Summary
Since in these studies wood is used as basic material for the isolation of cellulose the structure and the composition of this planty substance were considered in greater detail. New measurements of the fiber dimensions and the thickness of the cell wall layers of typical springwood and summerwood tracheids in combination with data obtained from literature led to a model showing the most probable distribution of cellulose, polyoses, and lignin within the cell wall. The ultrastructural composition of the wood cell wall has been deduced from the properties and the behaviour of the cell wall components. The described model will be the basis for subsequent considerations.
Zusammenfassung
Da bei diesen Untersuchungen Holz das Ausgangsmaterial zur Isolierung von Cellulose bildet, wurden die Struktur und die Zusammensetzung dieser pflanzlichen Substanz näher betrachtet. Neue Messungen der Faserdimensionen und der Dicke der einzelnen Wandschichten typischer Früh- und Spätholztracheiden in Verbindung mit Literaturwerten führten zu einem Modell, das die wahrscheinlichste Verteilung von Cellulose, Polyosen und Lignin innerhalb der Zellwand zeigt. Die ultrastrukturelle Zusammensetzung der verholzten Zellwand wurde aus den Eigenschaften und dem Verhalten der Zellwandkomponenten abgeleitet. Das beschriebene Modell wird die Grundlage für nachfolgende Betrachtungen bilden.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Similar content being viewed by others
References
Alinče, B.: Zur Frage der Dichte an Cellulose sorbierten Wassers. Svensk Papperstidn. 65 (1962) 216–221
Asunmaa, S., and P. W. Lange: The Distribution of “Cellulose” and “Hemicellulose” in the Cell Wall of Spruce, Birch and Cotton. Svensk Papperstidn. 57 (1954) 501–516.
Bailey, A. J.: Lignin in Douglas Fir. Composition of the Middle Lamella. Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 8 (1936) 52–55.
Björkman, A.: Studies on Finely Divided Wood. Part. I. Extraction of Lignin with Neutral Solvent. Svensk Papperstidn. 59 (1956) 477–485,
Bogomolov, B. D.: Gidroliz. i Lesokhim. Prom. 9 (1956) 15–17 acc.
Brauns, F. E., and D. A. Brauns: The Chemistry of Lignin. Suppl. Vol. New York, N. Y., 1960: Academic Press.
Curran, C. E.: Some Relations Between Growth Conditions, Wood Structure, and Pulping Quality. Paper Trade J. 103 (1936) 200–204.
Dolmetsch, H.: Anzeichen für eine Kettenfaltung in der Feinstruktur der Cellulose. Kolloid-Z. 176 (1961) 63–64.
Fengel, D.: Elektronenmikroskopische Beobachtungen an Hemicellulosen. Naturwiss. 53 (1066) 18–19.
—: Untersuchungen zur übermolekularen Struktur der Zellwandbestandteile. Teil 1: Alkalilösliche Polysaccharide. Svensk Papperstidn. 70 (1967) 70–77.
Freudenberg, K.: Lignin: Its Constitution and Formation from p-Hydroxycinnamyl Alcohols. Science 148 (1965) 595–600.
Frey, H. P.: Über die Einlagerung des Lignins in die Zellwand. Holz Roh-Werkstoff 17 (1959) 313–318.
Frey-Wyssling, A.: Der Aufbau der pflanzlichen Zellwände. Protoplasma 25 (1936) 261–300
—: Ultraviolet and Fluorescence Optics of Lignified Cell Walls. In M. H. Zimmermann: The Formation of Wood in Forest Trees, pp. 153–167. New York, London, 1964: Academic Press.
Hägglund, E., and T. Johnson: Über die chemischen Eigenschaften und den verschiedenen Wert des Früh- und Spätholzes als Rohstoff für die Sulfitzellstoffabrikation. Zellst. u. Papier 7 (1927) 49–50.
Hale, J. D., and L. P. Clermont: Influence of Prosenchyma Cell-Wall Morphology on Basic Physical and Chemical Characteristics of Wood. J. Polymer Sci., Pt. C, No. 2 (1963) 253–261.
Hermans, P. H.: Contribution to the Physics of Cellulose Fibres. Amsterdam, Brussels, London, New York 1946: Elsevier.
Herzog, R. O., and W. Jancke: Ber. Dtsch. Chem. Ges. 53 (1920) 2162, acc. F. Kollmann (1951), p. 110.
Hess, K., H. Mahl and E. Gütter: Elektronenmikroskopische Darstellung großer Längsperioden in Zellulosefasern und ihr Vergleich mit den Perioden anderer Faserarten. Kolloid-Z. 155 (1957) 1–19.
Jayme, G., and D. Fengel: Beitrag zur Kenntnis des Feinbaus der Frühholztracheiden. Beobachtungen an Ultradünnschnitten von Fichtenholz. Holz Roh-Werkstoff 19 (1961) 50–55.
