de 15-20% do peso da madeira. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 14. Estrutura das galactoglicomananas. Unidades de açúcar (1), -D-glicopiranose 
(Glcp); (2), -D-manopiranose (Manp); (3), -D-galactopiranose (Galp). R= 
CH3 CO ou H. A fórmula abreviada mostrando as proporções de cada unidade 
está incluída na parte inferior da figura. (fração rica em galactose). 
 
 
 
O
O
CH2OH
OH
OH
O
O
ROOR
CH2O
O
CH2OH
HO
OH
OH
OR
O
RO
CH2OH
O
O
ROOR
CH2OH
O
O
4--D-Galp-1 4--D-Manp-1 4--D-Manp-1 4--D-Manp-1
1
2,3
6
-D-Galp
Ac
 
 
ARABINOGALACTANAS DO GÊNERO LARIX 
As Arabinogalactanas ocorrem em pequenas quantidades, 1 a 3%, em todas as 
espécies de folhosas e coníferas estudadas. No entanto, a extração direta com água do 
cerne da madeira de membros do gênero Larix resulta no isolamento de 5-30% de 
arabinogalactanas solúveis em água. As espécies Larix occidentalis e Larix dalurica são 
especialmente ricas deste polissacarídeo. As arabinogalactanas são os mais complicados 
dentre todos os polissacarídeos da madeira já estudados, sendo altamente ramificadas. 
Estudos feitos por um grande número de pesquisadores demonstram que todas as 
espécies do gênero Larix contêm a mesma arabinogalactana. As arabinogalactanas são 
hemiceluloses extras celulares, i.e., elas se localizam fora da parede celular. Elas são 
sintetizadas pelas células do raio do alburno que posteriormente se transforma em cerne, 
um pouco antes dessas células morrerem. Assim, elas se localizam no lume dos 
traqueídeos do cerne. Essa é uma das razões porque ela é facilmente removida pela 
água. Por extensão pode se dizer que a arabinogalactana constitui-se num extrativo da 
madeira. 
 
RESUMO: HEMICELULOSE DE FOLHOSAS E CONÍFERAS 
Embora relacionadas, as hemiceluloses de madeiras de fibra longa e fibra curta não 
são as mesmas, sendo os polissacarídeos das madeiras de fibra longa mais complexos, 
tanto quanto ao número de hemiceluloses presentes quanto às suas estruturas. 
Dentre as hemiceluloses, as Arabinogalactanas ocorrem em pequenas quantidades, 
1 a 3%, em todas as espécies. Glucomanana ocorre em pequenas quantidades, 3 a 5% 
em madeiras de fibra curta. Acetato de galactoglucomanana aparece em grandes 
quantidades em madeiras de fibra longa, cerca de 15 a 20%. Outra hemiceluloses 
importante, Arabino-4-O-metil-glucurono-xilana, aparece em quantidade equivalente a 
5-10% em madeiras de fibra longa. Por outro lado, as madeiras de fibra curta mostram o 
O-Acetil-4-O-metilglucuronoxilana em grande quantidade, 20-35%. As xilanas são 
conseqüentemente, depois da celulose, os mais importantes carboidratos da madeira. 
 
Função das hemiceluloses 
A função primária da celulose e da lignina é obviamente imprimir altas resistências 
a tensão e compressão à árvore, respectivamente. A função das hemiceluloses parece 
 
menos óbvia. É possível que elas sirvam como um intermediário entre celulose e lignina, 
talvez facilitando a incrustação das microfibrilas (Figura 15). É importante notar que os 
poucos materiais fibrosos existentes na natureza que não possuem lignina tais, como 
algodão, também não possuem hemiceluloses enquanto todas as plantas que contém 
lignina também contém hemiceluloses. Existe também a possibilidade de as hemiceluloses 
influenciarem no teor de umidade da planta viva. É interessante notar que todas as 
hemiceluloses importantes da madeira são intrinsecamente solúveis em água no estado 
nativo e portanto muito hidrofílicas. 
Provavelmente não existe nenhuma ligação química entre celulose e hemiceluloses, 
mas suficiente adesão mútua é fornecida pelas pontes de hidrogênio e forças de Van der 
Waals. Ligações químicas existem, obviamente, entre hemiceluloses e lignina. 
É importantes notar que depois da celulose as hemiceluloses são os compostos 
químicos mais abundantes no planeta terra e portanto, deverão ser objetos de muitos 
estudos futuros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15- Hemicelulose como um intermediário entre a celulose e lignina 
 
Localização das hemiceluloses 
Como as hemiceluloses são abundantes na madeira é importante conhecer sua 
localização na mesma. Normalmente a celulose constitui-se em 50 a 60% dos 
carboidratos de todas as células da madeira, à exceção das células de parênquima de 
madeiras de fibra curta que chegam a possuir 80% de acetato de 4-0-metilglicuronoxilana. 
Celulose 
Hemicelulose 
Lignina 
 
Nas células parenquimatosas o teor de xilanas é tão alto que as xilanas chegam mesmo a 
mostrar cristalinidade. Sabe-se que as hemiceluloses ocorrem ao longo de toda a parede 
celular, desde M + P até S3. Entretanto, o teor delas é maior justamente em S1 e S3 e 
menor em S2. As xilanas são dominantes em S3 (Quadro 3). 
 
Quadro 3- Localização das Hemiceluloses 
Polissacarídeo 
Pinus sylvestris 
(M + P) 
 
S1 
 
S2 ext. 
 
