Die Zellulose Ein ganz besonderer Stoff
Chemisch gesehen ist Zellulose eine Molekülkette die aus einigen tausend ß-Glucosebausteinen aufgebaut ist. Dabei verbinden sich die einzelnen
Glucose-Ringe jeweils über eine ß 1,4 glycosidische Verknüpfung unter Abspaltung von Wasser. Die Summenformel wird mit (C6H10O5)n angegeben.
Die Kettenbildung ist nur möglich, da durch die 1,4 glycosidische Verbindung immer eine Halbacetalstruktur an einem Ende der Kette zur Verfügung
steht, an die ein neuer Glucose-Ring angehängt werden kann. Der Sauerstoff, der die glycosidische Verbindung zwischen den zwei jeweils beteiligten
Molekülen darstellt, ist abwechselnd nach oben bzw. nach unten geneigt. Das liegt daran, dass die Richtung der OH-Gruppe am C-4 Atom des Monosaccharid nicht
veränderlich ist und deshalb sich der OH-Gruppe der bisherigen Kette anpassen muss; also um 180° um die Ringebene drehen.
Die nebeneinander liegenden Molekülketten bilden untereinander Wasserstoffbrücken aus. Dabei bildet sich immer eine Wasserstoffbrücke
zwischen einem nach unten geneigten C 6 Atom bzw. der dazu gehörenden OH-Gruppe und einem nach oben geneigten Sauerstoff eines unter
der Kette liegendem Molekül
Intermolekulare Kräfte
Beim darauffolgenden Ring ist das C 6 Atom jedoch wieder noch oben gestellt und bildet mit dem oberen Sauerstoff eine H-Brücke. Durch diese intermolekularen Wasserbrückenbindungen werden die Zelluloseketten fest aneinander gebunden und bilden die sehr stabilen Mikrofibrillen. Diese bestehen aus 60 bis 70 parallel angeordneten Zelluloseketten, die alle durch oben beschriebene Wasserstoffbrücken stabilisiert werden.
Ähnlich wie bei der Stärke (Amylose) ist Cellulose nicht wasserlöslich. Dies liegt daran, dass sich um die langen Ketten nur sehr schlecht eine Hydrathülle anlagern kann und die Moleküle viel zu groß sind, um vom Wasser in Lösung gehalten zu werden. Sie quillt lediglich auf, denn zwischen den Fasern können sich Wassermoleküle einlagern.
Nachweisen lässt sich Zellulose durch eine Iod-Zinkchlorid-Lösung, die sich bei Kontakt blau färbt. Wenn Zellulose sich erst einmal gebildet hat ist es sehr schwer diese wieder in die einzelnen Glucoseeinheiten zu spalten. Dies ist nur durch ein spezielles Enzym, die Zellulase, oder durch starke Säuren möglich.
Eine weitere Eigenschaft von Zellulose ist, dass sie farb- und geruchslos ist. Ab einer Temperatur von 180°C beginnt die Zersetzung des Polysaccharides, jedoch schmilzt es dabei nicht. Wird eine Temperatur über 290 °C erreicht, wird die Zellulose entflammbar.