—: Elektronenoptische Beobachtungen über den Feinbau von Nadelholzzellen. Papier 16 (1962) 519–524.
Johansson, D.: Über Früh- und Spätholz in schwedischer Fichte und Kiefer und über ihren Einfluß auf die Eigenschaften von Sulfit- und Sulfatzellstoff. Holz Roh-Werkstoff 3 (1940) 73–78.
Kollmann, F.: Technologie des Holzes und der Holzwerkstoffe. Bd. 1. Berlin, Göttingen, Heidelberg, 1951: Springer.
Kratky, O.: Die übermolekulare Struktur der Zellulose. Kolloid-Z. 96 (1941) 301–310.
Lange, P. W.: The Distribution of Lignin in the Cell Wall of Normal and Reaction Wood from Spruce and a few Hardwoods. Svensk Papperstidn. 57 (1954) 525–532.
Mark, R. E.: Cell Wall Mechanics of Tracheids. New Haven, London, 1967: Yale University Press.
Marx-Figini, M., and G. V. Schulz: Über die Kinetik und den Mechanismus der Biosynthese der Cellulose in den höheren Pflanzen (nach Versuchen an den Samenhaaren der Baumwolle). Biochim. Biophys. Acta 112 (1966) 81–101.
Meier, H.: The Distribution of Polysaccharides in Wood Fibers. J. Polymer Sci. 51 (1961) 11–18.
—: General Chemistry of Cell Walls and Distribution of the Chemical Constituents across the Walls. In: M. H. Zimmermann: The Formation of Wood in Forest Trees, pp. 137–151, New York, London, 1964: Academic Press.
—, and A. Welck: Über den Ordnungszustand der Hemicellulose in den Zellwänden. Svensk Papperstidn. 68 (1965) 878–881.
Meyer, K. H., and H. Mark: Über den Bau des krystallisierten Anteils der Cellulose. Ber. Dtsch. Chem. Ges. 61 (1928) 593–614.
—, and L. Misch: Position des atomes dans le nouveau modèle spatial de la cellulose. Helv. Chim. Acta 20 (1937) 232–244.
Nishikawa, S., and S. Ono: Proc. Math. Physic. Soc. Tokyo 7 (1913) 131, acc. F. Kollmann (1951) p. 110.
Ritter, G. J.: Distribution of Lignin in Wood. Ind. Eng. Chem. 17 (1925) 1194–1197.
—, and L. C. Fleck: Chemistry of Wood. IX. Springwood and Summerwood. Ind. Eng. Chem. 18 (1926) 608–609.
Roelofsen, P. A.: The Plant Cell Wall, Berlin, 1959: Gebr. Borntraeger.
Scharkow, W. I., and S. W. Sobjezki: Žurn. prikl. chimii 21 (1948) 664, acc. N. I. Nikitin: Die Chemie des Holzes, p. 360, Berlin 1955: Akademie-Verlag.
—, and coworkers: Zurn. prikl. chimii 34 (1961) 2508–2515, acc. K. Kürschner: Chemie des Holzes, p. 24, Berlin, 1966: Cram.
Scherrer, P.: Götting. Nachr. 1918, p. 98, acc. F. Kollmann (1951) p. 110.
Seifert, J.: Unpublished results, personal communication (1969).
Smith, D. M.: Rapid Measurement of Tracheid Cross-sectional Dimensions of Conifers: Its Application to Specific Gravity Determinations. For Prod. J. 15 (1965) 325–334.
—, and R. B. Miller: Methods of Measuring and Estimating Tracheid Wall Thickness of Redwood (Sequoia sempervirens [D. Don.] Endl.). Tappi 47 (1964) 599–604.
Stamm, A. J.: Wood and Cellulose Science. New york 1964: Ronald.
—, and L. A. Hansen: The Bonding Force of Cellulose Materials for Water. J. Phys. Chem. 41 (1937) 1007.
Tønnesen, B. A., and E. Ellefsen: Chain Folding—a Possibility to be Considered in Connection with the Cellulose Molecule. Norsk Skogind. 14 (1960) 266–269.
Vorreiter, L.: Holztechnologisches Handbuch. Wien, 1949: Fromme.
—: Rechnungsmäßige Bestimmung der Zellwanddichte aus den Holzkonstituenten. Holz Roh-Werkstoff 13 (1955) 185–188.
Wardrop, A. B., and H. E. Dadswell: The Development and Structure of Wood Fibres. APPITA-Proc. 8 (1954) 6–26.
Wilfong, J. G.: Specific Gravity of Wood Substance. For. Prod. J. 16 (1966) No. 1, 55–61.
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Dedicated in appreciation to my esteemed teacher Prof. Dr.-Ing. Georg Jayme, on the occasion of his 70th birthday.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Fengel, D. The ultrastructure of cellulose from wood. Wood Science and Technology 3, 203–217 (1969). https://doi.org/10.1007/BF00367212
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00367212