S2 int. + S3 
 
Galactana 20,1 5,2 1,6 3,2 
Celulose 35,5 61,5 66,5 47,5 
Glucomanana 7,7 16,9 24,6 47,2 
Arabinana 29,4 0,6 - 2,4 
Arabinoglucuronoxilana 13,0 15,7 7,4 19,4 
 
 
 
 
 
No Quadro 4 estão apresentadas as principais diferenças entre celulose e hemiceluloses. 
 
Quadro 4 – Diferenças entre celulose e hemiceluloses 
Celulose Hemiceluloses 
Consiste em unidades de glicose ligadas 
entre si 
Consiste em várias unidades de açúcar 
(hexoses e pentoses) ligadas entre si 
Tem grau de polimerização elevado Tem grau de polimerização baixo 
Forma arranjo fibroso Não forma arranjo fibroso 
Leva a formação de regiões amorfas e 
cristalinas 
Leva a formação somente de regiões 
amorfas 
 
 
 
 
 
 
2.3. LIGNINA 
 
Hoje em dia sabe-se que a lignina é um constituinte da parede celular, de natureza 
poliméricanatural e tridimensional, extremamente complexa, proveniente de uma 
polimerização desidrogenativa (catalisada por enzimas), via radical livre, dos precursores 
do álcool cinamílico. É constituída de unidades de fenilpropano, unidas por ligações éter 
(C-O-O) e carbono /carbono (C-C). A lignina é a fração não-carboidrato da madeira livre 
de extrativos, compreende de 20 a 40% do peso da madeira, não ocorre sozinha na 
madeira e é impossível de ser removida quantitativamente da estrutura da madeira, sem 
considerável degradação. A lignina é um polímero aromático constituído de um sistema 
heterogêneo e ramificado, sem nenhuma unidade repetidora definida. 
 
A lignina ocorre na maioria das plantas, mas a sua composição não é idêntica em 
todas elas. Existem diferenças consideráveis entre as madeiras de fibra longa, madeiras 
de fibra curtas e gramíneas. 
 
 
 
 
Biossíntese da lignina 
 
Acredita-se que a síntese da lignina foi uma adaptação básica e uma etapa 
fundamental na evolução das plantas terrestres superiores. As plantas primitivas tais como 
fungos e algas não possuem lignina, aparentemente porque seus aglomerados de células 
não diferenciadas não requerem a ação protetora e de suporte que é oferecida pela 
lignina. Especula-se que a lignina originou como agente antimicrobial e que ao longo da 
evolução a lignina começou a desempenhar um papel no suporte mecânico e no 
transporte de água na planta. Ela permitiu que as plantas aumentassem em diâmetro e 
altura uma vez que os tecidos lignificados eram capazes de resistir às forças de 
compressão e curvatura. A lignina compartilha rotas biossintéticas comuns com uma 
variedade de metabólitos secundários, ou seja, alguns extrativos. 
A biossíntese da lignina a partir das unidades monoméricas de fenilpropano pode 
ser geralmente descrita como uma polimerização desidrogenativa dos álcoois p-
 
hidroxicinamílicos. A lignina de coníferas é formada pela polimerização do álcool 
coniferílico e a lignina de folhosas pela copolimerização dos álcoois coniferílico e 
sinapílico. As unidades do álcool p-coumarílico estão geralmente presentes em pequenas 
quantidades em ambas as madeiras (coníferas e folhosas) e nas gramíneas. 
 
 
 
 
 
Figura 16- Precursores da Lignina Guaiacil e Siringil 
 
A complexidade da estrutura da lignina resulta da existência de várias formas 
mesoméricas de um radical de fenóxido gerado a partir do álcool p-hidroxicinamílico. 
Estas são mostradas na Figura 17 para o álcool coniferílico. A polimerização ocorre pela 
união não-enzimática dos radicais de fenóxido nas várias formas mesoméricas. Se for 
assumida a existência de 5 formas mesoméricas para cada radical de fenóxido, refletindo 
cinco sítios de alta densidade de elétrons, o número teórico de estruturas diméricas ou 
ligações interunitárias entre monômeros é 25. Contudo, apenas 4 radicais de fenóxido 
participam do processo de polimerização, uma vez que o V (Figura 17) está impedido 
estericamente ou desfavorecido termodinamicamente. Os principais modos de 
acoplamento entre radicais são apresentados no Quadro 4. 
 
 
 
 
O
H 
C
H C
H 
OC
H 3 H 3 CO 
O
H 2 CH 
ÁLCOOL 
SINAPÍLICO 
Siringil
a 
CONIFERÍLICO 
Guaiacil
a 
ÁLCOOL 
 
O
H 
C
H C
H 
OC
H 3 
O
H 2 CH 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 17- Desidrogenação enzimática do álcool coniferílico levando à formação de 5 
radicais mesoméricos de fenóxido. 
 
