Die Grundbausteine von Cellulose-Molekülen sind Glucose-Moleküle. Glucose wird auch als Traubenzucker bezeichnet und besteht aus einzelnen Zuckermolekülen. Diese Glucose-Moleküle stellen Pflanzen durch den Prozess der Photosynthese selbst her. Das klingt erst einmal einfach, ist aber ein ausgeklügelter Prozess der Natur. Pflanzen nutzen nämlich die Energie der Sonne und machen aus den energiearmen Molekülen Wasser und Kohlenstoffdioxid die energiereichen Moleküle Glucose und Sauerstoff.
Eine Kette von mehreren hundert bis zehntausend Glucose-Molekülen bildet jeweils ein Cellulose-Molekül.
Reaktion von Glucose-Molekülen zu Cellulose-Molekülen
Nun könnte man sich die Frage stellen: Wenn Holz zu 30-45% aus langen Ketten an Zucker-Molekülen besteht, wieso können wir Menschen es nicht essen? Die Antwort liegt im Detail: Die Glucose-Moleküle der Cellulose sind über sogenannte β-glycosidische Bindungen verbunden. Diese können wir schlicht und einfach nicht verdauen, weil uns die dazu nötigen Enzyme im Körper fehlen. Daher scheiden wir sie als Ballaststoffe wieder aus. Verbinden sich die Glucose-Moleküle hingegen mittels α-glycosidischer Bindungen, können wir das Produkt sehr wohl verdauen: Es handelt sich dabei nämlich um Amylose, einen Bestandteil von Stärke.
Ausschnitt aus einem Cellulose- und einem Amylose-Molekül
Celluloseprodukte finden wir in unserem Alltag wie Sand am Meer: Papier, T-Shirts aus Viskose, sogar Essigreiniger kann daraus hergestellt werden. Die folgende Abbildung zeigt die Nutzung von Cellulose im Jahr 2018.
Wie genau das funktioniert, erfährst du im ScienceSpot zur Bioraffinerie:
Wenn du dich weiter mit Holzchemie und Bioraffinerie beschäftigen möchtest, findest du hier Tipps zum Weiterlesen:
Alexandra Tepla, MEd BSc
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Mag.a Martina Zodl
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