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Was ist Holz? Inhaltsstoffe Nutzung Wald Glossar


Ein verholzter Stamm, oder verholzte Äste verleihen einem Baum Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen. Wir haben schon im Kapitel Leitbündel gesehen, dass Tracheiden und Tracheen verstärkte (verholzte) Zellwände besitzen, um eine höhere Festigkeit zu erreichen. Holzfasern sind sehr stark verholzt. Doch was macht die Zellwände so stabil? Wie geschieht Verholzung? Dazu müssen wir uns einem Stoff mit Namen Lignin zuwenden, der wegen seiner Funktion auch Holzstoff genannt wird.
Doch zunächst verschaffen wir uns einen kurzen Überblick über die pflanzliche Zellwand. Sie besteht nicht nur aus einer Schicht, die das Zellinnere umschließt, sondern aus mehreren Lagen, die nacheinander gebildet werden. Die primäre Zellwand besteht hauptsächlich aus Hemicellulosen (?) und Protopectin (?) und ist recht dünn. Zwischen den primären Zellwänden von Zellen die aneinander grenzen liegt die Mittellamelle, eine dünne Schicht, die aus Pektinen aufgebaut ist. Ist die Zelle ausgewachsen, wird auf die primäre Zellwand eine sekundäre aufgeschichtet, die wesentlich dicker ist und viel Cellulose enthält.

Vereinfachte Darstellung einer Pflanzenzelle. Tüpfel sind nicht eingezeichnet


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In diese sekundäre Zellwand wird während des Verholzungsprozesses Lignin eingelagert. Man spricht auch von einer inkrustierten Zellwand und Lignin wird als Inkruste bezeichnet. Dadurch wird die Zellwand stabil und sehr fest, was die gewünschte Widerstandsfähigkeit bewirkt.
Wie ist Lignin aufgebaut? Es besteht aus drei Alkoholen, die zu einem komplexen Netzwerk polymerisieren. Diese drei Alkohole (Cumaryalkohol, Coniferylalkohol und Sinapylalkohol) sind hier abgebildet:

Coniferylalkohol :

Strukturformel

3D-Struktur
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Cumarylalkohol :

Strukturformel

3D-Struktur
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Sinapylalkohol :

Strukturfomel

3D-Struktur
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Lignin selbst ist nicht immer gleich zusammengesetzt. Während bei Nadelbäumen Coniferylalkohol den Hauptbestandteil ausmacht, liegen bei Laubbäumen Coniferyl- und Sinapylalkohol zu etwa gleichen Anteilen vor. Cumaryalkohol kommt nur bei den monocotylen (?) Pflanzen, also z.B. bei Palmen in größerer Menge vor.
Die Struktur von Lignin ist in der folgenden Abbildung zu sehen:

Lignin : (Ausschnitt)

Strukturfomel

3D-Struktur
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Rotation als Film (AVI)

 

Wie im Kapitel Cellulose noch näher beschrieben, bildet dieser Stoff so genannte Fibrillen, die wie Drähte die sekundäre Zellwand parallel durchziehen. Die Zwischenräume werden mit Lignin ausgefüllt. Das kann man sich wie Stahlbeton vorstellen: Cellulose ist der Stahl und Lignin der Beton.
Lignin ist nach Cellulose die häufigste organische Verbindung auf der Erde und macht bis 30 % von Holz aus.



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