 
Quadro 4- Modos de acoplamento de radicais de fenóxido dos àlcoóis p-hidroxicinamílicos 
mostrados na Figura 14. 
 I II III IV 
I peróxido instável -O-4 4-O-5 1-O-4* 
II -O-4 - -5 -1* 
III 4-O-5 -5 5-5 1-5* 
IV 1-O-4* -1* 1-5* 1-1* 
 * Outras opções possíveis 
 
 
 
 
 
 
OH2CH
HC
CH
CH
HC
CH2 OH OH2CH
HC
CH CH
HC
CH2 OHOH2CH
HC
CH
OH2CH
HC
CH
I II III IV V
OCH
3
OH
OCH
3
O
OCH
3
O
OCH
3
O
OCH
3
O
H O CH
3
O
- (e- + H+)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 18- Principais subestruturas da lignina. 
Em contraste às combinações -0-4, que levam principalmente à formação de 
ligações éter guaiacil-glicerol--arila, a combinação -5 leva quase que inteiramente à 
adição intramolecular interna de grupos de hidroxila fenólicas. Deste acoplamento resulta 
a estrutura tipo fenilcoumarano mostrada na Figura 18. Uma estabilização intramolecular 
similar de intermediários de quinonametídeo ocorre no caso das combinações - que 
leva à formação de pinoresinóis (Figura 18). 
 
 
 
 
 
 
 
Éter arilglicerol--arila Éter gliceraldeído-2-arila Éter benzil-arila
Fenilcoumarano Estruturas condensadas Bifenila
 nos C2-C6
Éter diarila 1-2 diaril propano 2-2 diarill propano
O
C
C
C
O
C
C
O
C
C
OC
OO
C
C
C
C
O
C
C O
C C
C
C
O
O
C
C
C
C
C CO
C
O
C
C
C
C
C
C
C
C
O
C
C C
C
C
C
C
O
O
Éter arilglicerol--arila Éter gliceraldeído-2-arila Éter benzil-arila
Fenilcoumarano Estruturas condensadas Bifenila
 nos C2-C6
Éter diarila 1-2 diaril propano 2-2 diarill propano
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 19- Formação de três dilignóis a partir do álcool coniferílico. (1) - Dilignol com 
ligação -, pinoresinol; (2) dilignol com ligação -O-4, éter arilglicerol -arila; 
(3) - dilignol com ligação -5, fenilcoumarano. 
CH
HC
CH
CH
[1]
[2]
[3]
C H 2OH
OH
C H 2OH
C H
C H
OC H 3
O
OC H 3
.
C H 2OH
C H 2OH
C H
C H
OC H 3
O
OH
OC H 3
OH
O
C H 2
OH
C H 3O
O
C H OR
C H 2OH
C H
C H
OH
OC H 3
.
O
C H 2 OH
C H
C H
+
+
O
OC H 3
C H 2OH
C H
C H
.
O
OC H 3
C H 2OH
C H
C H
.
O
OC H 3
C H 2OH
C H
C H
+
.
O
OC H 3
C H 2 OH
C H
C H
.
C H 2
HC
OC H 3
HC
HC
 
O mecanismo de polimerização descrito acima se refere às reações entre os 
monômeros precursores da lignina. A grande diferença no acoplamento entre monômeros 
e entre oligômeros é que no último caso existe um número menor de sítios dentro da 
molécula de fenilpropano disponíveis para a formação de ligações interunitárias. Além 
disso, os oligômeros possuem uma menor solubilidade e difusibilidade por causa do 
tamanho de suas moléculas. Portanto, o acoplamento entre oligômeros parece ser muito 
pouco provável. Se esse tipo de acoplamento ocorresse ("bulk polimerization") era de se 
esperar a existência de um grande número de cadeias laterais insaturadas na lignina. 
Entretanto, a quantidade dessas cadeias na lignina é bastante baixa. Acredita-se que a 
reação ocorre via deposição passo a passo ("endwise polimerization") de monômeros a 
extremidades de um polímero em crescimento em vez da combinação entre oligômeros. A 
polimerização passo a passo se torna mais provável ainda, quando se leva em conta que 
a concentração de monômeros na zona de reação é muito baixa. 
A combinação de radicais monoméricos com os grupos terminais fenólicos somente 
através de acoplamentos -0-4 e -5 levaria à formação de um polímero linear. Entretanto, 
a formação de ramificações pode ocorrer através da formação de estruturas do tipo benzil-
aril-éter.Adicionalmente, o acoplamento 5-5 que forma estruturas de bifenila e 5-0-4 que 
forma estruturas de éter-diarila produzem ramificações adicionais. A formação de 
estruturas de bifenila e éter-diarila ocorre no acoplamento entre 2 radicais das 
extremidades do polímero em vez do acoplamento entre um radical monomérico e um 
radical da extremidade do polímero. Na Figura 20 está apresentado um modelo de lignina 
de abeto. 
 
Classificação e heterogeneidade das ligninas 
A base estrutural da lignina é o fenil-propano, tendo ligado ao anel benzênico um 
número variável de grupos hidroxílicos e metoxílicos. Esses grupos fazem com que o fenil-
propano tome a forma de radicais químicos bem definidos. Assim é que na lignina que 
ocorre nas madeiras das gimnospermas predominam radicais guaiacil-propano (metoxi-3-
hidroxi-4-fenil-propano) e a lignina é chamada guaiaci (Figura 16). Nas angiospermas, 
além do guaiacil-propano, predominam radicais de siringil-propano (dimetoxi-3-5-hidroxi-4-
fenil-propano) e a lignina é chamada guaiacil-siringil (Figura 16). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 20- Um modelo de lignina de abeto 
 
