Warum ist Zellulose wasserunlöslich? Woraus besteht Zellulose?

Inhalt dieses Artikels

1. Warum ist Zellulose wasserunlöslich?

2. Woraus besteht Zellulose?

3. Welche drei Cellulase-Typen gibt es?

Warum ist Zellulose wasserunlöslich?

In der Pflanzenzellulose gibt es eine Struktur, die als kristalliner Bereich bezeichnet wird. Dabei sind benachbarte Zellulosen durch Wasserstoffbrücken eng miteinander verbunden, und Wasser kann nur schwer in diesen Bereich eindringen. Selbst wenn zur Hydrolyse konzentrierte Säure verwendet wird, um den kristallinen Bereich zu zerstören, ist das Molekulargewicht der Zellulose immer noch zu groß und die Makromoleküle selbst lösen sich nur schwer in Wasser auf, wodurch eine viskose Substanz entsteht. Nur eine große Menge Wasser kann die makromolekulare Zellulose auflösen.

Bei der Analyse der Zusammensetzung von Holzrohstoffen wird zur Entfernung der Zellulose im Allgemeinen zunächst eine Hydrolyse mit konzentrierter Säure und anschließend eine Hydrolyse mit verdünnter Säure durchgeführt. Das heißt, der kristalline Bereich der Zellulose wird zuerst zerstört und dann werden die Zellulosestränge nacheinander in Monosaccharide hydrolysiert.

Woraus besteht Zellulose?

Cellulose ist ein makromolekulares Polysaccharid, das aus Glucose besteht. Unlöslich in Wasser und allgemeinen organischen Lösungsmitteln. Es ist der Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände. Zellulose ist der am häufigsten vorkommende natürliche organische Stoff der Welt und macht mehr als 50 % des Kohlenstoffgehalts im Pflanzenreich aus. Baumwolle hat einen Zellulosegehalt von nahezu 100 % und ist die reinste natürliche Zellulosequelle. Im Allgemeinen besteht Holz zu 40–50 % aus Zellulose, zu 10–30 % aus Hemizellulose und zu 20–30 % aus Lignin. Darüber hinaus sind Hanf, Weizenstroh, Reisstroh, Zuckerrohrbagasse usw. reich an Zellulose. Zellulose ist ein wichtiger Rohstoff für die Papierherstellung. Darüber hinaus werden Produkte, die Zellulose als Rohstoff verwenden, auch häufig in der Kunststoff-, Elektrotechnik- und wissenschaftlichen Forschungsausrüstung eingesetzt. Auch für die menschliche Gesundheit spielt die Zellulose (also die Ballaststoffe) in Lebensmitteln eine wichtige Rolle.

Welche drei Cellulase-Typen gibt es?

Cellulase wird in Endoglucanase, Exoglucanase oder Cellobiase und β-Glucosidase unterteilt.

Cellulase ist ein allgemeiner Begriff für eine Gruppe von Enzymen, die Zellulose abbauen, um Glukose zu produzieren. Es handelt sich nicht um ein monomeres Enzym, sondern um ein synergistisch wirkendes Mehrkomponenten-Enzymsystem. Es handelt sich um ein komplexes Enzym, das hauptsächlich aus Exo-β-Glucanase, Endo-β-Glucanase und β-Glucosidase sowie hochaktiver Xylanase besteht. Wirkt auf Zellulose und Zelluloseprodukte. Mikrobielle Cellulase ist von großer Bedeutung bei der Umwandlung unlöslicher Cellulose in Glukose und der Zerstörung der Zellwände in Frucht- und Gemüsesäften, um die Saftausbeute zu erhöhen.