Cellulose

Cellulose (lateinisch cellula: kleine Zelle), Polysaccharid in Pflanzen, das als Baumaterial für die Zellwand dient.

Im Gegensatz zur tierischen Zelle, die nur von einer Membran umhüllt ist, besitzt jede pflanzliche Zelle eine eigene, feste Zellwand, die dreischichtig aufgebaut ist und zum größten Teil aus Cellulose besteht. Unter dieser Zellwand, die im Prinzip die Funktion eines Korsetts hat, liegt auch bei Pflanzen eine Zellmembran, welche die Aufnahme und Abgabe von Stoffen kontrolliert. Cellulose ist ein Polysaccharid, dessen Molekül aus circa 14 000 Glucosemolekülen aufgebaut ist, die linear miteinander über eine so genannte β-1,4-glucosidische Bindung verknüpft sind. Das Molekül hat eine Länge von rund sieben Mikrometern (tausendstel Millimetern) und ist etwa 0,5 Mikrometer dick.

Die Cellulosemoleküle sind in der pflanzlichen Zellwand zu Fibrillen und diese wiederum zu größeren Strängen gebündelt. In diese Stränge eingefügt befindet sich ein weiterer Baustoff, das Lignin (siehe Pflanzen), das besonders belasteten Zellwänden die nötige Endfestigkeit verleiht. Die β-Bindung der Glucosemoleküle kann von Pflanzen und Tieren nicht aufgebrochen werden, so dass die Nutzung des wertvollen Bausteins Glucose nur wenigen Spezialisten wie den Bakterien und Wimpertierchen im Magen der Wiederkäuer oder Holz zerstörenden Pilzen vorbehalten ist. Die besondere Festigkeit der β-Bindung wird am Beispiel der Stärke deutlich. Diese ist ebenfalls ein Polysaccharid aus Glucosemolekülen, die zwar auch über die Positionen 1 bis 4 miteinander verknüpft sind, doch handelt es sich um eine a-Bindung, die eine leichte Spaltung des Moleküls erlaubt. Deshalb dient Stärke als Speichersubstanz, während die Cellulose nur als Baumaterial verwendet werden kann.

Cellulose trifft man im täglichen Leben am häufigsten in Form von Papier an. Dieses wird aus Holz hergestellt, aus dem man, um die Cellulose zu gewinnen, das verstärkende Lignin durch Auslaugen mit Sulfit (siehe Schwefel) herauslösen muss. Watte und Baumwolle bestehen ebenfalls aus reiner Cellulose: In den Kapseln der Baumwollpflanze hängen die Samen an langen, dicken Cellulosefaserbüscheln, die nach entsprechender Reinigung zu Baumwollfäden für die Textilindustrie gesponnen werden oder gleich in Bauschform als Verbands- oder Kosmetikwatte in den Handel kommen. Durch Behandlung mit Salpetersäure kann man Baumwolle zur so genannten Schießbaumwolle verarbeiten, die früher als rauchloses Schießpulver verwendet wurde. Aus Schießbaumwolle wurde auch das leicht brennbare Filmmaterial Celluloid hergestellt. Wird Baumwolle stattdessen mit Schwefelkohlenstoff und Lauge behandelt, so erhält man eine viskose Masse, aus der sich Folien, beispielsweise Cellophan, oder leicht zu verarbeitende, nahezu endlos lange Fäden (Viskosefasern) für die Herstellung pflegeleichter Textilien gewinnen lassen.