HO
HOCH 2
HOCH 2
[
O
CH
CH
CHO
H3CO OCH3
[
HOCH 2
[
CH
CH2OH
CH
OH
H3CO
CH
CH
CH2OH
H3CO OCH3
O[
C CH
O
CH2C
O
H2
H
[
[
H
H2
1
2
3
4 5
6
7
8
9 10 11
12
13 14
15
16
17
H3CO
O
OCH3
CHOH
CH2OH
CH
O
CH C
O
H
CH2
18
HO
OCH3H3CO
OH
OH
OCH3
H3CO
CHOH
CHO
H3CO
OC
HC O
H3CO
CHOH
CH2OH
CH
H3CO
O
H3CO
OCH3 OCH3
OH
CH
CH
CH
CH2OH
CH
CH2OH
CHOH
OCH3
CH
OCH
OCH3H3CO
O
CH2OH
HC
CH2OH
CHOH
OCH3H3CO
OHC
CHO
OCH3
O
CH
CH2OH
CH
H3CO OCH3
O
O
H3CO
CHO
C
C
CH
O
CH2
OH
OCH3
Moraes, 1994
 
Principais subestruturas da lignina 
 
Os resultados das reações de degradação e análise dos grupos funcionais de 
ligninas elucidaram as principais subestruturas da lignina, mostradas na Figura 20. Deve-
se mencionar que as ligninas também contêm uma grande variedade de subestruturas 
secundárias. 
Mais de dois terços das unidades de fenilpropano da lignina são unidas por ligações 
éter e o restante por ligações carbono-carbono. As proporções de cada uma das ligações 
são apresentadas nos Quadros 5 e 6, para uma conífera e uma folhosa, respectivamente. 
Pode se verificar que a mais importante ligação interunitária na lignina é do tipo éter aril 
glicerol--arila. 
 
Quadro 5- Percentagem dos diferentes tipos de ligações em lignina isolada de abeto 
(Picea abies). Fonte: Adler, 1977. 
Tipos de ligações % 
Éter arilglicerol--arila 48 
Éter gliceraldeído-2-arila 2 
Éter benzil-arila cíclico 6-8 
Fenilcoumarano 9-12 
Estruturas condensadas nas posições 2 e 6 2,5-3 
Bifenila 9,5-11 
Éter diarila 3,5-4 
1,2-diarilpropano 7 
Estruturas - 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quadro 6- Percentagens dos diferentes tipos de ligações com lignina isolada de bétula 
(Betula verrucosa). Fonte: Adler, 1977. 
 
Tipos de ligações Guaiacil, % Siringil, % Total, % 
Éter arilglicerol--arila 22-28 34-39 60 
Éter gliceraldeído-2-arila 2 
Éter benzil-arila cíclico 6-8 
Fenilcoumarano 6 
Estruturas condensadas nas posições 2 e 6 1-1,5 0,5-1 1,5-2,5 
Bifenila 4,5 4,5 
Éter diarila 1 5,5 6,5 
1,2-diarilpropano 7 
Estruturas - 3 
 
Ligações entre a Lignina e os Polissacarídeos 
 
É geralmente aceito que a lignina não é simplesmente depositada entre os 
polissacarídeos da parede secundária mais que ela está intimamente associada à fração 
polissacarídica da parede celular. A associação íntima entre as frações polissacarídicas e 
de lignina na parede celular tem sido denominada de complexo lignina-carboidrato (CLC) 
ou complexo lignina-polissacarídeo (LPC). Essas expressões foram propostas para 
descrever o fato de que é impossível isolar uma lignina sem haver algum resíduo 
polissacarídico no preparo. Acredita-se hoje em dia que existem ligações químicas 
covalentes entre a lignina e os polissacarídeos nos CLC. Os fragmentos polissacarídicos 
nos CLC podem ser derivados de xilanas ou mananas. Complexos de lignina-xilana foram 
isolados das folhosas enquanto ambos os complexos de lignina-xilana e lignina-manana 
foram isolados das coníferas. 
Os conhecimentos dos prováveis tipos de ligações entre a lignina e os 
polissacarídeos têm sido obtidos através de estudos de degradação, geralmente hidrólises 
alcalinas, ácidas ou enzimáticas de madeira, hemiceluloses e lignina. Considera-se as 
cadeias laterais de arabinose, galactose e ácido 4-0-metilglucurônico das hemiceluloses 
os mais prováveis locais de ligação com a lignina, devido a suas posições estericamente 
 
favoráveis e ao fato do que a concentração destes açúcares em preparos de CLC são 
maiores que a normal. As prováveis ligações entre ligninas e polissacarídeos nos CLC são 
ilustradas na Figura 20. 
 
I II
III
O
O
O
H
3
CO
H
3
CO
H
3
CO
HC
HC
HCOH
CH
CH
CH
CH
2
OH
CH
2
OH
CH
2
OH
O
O
O
O
O
O
O
OH
OH
OH OH
OH
OH
O C=O
Xyl-Xyl-Xyl
O
OCH
3
Man-Glu-Man
O
CH
2
OH
CO
H
2
Xyl-Xyl-Xyl
 
 
Figura 21- Possíveis ligações nos complexos lignina-carboidratos. I - ligação de éster 
benzílico; II - ligação de éter benzílico; III - ligação de fenil-glicosídeo. 
 
