de afbraak van cellulose vindt plaats onder invloed van het enzym hydrolase. Welke rol vervuld dit enzym in chemische zin?

Het is een katalysator, dwz de stof moet aanwezig zijn om de afbraak mogelijk te maken, maar wordt niet zelf verbruikt.

het "hakt" de lange koolstofketen van cellulose in stukjes, waardoor het verteerd kan worden, veel dieren en mensen bezitten dit enzym niet en kunnen daarom geen gras etc eten/ verteren.
Enzymen kunnen hergebruikt worden, het zijn een soort bio-katalysatoren en kunnen een enorme veelvoud van hun eigen massa aan-in dit geval- cellulose splitsen, het is in werking wat te vergelijken met amylase wat de lange koolstofketen van zetmeel in stukjes suiker knipt. Door verdere verdunning en ongunstige pH wordt het echter op den duur onwerkzaam. de meeste enzymen werken bij lichaamstemperatuur en volgen een andere activiteitscurve als die van chemische reacties, hun activiteitscurve lijkt meer op die van biologische processen, waarbij (tot het optimum) de reactiesnelheid per 10 graden een factor 10 verandert,
bij 30 graden zal het ongeveer 10X zo actief zijn als bij 20 graden, terwijl chemische reactiesnelheden per 10 graden temperatuurverhoging -ook met katalysatoren-ongeveer verdubbelen.

Even bij het begin beginnen: een "hydrolase" is elk willekeurig enzym dat helpt een chemische verbinding te splitsen (of te vormen) een dat hiervoor gebruik maakt van een water molecuul. Het enzym dat zorgt voor de verteerbaarheid van cellulose is een lid van deze familie van enzymen, en wordt genaamd cellulase. Er zijn zelfs meerdere soorten cellulasen, maar dat nu even terzijde.

Cellulose is niets anders dan heel veel glucose moleculen aan elkaar verbonden door middel van β(1-4) verbindingen. Deze verbindingen tussen de eenheden van een cellulose molecuul zijn zeer slecht verteerbaar voor de meeste dieren, omdat de hydrolases waarover b.v. een mens beschikt, niet geschikt zijn om deze specifieke verbinding te splitsen. Cellulose is in zeer beperkte mate verteerbaar, zelf voor onze darmen, maar juist vanwege de β(1-4) verbinding tussen de glucose moleculen, staan alle moleculen gerangschikt in een platte, lineaire structuur, waardoor de hele lange ketens die ontstaan, zich sterk aan elkaar kunnen verbinden door middel van waterstofbruggen. Zo ontstaan dus de lange, taaie, onverteerbare vezels van cellulose, waar onze eigen enzymen geen grip krijgen, en die voor de structurele stabiliteit van een plant zorgen.
De cellulose ketens zijn helemaal lineair, en hebben tevens geen "zijtakjes", in tegenstelling tot glycogeen of zetmeel. Dus onze enzymen kunnen slechts aan één uiteinde van de keten steeds maar één glucose hydrolyseren, en dat draagt bij aan de slechte verteerbaarheid. Disacchariden zoals lactose of saccharose kunnen razendsnel verteerd worden, uiteraard. En dat allemaal vanwege de specifieke β(1-4) verbinding tussen de glucose moleculen!

De symbiotische bacteriën in de darmen van een aantal dieren (waaronder herkauwers en termieten) zijn in staat om met behulp van cellulase de cellulose af te breken en kleinere polysacchariden te laten ontstaan, die makkelijker verteerd kunnen worden. Cellulase is dus geen speciaal enzym om de β(1-4) verbinding af te breken, maar om de grote vezels te "ontrafelen", als je begrijpt wat ik bedoel, zodat andere enzymen aan de slag kunnen, in plaats van alleen aan één uiteinde van de hele lange, onverteerbare keten, op meerdere plaatsen tegelijk zodra de cellulose in stukjes is geknipt, om het een beetje plat uit te leggen.

Cellulose wordt door anaërobe bacteriën omgezet (gefermenteerd) in vetzuren (mierezuur, azijnzuur, propionzuur en boterzuur), melkzuur, barnsteenzuur, ethanol, waterstof en kooldioxide.Vervolgens zetten acetogene bacteriën deze verbindingen om tot azijnzuur en nog meer kooldioxide en waterstof.
Azijnzuur, kooldioxide en waterstof kunnen vervolgens door methanogene bacteriën omgezet worden in methaan.
Onder sulfaatreducerende condities worden de lagere zuren door sulfaatreducerende bacteriën omgezet in kooldioxide en waterstofsulfide.