Methylcellulose

Methylcellulose (fachsprachlich, standardsprachlich Methylzellulose) ist eine chemische Verbindung die von Cellulose abgeleitet ist. Es ist ein hydrophiles weißes Pulver und löst sich in kaltem (aber nicht in heißem) Wasser auf und bildet dabei eine zähflüssige Lösung oder ein Gel. Es wird unter einer Vielzahl der Handelsnamen verkauft und als Verdickungsmittel und Emulgator in verschiedenen Nahrungsmittel- und Kosmetikprodukten und auch als Behandlung von Verstopfung (wirkt bei mehr als etwa 10 Gramm abführend) verwendet. Wie Cellulose ist es nicht verdaulich, nicht allergen und nicht giftig.

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Gewinnung und Darstellung

Methylcellulose tritt nicht natürlich auf und wird synthetisch produziert, indem Cellulose in eine heiße, alkalische Lösung (eine Lauge, zum Beispiel Natriumhydroxid) gegeben und mit Methylhalogeniden behandelt wird.

Methylcellulose wird technisch durch die Umsetzung von alkalisch vorbehandelter Cellulose mit Methylchlorid bei erhöhter Temperatur unter Druck hergestellt. ^[1]

Chemische Eigenschaften

Chemisch ist Methylcellulose ein Methylether von Cellulose und entsteht durch Ersetzen der Wasserstoffatome der Hydroxylgruppen mit Methylgruppen. Auch Cellulosemischether, die zusätzlich 2-Hydroxyethyl-, 2-Hydroxypropyl- oder 2-Hydroxybutyl-Gruppen (siehe Hydroxypropylmethylcellulose) enthalten, werden als Methylcellulose bezeichnet, was die Zuordnung des Begriffs zu einer speziellen Substanz erschwert.

Es gibt unterschiedliche Arten von Methylcellulose, abhängig von der Zahl der Hydroxylgruppen die ersetzt werden. Cellulose ist ein Kettenmolekül das aus zahlreichen verbundenen Glucosemolekülen besteht, von denen jedes drei Hydroxylgruppen besitzt. Der Grad des Ersatzes (degree of substitution, DS) einer gegebenen Form von Methylcellulose wird wie die durchschnittliche Zahl ersetzten Hydroxylgruppen pro Glucose definiert. Das theoretische Maximum ist folglich ein DS von 3,0, gleichwohl typischere Werte 1,3 bis 2,6 sind.

Methylcellulose löst sich in kaltem Wasser auf, wobei die Löslichkeit mit höherem DS-Wert abnimmt, weil die polaren Hydroxylgruppen zunehmend durch unpolare Ethergruppen ersetzt sind. Die Substanz ist in heißem Wasser schwerer löslich, was den Effekt hat, dass das Erhitzen einer gesättigten Lösung von Methylcellulose zu dessen ausfallen führt. Die Temperatur, bei der dieser Effekt auftritt, hängt vom DS-Wert ab.

Eine Lösung von Methylcellulose mit kaltem Wasser vorzubereiten ist jedoch schwierig, da das Pulver bei Kontakt mit Wasser verklumpt.

Im Gegensatz zur Cellulose quellen modifizierte Abkömmlinge wie die Methylcellulose in Wasser.

Verwendung

Methylcellulose ist eine vielfältig einsetzbare Verbindung. So werden Methylcellulosen als Verdickungs-, Binde-, Klebe-, Dispergier-, Suspendier-, Emulgier-, Sedimentations-, Filterhilfs-, Flockungs-, Quell-, Gleit- und Wasserrückhaltemittel, sowie als Schutzkolloid und Filmbildner eingesetzt. Methylcellulose wird häufig auch Haarshampoos, Zahnpasten und flüssigen Seifen hinzugefügt, um ihre charakteristische, starke Konsistenz zu erzeugen.

Lebensmittel

Im Lebensmittelbereich sind Methylcellulosen als Gelier- und Verdickungs- und Überzugsmittel, sowie als Emulgator und Stabilisator häufig Bestandteil von Speiseeis, Backwaren, Kuchencremes, Mayonnaise, Instantprodukten und Tiefkühlkost.

Methylcellulose (Zusatzstoffnummer E 461) wie auch andere chemisch-modifizierte Abkömmlinge der Cellulose (E 463 bis 469) sind in der EU als Lebensmittelzusatzstoff für verschiedene Verwendungszwecke zugelassen.^[2]

Behandlung der Verstopfung

Methylcellulose wird nicht durch den Darm aufgenommen, zieht große Mengen Wasser an und wirkt deshalb abführend. Sie wird verwendet, um Verstopfung, Diverticulosis, Hämorrhoiden und Reizdarmsyndrom zu behandeln. Sie sollte mit genügenden Mengen Flüssigkeit genommen werden, um Dehydratisierung zu verhindern.

Weil sie Wasser und möglicherweise gesundheitsschädliche Stoffe aufnimmt und die Viskosität erhöht, kann sie auch verwendet werden, um Diarrhöe zu behandeln.

Kleber

Methylcellulose kann als milder Klebstoff eingesetzt werden, der mit Wasser abgewaschen werden kann. Zum Beispiel kann sie zur Fixierung bei der Restaurierung empfindlicher Kunstgegenstände Anwendung finden. Methylcellulose ist der Hauptbestandteil in vielen Tapetenkleistern.

Baumaterialien

Methylcellulose findet eine Hauptanwendung bei Baumaterialien. Es wird trockenen Mischungen von Mörtel hinzugefügt, um die Eigenschaften des Mörtels wie Wasserrückhaltung, Viskosität, Adhäsion zu den Oberflächen zu verbessern.

Zellkulturen/Virologie

Methylcellulose wird auch als Grundstoff für Zellkulturen benutzt, um die Reproduktion von Viren zu studieren.

Spezialeffekte

Das schleimige, klebrige Aussehen einer passenden Mischung von Methylcellulose mit Wasser, zusätzlich zu seinen ungiftigen, nicht-allergenen Eigenschaften, macht es zu einer gern benutzten Substanz bei Spezialeffekten in der Fotografie und im Fernsehen, wo Schlamm oder schleimige Substanzen benötigt werden. Im Film Ghostbusters beispielsweise war die klebrige Substanz einiger Geister meistens eine starke Wasserlösung von Methylcellulose. Methylcellulose wird auch in der pornographischen Industrie häufig benutzt um Sperma zu simulieren, was aus gesundheitlichen Gründen besser als z. B. Kondensmilch ist.

Quellen

1. ↑ http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/9/mac/funktionspolymere/verdicker/verdickungsmittel.vlu/Page/vsc/de/ch/9/mac/funktionspolymere/verdicker/mecell.vscml.html
2. ↑ http://www.zusatzstoffe-online.de/zusatzstoffe/176.e461_methylzellulose.html