Função da Lignina 
O papel biológico da lignina nas plantas vivas é formar, juntamente com a celulose 
e outros carboidratos da parece celular, um tecido de excelente resistência e durabilidade. 
Os tecidos lignificados, como a madeira, são comparáveis às fibras de reforço coladas 
com plástico, nas quais a lignina representa o cimento, e a celulose, as fibras de reforço. A 
lignina incrusta o espaço intercelular e toda e qualquer abertura ou cavidade das paredes 
das células, após a deposição da celulose e hemicelulose. Auxilia na redução das 
mudanças dimensionais quando as paredes absorvem água e conferem rigidez e dureza 
 
ao conjunto de cadeira de celulose, conferindo coesão à madeira. Por sua característica 
fenólica, a lignina age como fungicida, protegendo a madeira contra microorganismos. 
 
Distribuição das Ligninas nos Tecidos Vegetais e nas Paredes Celulares 
 
Na planta viva, a lignina está depositada na parede celular e no espaço entre as 
células (lamela média); embora a maior quantidade de lignina exista na parede secundária 
da fibra, a maior concentração se verifica na lamela média e nos cantos das células 
(Quadros 7 e 8). A quantidade de lignina é maior nas 
fibras/traqueídeos>vasos>parênquima. A lignina é depositada nas diferentes regiões da 
célula durante o processo de lignificação, que coincide com a morte das células; por isso, 
a lignina se torna o produto final e irreversível do metabolismo da planta. 
 
Quadro 7- Distribuição da lignina no traqueídeo da madeira de abeto preto (Picea 
mariana). 
Madeira Região 
morfológica 
Volume do 
tecido, % 
Lignina 
(% do total) 
Concentração 
da lignina, % 
Lenho de S 87 72 23 
Início de ML 9 16 50 
Estação CC 4 12 85 
 
Lenho de S 94 82 22 
Fim de ML 4 10 60 
Estação CC 2 9 100 
 
Quadro 8- Distribuição da lignina no xilema de bétula branca (Betula papyrifera) 
Célula Região 
Morfológica 
Tipo de 
lignina 
Volume do 
tecido 
Lignina (% 
do total) 
Concentração 
da lignina, % 
Fibra S S 73 60 19 
 ML G-S 5 9 40 
 CC G-S 2 9 85 
Vaso S G 8 9 27 
 ML G 1 2 42 
Célula doRaio 
CC S 11 11 27 
 
2.4. COMPONENTES INTERCELULARES (EXTRATIVOS E INORGÂNICOS) 
 
É conveniente diferenciar os componentes da parede celular, que são 
polissacarídeos (celulose e hemiceluloses) e lignina, dos componentes intercelulares. Os 
componentes intercelulares são substâncias consideradas como não integrantes da 
parede celular ou lamela média. A maioria dos componentes intercelulares, são facilmente 
solúveis em solventes orgânicos neutros ou água, por isso são chamados de extrativos. 
Alguns outros tais como proteínas, materiais inorgânicos, ácidos e sais orgânicos são 
parcialmente insolúveis nos solventes usados para remover os extrativos. Exemplos de 
componentes intercelulares não extraíveis em água ou solventes orgânicos neutros são 
frações de pectina, proteína, amido e de minerais. Essas frações não são extraíveis por 
dificuldades físicas de remoção. Pode-se, portanto dividir os componentes intercelulares 
da madeira em duas classes. A primeira classe engloba materiais conhecidos como 
extrativos por serem extraíveis em água, em solventes orgânicos neutros, ou volatilizados 
a vapor. A segunda classe engloba materiais normalmente não extraíveis nos agentes 
mencionados. 
 Aproximadamente 3-10% da madeira seca é constituída de extrativos sendo que, 
geralmente para as madeiras de coníferas esse teor fica na faixa de 4-10% e para as 
folhosas de regiões temperadas na faixa de 1-4%, podendo chegar a valores superiores a 
10% na madeira de espécies de regiões tropicais. O Quadro 9 apresenta teores de 
extrativos obtido para amostras de madeira de folhosas. 
 
Quadro 9-Teores de extrativos e cinzas em quatro madeira de folhosas 
Tipo de Extração 
Jequitibá 
Cariniana sp 
Carvalho 
Quercus sp 
Seringueira 
Hevea sp 
*Oiticica 
Clarisa racemosa 
Solubilidade em H2O Fria (%) 2,31 3,85 1,52 4,52 
Solubilidade em H2O Quente (%) 3,91 5,71 2,22 7,34 
Solubilidade em Etanol Benzeno 3,21 4,10 1,35 7,15 
Extrativos Totais (%) 5,16 7,13 2,78 11,24 
Cinzas (%) 0,67 0,28 1,21 0,77 
Teores Médios obtidos de acordo com as normas ABNT, no Laboratório de Química da 
Madeira da UFPR. 
*Oiticica, Tatajuba ou Guariúba 
 
EXTRATIVOS 
 
 Os extrativos frequentemente exercem um papel importante na utilização da 
madeira, e influenciam suas propriedades físicas. Constituintes coloridos e voláteis 
fornecem valores estéticos. Certos compostos fenólicos fornecem resistência contra 
ataque de fungos e de insetos aumentando a durabilidade da madeira. Alguns extrativos 
são utilizados comercialmente. Por exemplo, o extrato do cerne do Quebracho, uma 
madeira sul americana, é uma das principais fontes de taninos; terebintina fornecem a 
Cânfora, que é um extrativo da planta de cânfora que pode também ser produzido 
sinteticamente a partir de terpenos obtidos dos pinhos. Alguns extrativos são prejudiciais à 
utilização da madeira. Alcalóides e alguns outros materiais fisiologicamente ativos podem 
apresentar riscos para a saúde. 
 
