thumb|right|350px|Eksempel på en ligninstruktur Lignin af latin lignum = "træstof", "ved". Lignin virker – populært sagt – som "betonen" i en cellevæg, hvor cellulose og hemicellulose svarer til "armeringsjern". Ligninerne danner en gruppe af fenoliske makromolekyler, der er sammensat af forskellige monomere byggestene. Det drejer sig om faste biopolymerer, som bliver indlejret i planternes cellevæg, hvor de fremkalder forvedningen af cellen (lignificering). Ca. 20-30 % af tørstoffet i forveddede planter består af lignin, og dermed er stoffet ved siden af cellulose og kitin de mest almindeligt forekommende, organiske forbindelser på jorden. Den totale produktion af lignin antages at være på ca. 20 milliarder tons pr. år.Peter Sitte, Elmar Weiler, Joachim W. Kadereit, Andreas Bresinsky og Christian Körner: Lignin i Lehrbuch der Botanik für Hochschulen, 2002, side 353-356.
Da ligninerne er væsentlige for plantevævenes styrke, er udviklingen af de landlevende planter og især træerne meget nøje forbundet med dannelsen af lignin. Kun med lignin kan planterne danne styrkeelementer, som giver større plantedele stabilitet udenfor vandet – i vandet sørger opdriften for den nødvendige stabilitet.Ulrich Lüttge, Manfred Kluge og Gabriela Bauer : Botanik, 5. udg., 2005, side 217
Funktion thumb|Hos planterne kan højdevækst kun opstå på grundlag af ligninens trykstyrke. Lignin har som afstivningsmateriale og hærdet polymer en række vigtige opgaver for planten. Ligniner er afgørende for plantevævenes fasthed, og i den forbindelse er de især af central betydning for trykstyrken, mens de indlejrede cellulosefibre giver trækstyrken. Det drejer sig altså om en sammenbygning af elastiske, bøjelige fibre (cellulose) med et tæt og stift polymer som fyldstof (lignin).Peter Sitte, Elmar Weiler, Joachim W. Kadereit, Andreas Bresinsky og Christian Körner: Sekundärwände von Faser- und Holzzellen i Lehrbuch der Botanik für Hochschulen, 2002, side 95-96. De tekniske materialer stålarmeret beton og glasfiberarmeret plast er opbygget på tilsvarende måde.
Planter uden lignin kan ganske vis klare betydelige trækkræfter på grund af celluloseindholdet, men overfor tryk er de sårbare. Uden lignin kan der ikke dannes styrkeelementer, som giver større planter stabilitet, når saftspændingen mangler, og der kan heller ikke opbygges de tilsvarende, bærende strukturer overfor tyngdekraftens påvirkning. Ligeledes kan dannelsen af forgreninger og grensystemer, der skaffer store, virksomme flader til fotosyntese, kun foregå ved stabilisering af grenene.Peter H. Raven, Ray F. Evert og Susan Eichhorn: Biology of Plants, 8. udg., 2012,
Desuden tjener lignin som forbindende stof for naboceller via midtlamellerne. Det giver beskyttelse mod indtrængende vand i cellevæggene og vedligeholder på den måde karsystemerne ved- og sikar og cellernes indre. Yderligere er der en beskyttende virkning overfor UV-lys mekaniske skader og angreb fra skadedyr. Endelig kan lignin kun vanskeligt nedbrydes af bakterier eller svampe, og derfor hæmmer stoffet væksten af skadegørende mikroorganismer Hans W. Heldt og Birgit Piechulla: Pflanzenbiochemie, 4. opl., 2008, , S. 420–422. ligesom det medvirker ved dannelsen af sårstof på steder med mekaniske skader. Suberin er et andet stof, men med en tilsvarende opbygning, som først og fremmest findes i cellevæggene hos kork.
