Ligniini on fenolinen luonnonpolymeeri, jolla on monimutkainen rakenne ja koostumus. Se on kolmanneksi yleisin luonnonpolymeeri selluloosan ja hemiselluloosan jälkeen. Ligniiniä on tutkittu yli 150 vuotta, mutta sen rakennetta ei ole vieläkään pystytty määrittämään tarkasti. Analyysimenetelmien kehittyessä ligniinin rakennetta saadaan tarkennettua koko ajan lisää. Ligniini koostuu pääasiassa kolmesta perusyksiköstä, jotka ovat guajasyyli (G), syringyyli (S) ja p-hydroksifenyyli (H). Näiden rakenneyksiköiden esiintyvyys ja sitoutuminen vaihtelee kasvilajeittain, mutta suurimmaksi osaksi ligniini koostuu guajasyylistä ja syringyylistä, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa pääasiassa eetterisidoksin (β-O-4).
Tutkielmassa perehdyttiin olkiligniinin rakenteeseen, esiintyvyyteen ja reaktiivisuuteen. Tutkielman tavoitteena oli kehittää menetelmät, joilla saadaan selvitettyä ligniinin pitoisuus ja koostumus mahdollisimman kattavasti ja tehokkaasti. Kirjallisuuskatsauksessa käsitellään ligniinin rakennetta, esikäsittely- ja analyysimenetelmiä, epäpuhtauksia sekä analysointia häiritseviä tekijöitä. Kokeellisessa osiossa kehitettiin menetelmiä ligniinin kvantitatiiviseen ja kvalitatiiviseen analysointiin. Olkinäytteiden rinnalla käytettiin vertailuun puunäytteitä. Käytetyt näytetyypit olivat jauhettu vehnän olki, jauhettu koivu, Kauraligniini, Rikkiligniini ja Lignin, alkali.
Ligniinin kvantitatiivista analysointia varten kehitettiin UV-Vis-spektrofotometrinen menetelmä, jossa näytteenkäsittelynä käytettiin alkalista hydrolyysiä. Menetelmä soveltuu parhaiten viljojen ligniinin (vehnä ja kaura) analysointiin. Kvalitatiivisia analyysejä varten kehitettiin GPC-, HPLC-DAD- ja HPLC-ESI-MS-menetelmiä. GPC-menetelmällä määritettiin ligniinin molekyylikokojakaumaa. Näytteenkäsittellyllä huomattiin olevan suuri merkitys liukenevan ligniinin molekyylikokoon. Metanolieristyksellä saatiin molekyylikooltaan suurempia ligniinirakenteita kuin alkalisella eristyksellä. HPLC-DAD- ja HPLC-ESI-MS-menetelmillä tunnistettiin ligniinin monomeerisiä (HPLC-DAD), dimeerisiä ja trimeerisiä (HPLC-ESI-MS) rakenteita. HPLC-DAD- ja HPLC-ESI-MS-menetelmissä käytettiin näytteenkäsittelynä metanolieristystä, jolla kaikista näytetyypeistä saatiin eristettyä mono-, di- ja trimeerisiä rakenteita. Näytteenkäsittelyä tulisi kehittää jokaisen menetelmän kohdalla lisää, jotta ligniini saataisiin liukenemaan mahdollisimman hyvin, ja että epäpuhtauksien osuudet voitaisiin huomioida tarkemmin. HPLC-ESI-MS-menetelmä soveltui parhaiten ligniinin rakenneyksiköiden tunnistamiseen. Menetelmää tulisi kuitenkin kehittää lisää, jotta näytteissä olevan ligniinin rakennetta ja koostumusta saisi tarkennettua entisestään.