Fisiologicamente, os extrativos de madeira podem ser classificados como: (1) 
materiais de reserva (ácidos graxos, açúcares, gorduras e óleos), (2) materiais de 
proteção (terpenos, ácidos resinosos, fenóis, ceras) e (3) hormônios vegetais (fitosterol, 
sistosterol). 
 
O conteúdo de extrativos e suas composições variam grandemente entre espécies 
e também dentro de diferentes partes da mesma árvore. Os extrativos da madeira podem 
 
ser divididos em 3 subgrupos: Compostos alifáticos (principalmente gorduras e ceras), 
terpenos e terpenóides e compostos fenólicos. 
 
Componentes Alifáticos (Gorduras e Ceras) 
 
Conforme apresentado no Quadro 10, existe uma grande variedade de compostos 
alifáticos. As quantidades de alcanos e álcoois são relativamente pequenas, sendo os 
principais representantes dos álcoois, o aracinol (C20), o behenol (C22) e o lignocerol 
(C24). Os compostos dessa natureza são muito lipofílicos e estáveis. Os ácidos graxos 
ocorrem principalmente como ésteres e são os principais componentes da resina do 
parênquima, tanto para madeiras de fibra curta quanto para madeiras de fibra longa. Os 
ésteres mais importantes são as Gorduras (ésteres do glicerol), usualmente presentes na 
forma de triglicerídeos. Ésteres de outros álcoois, que são usualmente álcoois alifáticos ou 
de natureza terpenóide, são conhecidos como ceras. Os ácidos graxos são saturados ou 
insaturados. 
 
Quadro 10- Exemplos de extrativos alifáticos no xilema e na casca. 
 
Grupo Estrutura 
n-alcanos CH3–(CH2)n–CH3 n = 8 - 30 
Álcoois graxos CH3–(CH2)n–CH3OH n = 16 - 22 
Ácidos graxos CH3–(CH2)n–COOH n = 10 - 24 
gorduras 
 
 
 
 
 
R, R’e R” podem ser 
resíduos de ácidos 
graxos (alquil–CO–) ou 
hidrogênio (mono–di– e 
triglicerídeos) 
(ésteres do glicerol) 
 
 
Ceras RO–(CH2)n–CH3 
(ésteres de outros 
álcoois) 
RO– álcool terpeno 
Suberina Características n = 18-20 
 [O– (CH2)n–CO-] 
 [–O–(CH2)n–O–CO–(CH2)n– 
CO–] 
 
 
Terpenos e Terpenóides 
A oleoresina presente nos canais de resina de certas madeiras de fibra longa, 
especialmente de Pínus, é secretada como um fluido viscoso, quando a árvore sofre um 
CH2 OR
CH OR
CH2 OR
'
"
 
ferimento. A oleoresina do Pínus contém cerca de 25% de componentes voláteis 
conhecidos como teberentina, consiste principalmente de óleos voláteis, o resíduo não 
volátil conhecido como breu, consiste principalmente de ácidos resinosos. 
 
Os constituintes dos óleos essenciais e dos ácidos resinosos são de natureza 
terpenóide e consequentemente são chamados terpenos. Os terpenos podem ser 
formalmente considerados como produtos de condensação de duas ou várias moléculas 
de isopreno (2-metilbutadieno), resultando em dímeros oligômeros com a fórmula 
elementar (C10H16)n (Figura 21). Os terpenos são divididos em monoterpenos, 
C10H16(n=1); sesquiterpenos, C15H24 (n=1,5); diterpenos, C20H32 (n=2); triterpenos, 
C30H48 (n=3); tetraterpenos, C40H64 (n=4) e politerpenos (n>4). Os terpenóides que 
incluem os poliprenóis contém grupos característicos de vários tipos tais como hidroxila, 
carbonila, carboxila e funções ésteres. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 22- Condensação de 2 moléculas de isopreno dando limoneno. 
 
Óleos voláteis ou Óleos essenciais 
 
Os óleos voláteis de madeiras de fibra longa também chamados de óleos 
essenciais contém monoterpenos e seus derivados hidroxilados. Quantidades menores de 
sesquiterpenos estão também presentes. Compostos dessa natureza são também 
abundantes nas acículas, na casca e na raiz. Os óleos voláteis são de grande valor 
econômico, pois seus componentes são fontes de terebentina, óleo de pinho e outros 
produtos químicos. 
C CH CH2
CH3
CH2
2
CH3
C10H16
CH2CH3
 
A teberentina é basicamente uma mistura de -pineno e β-pineno (Figura 23). Os 
pinenos da terebintina são convertidos em óleos de pinho sintético e usados para produtos 
farmacêuticos, cosméticos e de desinfecção. Outros usos da terebintina são: diluição de 
tintas e vernizes, manufatura de resinas sintéticas e fabricação de produtos de limpeza o 
polimento. O óleo de Pinho (terpineol) é recuperado durante a destilação fracionada de 
óleos voláteis ou pela destilação destrutiva da madeira nos processos de produção da 
terebentina. 
 
 
Figura 23- 1=-pineno; 2=β-pineno 
 
Ácidos resinosos 
 
São característicos e importantes constituintes das coníferas. O breu, resíduo da 
destilação da resina é constituído de 40 a 90% de ácidos resinosos. Os ácidos resinosos 
presentes na óleoresina da madeira de coníferas são derivados de diterpenos tricíclicos, 
que podem ser classificados em dois tipos:pimárico e abiético (Figura 24). 
 