Udviklingen af de landlevende planter og først og fremmest af træerne er snævert forbundet med ligninsyntesen. Ligninet kan tilsvarende først findes fra og med, at disse planter opstod, mens der kun findes byggeelemeter eller ligninagtige polymerer hos de mere oprindelige planter som f.eks. grønalger.C.F. Delwiche, L.E. Graham og N. Thomson: Lignin-like compounds and sporopollenin in Coleochaete, an algal model for land plant ancestry i Science, 1989, 245 side 399–401. For tiden er formodningen, at lignin udgør en nyudvikling hos karplanterne, og at stoffet dermed er et gruppekarakteristisk kendetegn (Autapomorfi) for dem.Peter H. Raven, Ray F. Evert og Susan Eichhorn: Biology of Plants, 8. udg., 2012, side 398 Sandsynligvis blev det først skabt som et beskyttelsesstof overfor svampeinfektioner i form af sårlignin, men derefter overtog det en opbyggende funktion som stabiliserende. I 2009 kunne man ganske vist påvise lignin blandt rødalgerne, nemlig hos arten Calliarthron cheilosporioides lignin.Patrick T. Martone1, José M. Estevez, Fachuang Lu, Katia Ruel, Mark W. Denny, Chris Somerville og John Ralph: Discovery of lignin in Seaweed Reveals Convergent Evolution of Cell-Wall Architecture i Current Biology, 2009, 19, 2 side 169–175. Den opdagelse fremkalder spørgsmålet, om udviklingen af lignin enten er konvergent hos både de højere planter og hos rødalgerne, eller om den er dukket tidligt op under udviklingen af eukarioterne og derefter blot er forsvundet fra andre organismer.
Egenskaber thumb|Typisk, dvs. terningeformet og brunt råd, som er opstået ved, at en eller flere svampe har nedbrudt den lyse, trævlede cellulose i veddet og efterladt det mørke, sprøde lignin. Lignin er et meget fast til nærmest sprødt, lysebrunt til mørkebrunt stof. Det er optisk set isotrop, og mens UV-lys bliver næsten fuldstændigt absorberet, sker det kun delvist med synligt lys.
Lignin er dog ikke nogen ensartet substans, men en gruppe af fenoliske makromolekyler, der bliver sammensat af forskellige monomere byggeelementer. Derved opbygges gennem kombinationer af flere, hinanden lignende grundmolekyler en tæt, amorf masse med netværksagtig struktur. Ligninet har i modsætning til polysakkariderne en væsentligt mindre polaritet, og det gør stoffet vandskyende, sådan at det ikke er opløseligt i vand og mange andre opløsningsmidler. Af samme grund er det meget mere tungt nedbrydeligt gennem biologiske processer end andre, naturligt forekommende stoffer.
Struktur og sammensætning Ligniner er tredimensionelle og amorfe (polymere) netværk af aromatiske grundelementer, der er sammenknyttet på flere leder. Ud over aromatiske elementer indeholder de også mange andre organiske forbindelser i enkelt- eller dobbeltbindinger, og blandt dem finder man mange fenolgrupper.
Det er højmolekylære (relativ molekylmasse ca. 5.000–10.000) derivater af fenylpropanoider, der indeholder en Propankæde, en OH-enhed (hydroxyl), en eller to OCH3-gruppe (methoxyl) og diverse restkæder (alkoxyl- eller aroxyl-grupper, som er substituenter for Benzolringen.Oskar Faix: Chemie des Holzes. In: André Wagenführ, Frieder Scholz (Hrsg.): Taschenbuch der Holztechnik. Fachbuchverlag im Carl Hanser Verlag, Leipzig 2008; S.127-259. . Men da makromolekylerne vokser i alle retninger, hvor særligt midtlamellerne muliggør en kraftig udstrækning, og da de også, sekundært, er sammenkædet med hinanden, er den totale ligninmasse hos et udvokset træ sandsynligvis at sammenligne med ét sammenlagt lignin-polymermolekyle, hvis masse så løber op i flere tons.
Afhængig af træarten er lignin sammensat af strukturer, der kan tilbageføres til de grundlægende byggestene: p-kumarylalkohol, koniferylalkohol og sinapylalkohol, der alle er monolignoler (se biosyntese). Da lignin opstår i en radikalproces, hvor radikaldannelsen, men ikke den videre reaktion, er styret af enzymer, er den færdige sammenbygning og andelen af de enkelte byggestene stærkt variabel; en styret sammenbinding efter det helt samme skema eksisteret ikke. Ud over variationen mellem de enkelte ligningmolekyler er der også forskellige træ- og plantearter. Det ligger i den procentuelle andel af alkoholer eller de deraf afledte fenylrester: Nåletræ-lignin indeholder mest koniferyl-enheder (ca. 90 %), som rummer en guajakylrest (3-metoxy-4-hydroxy-fenylrest) og derfor kaldes G-lignin. Løvtrælignin indeholder vekslende andele af guajakyl- og sinapylbyggestene, der indeholder en syringylrest (3,5-metoxy-4-hydroxy-fenylrest). Syringylandelen kan ligge mellem 5 und 65 %, men de resulterende ligniner kaldes under ét for GS-lignin. Lignin i de delvist forveddede græsser og andre enkimbladede er kendetegnet ved en høj andel af kumaryl-elementer (15 til 35 %), som danner para-hydroxy-fenylpropan, og som danner de såkaldte HGS-ligniner sammen med en syringylandel af samme størrelse og en guajakylandel mellem 50 og 70 %. Sennepssyrer og sennepsaldehyder (udgangsstoffer for de grundlæggende alkoholer).Die verholzte Pflanzenzelle. In: Schopfer & Brennicke 1999; S. 33.
