Polysaccharide - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 176

Bild 108 Grundstruktur von Chitin, ein Polymer aus Acetyl- amino- substituierten Glucose-Molekülen ,
die über β-1,4-glykosidische Bindungen verbunden sind. Die Hydroxymethyl -Gruppen stehen in Ha-
worth-Projektion auf der gleichen Ringseite wie die Sauerstoffatome der glykosidischen Bindung , siehe
auch Bild 104 und Bild 105.

Stärke (siehe Kap. 4.4) besteht aus den beiden Hauptkomponenten Amylopektin und Amylose,
Polymere aus Glucose-Monomeren, die über -1,4-glykosidische Bindungen verknüpft sind

[2], [3], [13], [21] (siehe Bild 107 für Amylose). Dieser minimal erscheinende strukturelle
Unterschied führt zu einer helikalen Überstruktur der Glucoseketten im Polymer (siehe
Bild 162 und Bild 164) und damit zu grundsätzlich verschiedenen stofflichen Eigenschaften:
Cellulose ist als Strukturpolysaccharid nur für wenige Spezies wie Wiederkäuer, Termiten
(durch deren Darmbakterien) sowie Braunfäulepilze verdaubar bzw. abbaubar. Stärke als Re-
servepolysaccharid ist in Form beider Komponenten Amylose (unverzweigt) und Amylopektin
(verzweigt) z. B. auch vom Menschen kurzfristig metabolisierbar. Glykogen (siehe Kap. 4.4)
dient trotz eines sehr großen Polymerisationsgrades von bis zu 100.000 und Molmassen bis zu
16 Millionen g/mol aufgrund seines noch höheren Verzweigungsgrads als Amylopektin als
schnell mobilisierbarer Energiespeicher in Muskulatur und Leber [2], [3].
Chitin wiederum, siehe Kap. 4.3 und Bild 108, besteht wie Cellulose und Stärke aus Ketten
von Glucose-Molekülen und verfügt ebenso wie Cellulose über β-1,4-glykosidische Bindun-
gen. Allerdings ist bei Chitin die Hydroxylgruppe in 6-Position des Glucose-Sechsrings durch
eine Acetylaminogruppe ersetzt [2], [3], [13], [22]. Auch bei diesem Stoff ergeben sich trotz
der engen strukturellen Verwandtschaft zu Cellulose und Stärke erhebliche Unterschiede im
chemischen Verhalten. Bemerkenswert ist, wie groß die Auswirkungen dieser strukturellen
Unterschiede auf molekularer Basis für das makroskopische, werkstoffliche Verhalten der
Stoffe sind. „Lediglich“ die Orientierung der glykosidischen Bindung (

α

- oder β-glykosidisch)
entscheidet über die Ausbildung langgestreckter Ketten oder Helices, damit über Löslichkeit
und Unlöslichkeit in konventionellen Medien und damit auch über die Eigenschaft als Struk-
turpolysaccharid (Cellulose und Chitin) oder Reservepolysaccharid (Stärke und Glykogen) [3].

α