 
 
Figura 24-1=ácido pimárico; 2= ácido abiético 
 
 
1 2 
 
Existem também no breu, ácidos graxos e uma fração neutra que é constituída 
principalmente de ésteres de ácidos resinosos e de ácidos graxos e de esteróides. Ele 
possui inúmeras utilizações, tais como vernizes, resinas, sabões, agentes emulsificantes e 
cola de breu para papel e segundo nosso colega Paulo Silas, passar na corda do violino. 
 
Outros terpenos e terpenóides 
 
Triterpenóides ocorrem na resina do parênquima de madeiras de fibra curta e os 
esteróides (relacionados com os terpenóides) estão também presentes em madeiras de 
madeiras de fibra longa. Os esteróides (Figura 24), que são caracterizados pela 
abundância de -sitosterol, geralmente possuem um grupo hidroxila na posição C-3. Eles 
também aparecem como o componente alcoólico em ésteres de ácidos graxos (ceras). 
 
 
 
Figura 24- β-sitosterol (esteróide - triterpeno) 
 
Compostos Fenólicos e Similares 
As substâncias fenólicas são encontradas em quantidades pequenas no xilema e 
se concentram principalmente no cerne da madeira, embora possam estar presentes 
também no alburno. Apresentam propriedades fungicidas e, portanto protegem a árvore 
efetivamente contra ataque microbiológico. Eles também contribuem para a coloração 
natural da madeira. A biossíntese dos extrativos é controlada geneticamente e por isso, 
cada espécie de madeira tende a produzir substâncias específicas. Em algumas madeiras 
a quantidade é pequena e em outras a maior porção dos extrativos consiste de 
substâncias fenólicas. 
 
Um polifenol de importância são os taninos, que são polifenóis que possuem um 
esqueleto de carbono do tipo C6C3C6. As principais fontes de taninos condensados do 
tipo catequina são as madeiras de quebracho (até 25%), de carvalho (até 15%), de 
Eucalyptus astringens (até 50%) e de castanheira e as cascas da madeiras de acácia (até 
40%) e de hemlock (até 10%), mas estes polifenóis também ocorrem nas cascas de outras 
espécies tais como eucalipto e bétula. Taninos constituem um grupo e complexo de 
materiais que são utilizados na curtição de couros animais. 
 
Outros carboidratos da madeira 
 
Além da celulose e hemicelulose, a madeira contém outros polissacarídeos como 
pectina, amido e açúcares. A pectina é mais abundante na casca que na madeira, onde se 
forma somente nos estágios iniciais do desenvolvimento celular. A hidrólise da pectina 
usualmente fornece ácido galacturônico e menores quantidades de arabinose e galactose. 
A pectina consiste de unidades de ácidos -D-galacturônico unidas por ligações  (1-4). A 
molécula possui alto peso molecular e as vezes também possui L-arabinose e D-
galactose. A sua estrutura geral é ainda desconhecida. 
O amido é o principal polissacarídeo de reserva da madeira. Ele consiste de dois 
componentes, amilose e amilopectina, ambos com alto peso molecular, especialmente a 
amilopectina que tem peso molecular maior que o da celulose. A amilose é composta de 
-D-anidro-glicopiranose unidas por ligação  (1-4). A amilopectina também consiste de 
unidade de -D-anidroglicopiranose, unidas por ligações (1-4) e (1-6), mas que possui 
inúmeras ramificações. Em geral a proporção entre amilose e amilopectina é de 1:2. 
 
COMPOSTOS INORGÂNICOS 
Alguns constituintes minerais são necessários para o desenvolvimento das plantas. 
Tais constituintes retirados dos solos são encontrados na madeira. A composição do 
material encontrado na madeira depende das condições ambientais sob as quais a árvore 
cresce e da localização do mineral na planta. 
Muitos destes minerais se encontram presentes em combinação com compostos 
orgânicos e os complexos formados desempenham funções fisiológicas. Os principais 
minerais encontrados são: cálcio, magnésio, fósforo e silício. Entretanto, a variedade de 
 
outros elementos minerais na madeira é alta, embora a maioria ocorra apenas em 
quantidades desprezíveis. Análises espectrofotométricas de madeira de Pinus têm 
revelado traços de mais de 25 elementos minerais. 
A casca quase sempre possui mais minerais que a madeira, enquanto o alburno 
possui ligeiramente mais cinzas que o cerne. 
Os principais sais que existem na madeira são carbonatos de metais alcalinos e 
alcalino-terrosos, os quais constituem mais de 80% das cinzas. Os metais ocorrem na 
madeira como oxalatos ou formando sais com os grupos carboxílicos dos carboidratos 
oxidados. Os fosfatos estão presentes na forma de éster e tem papel ativo no 
metabolismo, logo concentram-se nas zonas meristemáticas. A sílica ou ocorre combinada 
aos carboidratos formando ésteres ou se deposita como cristais. 
 
FUNÇÃO DOS EXTRATIVOS 
 
Todos os compostos formados na madeira originam-se da fotossíntese. Os 
extrativos são os resultados de modificações sofridas pelos carboidratos no processo 
fisiológico da árvore. Os locais de formação e posterior deslocamento para um local 
definitivo na madeira dependem da função do extrativo, muitos extrativos são altamente 
importantes no metabolismo da árvore, mas outros não apresentam nenhuma função 
aparente. 
 