Under laboratorieforhold har man forskellige reaktioner, der påviser lignin, og som er baseret på stoffets opbygning. Når man vil påvise lignin, bruger man den rødfarvning, som udløses ved en opløsning af floroglucin i saltsyre. Denne reaktion bygger på de sennepsaldehyder, der er indlejret i ligninmatrixen. Man kan se nåletræers og løvtræers ligningsammensætning ved den forskellige farvning og på den måde skelne mellem de to vedtyper. Nåletræer farves på denne måde kirsebærrødt, mens løvtræer bliver blåviolette.
Desuden er det muligt at få en gulfarvning med en anilin/svovlsyreblanding og en violetfarvning ved hjælp af den Schiffske prøve. I en kvalitativ analyse bruges først og fremmest gaskromatografi. ved bestemmelse af ligninandelen i træstoffet bruges Klason-fremgangsmåden, hvor polysakariderne nedbrydes i en totrinssyrehydrolyse, hvorefter man vejer den tilbageblevne ligninrest. I forbindelse med GS-ligniner er det nødvendigt med en UV-spektroskopi af syreopløsningen, da den indeholder andele af ligninet.
Ligninandele + Sammensætning af plantemæssig biomasse Hans Günther Hirschberg: Handbuch Verfahrenstechnik und Anlagenbau. Springer Verlag 1999, S. 436.Opgivelser i procent Hexoser (Cellulose) Pentoser (Hemicelluloser) LigninerNåletræ57–607–1127–32Birkeved45–4721–2719–20Bøgeved50–5419–2422–23Hvedehalm35–3922–2418–25Majsspindler37–4432–3515–19Sukkerrørsfibre42–5029–4216–21Jaakko Pöyry Consulting Oy: Non-wood Fibre. Helsinki 1998. Tabellen ved siden af viser andele af lignin, cellulose og hemicellulose i forskellige biomasseråstoffer. Det drejer sig først og fremmest om økonomisk relevante vedtyper og celluloseholdige restprodukter.
Lignin som celleforstærkning Planters cellevægge består af cellulosefibrtråde, som er indlejret i et væv af pektiner, hemicelluloser, proteiner og lignin. Op til 100 enkelte cellulosemolekyler lægger sig parallelt sammen og danner de såkaldte (micellarstrenge), der bliver stabiliseret ved brintbroer. Ca. 20 af disse micellarstrenge danner tilsammen en mikrofibril med en diameter på 20-30 nm. Mikrofibrillerne kan så igen lægge sig sammen til makrofibriller med en diameter på ca. 400 nm og med nogle indre mellemrum på ca. 10 nm. Disse interfibrillære rum tjener bl.a. til vandtransport gennem cellevæggen, men desuden er der også indlejret større molekyler (som hemicelluloser, pektiner og lignin), som befæster cellestrukturen.Ulrich Lüttge, Manfred Kluge, Gabriela Bauer: ’’Botanik’’, 5. opl., 2005, .
I de fleste slags plantevæv udgør lignindelen kun ca. 1 %, men i plantedele, der er udsat for trykbelastning, kan forveddede dele indeholde over 30 % lignin. Ud over lignin kan forskellige, mineralske stoffer være indlejret i veddet, f.eks. silikat hos græsser, halvgræsser og padderokker eller calciumcarbonat i forskellige slags kalkalger. Under forvedningen bliver den oprindelige cellestruktur erstattet af lignin med indlejret cellulose. Her er cellulosefibrene så dybt indvævet i ligninpolymeret, at de ikke længere kan forskydes i forhold til hinanden og heller ikke længere har evne til at kvælde ved optagelse af vand. En speciel form for forvedning foregår i det såkaldte reaktionsved, hvor træstof under stærk belastning forstærkes løbende. Denne reaktion foregår dog ikke på samme måde, for mens vandret voksende nåletræsgrene opbygger forstærkningen ved at danne ligninholdigt trykved på undersiden, skabes løvtrægrenes forstærkning ved dannelse af celluloserigt trækved uden ligninindhold på oversiden.
Xylemforvedning thumb|Delvist forveddet karstreng hos græskar