Was sie sind und wie viel
Gießt man Alkohol oder Aceton über Sägemehl, färbt sich die Flüssigkeit und riecht nach Harz. Alles, was sich gelöst hat, sind Extraktstoffe. Meist sind es einige Prozent der Holzmasse.
Extraktstoffe sind Verbindungen, die nicht zum Gerüst der Zellwand gehören und sich mit neutralen Lösungsmitteln entfernen lassen, ohne es zu zerstören. Sie gliedern sich in drei große Gruppen: Terpene und Terpenoide (einschließlich Harzsäuren), Fette, Wachse und Sterine sowie phenolische Verbindungen. In der Holzanalyse werden sie zuerst entfernt, damit sie die Lignin- und Kohlenhydratergebnisse nicht verfälschen.
Terpene und Harz
Nadelbaumharz riecht wegen der Terpene nach Kiefer. Durch Destillation des Balsams gewinnt man Terpentin, und der Rückstand ist Kolophonium, das für Geigenbögen sowie in Klebstoffen und Farben verwendet wird.
Terpene sind aus C5-Isopreneinheiten aufgebaut. Flüchtige Monoterpene (α- und β-Pinen, 3-Caren) bilden das Terpentin; nichtflüchtige diterpenoide Harzsäuren (Abietin- und Pimarsäuretyp) bilden das Kolophonium. Das Harz befindet sich in den Harzkanälen und im Parenchym der Nadelhölzer. Beim Sulfataufschluss von Nadelholz werden die Terpene als Sulfatterpentin abdestilliert, während Harz- und Fettsäuren als Seife aufschwimmen, die mit Schwefelsäure angesäuert wird, wobei rohes Tallöl entsteht.
Fette, Wachse und Sterine
In den lebenden Zellen des Splintholzes speichert der Baum Fette, ähnlich wie wir Energie speichern. Die Birkenaußenrinde ist reich an Betulin, dem sie ihre weiße Farbe größtenteils verdankt.
Fette (vor allem Triglyceride ungesättigter Fettsäuren, besonders Linol- und Ölsäure) und Sterine (β-Sitosterin) reichern sich in den Parenchymzellen des Splintholzes an. Bei der Holzlagerung hydrolysieren Triglyceride zu freien Fettsäuren. Laubhölzer enthalten praktisch keine Harzsäuren: Ihre lipophilen Extraktstoffe bestehen hauptsächlich aus Fetten, Wachsen und Sterinen. Die Birkenaußenrinde ist reich am Triterpen Betulin.
Phenolische Verbindungen
Das Kernholz vieler Holzarten ist mit phenolischen Stoffen getränkt. Sie sind giftig für Pilze, daher fault Kernholz langsamer. Eiche gibt solche Verbindungen an Wein ab, der im Fass reift, und aus Lärche gewinnt man Dihydroquercetin.
Zu den phenolischen Extraktstoffen gehören Stilbene (Pinosylvine im Kiefernkernholz), Lignane (besonders reichlich in Fichtenästen, vor allem Hydroxymatairesinol), Flavonoide (Dihydroquercetin, auch Taxifolin genannt, im Lärchenkernholz) und Gerbstoffe (hydrolysierbare Gerbstoffe der Eiche, kondensierte Gerbstoffe der Rinde). Sie entstehen bei der Kernholzbildung und schützen das Kernholz vor biologischem Befall.
Warum sie wichtig sind
Extraktstoffe bestimmen Farbe, Geruch und Dauerhaftigkeit des Holzes. Bei der Papierherstellung kann Harz an den Maschinen kleben. Und Nebenprodukte des Aufschlusses, Terpentin und Tallöl, sind selbst wertvolle Rohstoffe.
Extraktstoffe beeinflussen Farbe und Geruch des Holzes, die natürliche Dauerhaftigkeit des Kernholzes sowie Verleimung und Oberflächenbehandlung. In der Zellstoff- und Papierherstellung verursachen lipophile Extraktstoffe Pechprobleme (Ablagerungen an Anlagen und im Papier). Sulfatterpentin, Tallöl und Kolophonium sowie Betulin und Dihydroquercetin dienen als chemische Rohstoffe.
Wichtige Fakten
- Kiefer, Sjöström
- 3,5 %
- Birke, Sjöström
- 3,2 %
- Gruppen
- Terpene, Fette, Phenolverbindungen
- Terpentin
- C10-Monoterpene
- Kolophonium
- C20-Harzsäuren
- Nebenprodukt des Aufschlusses
- Tallöl
Quellen zu diesem Kapitel
- Sjöström E. Wood Chemistry: Fundamentals and Applications. 2nd ed. San Diego: Academic Press, 1993.
- Fengel D., Wegener G. Wood: Chemistry, Ultrastructure, Reactions. Berlin; New York: De Gruyter, 1984.
- Ek M., Gellerstedt G., Henriksson G. (eds.) Wood Chemistry and Wood Biotechnology. Pulp and Paper Chemistry and Technology, vol. 1. Berlin: De Gruyter, 2009.
- Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров: учебник. 2-е изд. СПб.: Лань, 2010.