Se o extrativo consiste na substância de reserva, seu teor atinge um valor máximo 
pouco antes de se iniciar a estação desfavorável e passa pelo mínimo ao final desta 
estação. Os alimentos de reserva da planta se localizam nas células parenquimatosas, 
principalmente do raio, onde podem se deslocar no sentido radial para atender as 
necessidades de células com deficiência em nutrientes e em energia. 
 
Os terpenos e os ácidos resinosos possuem função de proteção e são produzidos 
pelas células epiteliais parenquimatosas, que circundam o canal de resina nas madeiras 
de fibra longa. Canais de resina são exatamente comuns em espécies de Pinus, 
principalmente em Pinus eliiottii. 
 
 
As células epiteliais produzem a resina e por extrusão esta resina é lançada no 
canal de resina contribuindo para se gerar uma pressão osmótica que causa o fluxo da 
resina. As resinas se encaminham para as partes feridas das árvores com a finalidade de 
criar uma barreira à penetração dos agentes estranhos, principalmente microrganismos. 
Os terpenos causam na resina uma diminuição da viscosidade para que ela flua até a 
ferida e quando a resina alcança a ferida e entra em contato com o ar, os terpenos se 
volatilizam. Sobre a ferida fica então uma resina viscosa rica em ácidos resinosos, que é 
chamada oleoresina ou simplesmente resina. 
 
Quando ocorre a transformação do alburno para cerne na madeira de conífera, as 
células perdem a vitalidade e o teor de umidade do cerne passa a cair. Para evitar um 
ressecamento e trincamento desta região, a árvore passa a encher este cerne de ácidos 
resinosos que passam a ocupar os vazios deixados. Nas madeiras de fibra curta, ocorre 
um fenômeno semelhante que é a obstrução de vasos por intrusão de tiloses formadas 
pelas células parenquimatosas adjacentes. Neste caso, porém, as substâncias não são 
ácidos resinosos, mas sim gorduras e óleos. A função dos ácidos resinosos no caso é 
mais de proteção física. Entretanto, os cerne de muitas árvores mostram excepcional 
resistência ao ataque de microrganismos devido a presença de extrativos do tipo 
polifenóis. 
 
LOCALIZAÇÃO DOS EXTRAVIOS 
Existe considerável variação na distribuição dos extrativos dentro da árvore. No 
alburno, encontram-se os açucares e outros constituintes solúveis na seiva e materiais de 
reserva, tais como as gorduras e o amido; no cerne, concentram-se os materiais fenólicos. 
Frequentemente os extrativos ocorrem em maiores concentrações em outras partes da 
árvore e em outros tecidos da planta do quepropriamente na madeira. A casca e as raízes 
são ricas fontes de extrativos. Exudados são frequentemente produzidos pelo alburno ou 
casca interna, especialmente quando a árvore sofre injúrias. Os exudatos são compostos 
de gomas polissacarídicas (látex), resinas insolúveis em água e óleos voláteis (resina de 
pínus). 
 
 
 
 
Extrativos de Madeiras de Fibra Longa 
Muitas madeiras de fibra longa contêm canais de resinas, tanto verticais quanto 
horizontais, isto é, radiais. As resinas que são geradas pelas células epiteliais que cercam 
o canal de resina são chamadas de oleoresina. A oleoresina dos canais de resina do 
alburno estão freqüentemente sob alta pressão e podem ser exudados rapidamente em 
pontos de injúria no tronco da árvore. 
Mais de 95% das células de parênquima em madeiras de fibra longa estão 
associadas com o raio da madeira (parênquima do raio). No alburno, essas células 
mantêm suas funções vitais até que este seja transformado em cerne. A atividade 
respiratória das células vivas do parênquima implica em consumo de oxigênio e liberação 
de CO2. A resina nas células de parênquima é composta principalmente de ésteres de 
ácidos graxos (gorduras e ceras) e esteróides. Os raios das madeiras de fibra longa 
chegam a conter 20% de seu peso como extrativos. 
Com a morte das células de parênquima inicia-se a formação do cerne, e muitas 
mudanças químicas ocorrem. Como consequência, grandes quantidades de extrativos são 
geradas, as quais penetram através do cerne, incluindo os traqueídeos. 
 
 
Extrativos de Madeiras de Fibra Curta 
 
As resinas de madeiras de fibra curta estão localizadas nas células de parênquima 
do raio que estão conectadas com os vasos. Ela consiste de gorduras, ceras e esteróides. 
A acessibilidade da resina depende das dimensões dos poros, bem como da estabilidade 
mecânica das células do parênquima do raio. Variações consideráveis ocorrem entre 
espécies diferentes. Por exemplo, a acessibilidade da resina na bétula é mais baixa que 
no álamo. O cerne das madeiras de fibra curta é rico em polifenóis e em extrativos 
gordurosos que formam as tiloses. 
 
Referências Bibliográficas: 
 
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biológicas. Viçosa: Editora UFV, 1998. 354 p 
 
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LIN, S.Y. & DENCE, C.W. Methods in Lignin Chemistry. New York, Springer-Verlag. 1992. 
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LEWIN, M. and GOLDSTEIN, J.S. Wood Structure and Composition. New York. Marcel 
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HAYGREEN, J.G. & BOWYER, J.L. Forest products and wood science. Ames, Iowa State 
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Outros materiais