eqiooki.de • Biologie • Gärung

Durch Gärungsprozesse decken viele Mikroorganismen wie Bakterien oder Hefepilze ihren Energiebedarf. Diese Lebewesen wandeln organische Stoffe, besondersKohlenhydrate [Zucker, Stärke] in niedrigmolekulare organische Stoffe wie Ethanol, Ethansäure Milchsäure, Buttersäure sowie verschiedene Gase [z.B. Kohlenstoffdioxid] um.

Schon seit Jahrtausenden bis in die Gegenwart nutzt der Mensch Gärungen, beispielsweise bei der Herstellung von Bier oder Wein, Sauerteigbrot, Gebäck, Sauerkraut, Käse oder Joghurt, Speiseessig oder Silofutter. Manche Gärungen dienen dazu, um Lebensmittel länger haltbar zu machen.

Dissimilation unter aeroben Bedingungen

z.B. Essigsäuregärung, Zellatmung, Fermentieren von Kakaosamen

Dissimilation unter anaeroben Bedingungen

z.B. alkoholische Gärung, Milchsäuregärung

Alkoholische Gärung

zur Erzeugung von Bio-Alkohol [genauer Ethanol] aus Traubenzucker o.a. Kohlenhydraten
durch Enzyme von Hefepilzen, z.B. Bier-, Wein- und Bäckerhefe
bei 15% Ethanolgehalt sterben die Hefepilze, so dass höherprozentiger Alkohol durch Destillieren erzeugt werden muss
dabei entweicht das Gas Kohlenstoffdioxid
Abbildung → hausübliche Apparatur zur Herstellung von Obstwein aus zuckerhaltigen Fruchtsäften; Gärröhrchen verhindert Zutritt von Sauerstoff, damit kein Essig entsteht
Bedingungen bei der Gärung → nicht zu niedrige Temperatur [Zimmertemperatur bei Rotwein, kälter bei Weißwein]; Gärungsdauer ca. 5–8 Tage mit Weinhefe

Gesamtreaktion

↓

Glucose → Ethanol + Kohlenstoffdioxid ; exotherm
C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ ; ΔH = –a kJ · mol^–1

Essigsäuregärung

Abbildung → Schnellessigverfahren
eine alkoholhaltige Flüssigkeit [Maische] lässt man mehrfach über Buchenholzspäne mit Essigsäurebakterien unter ständiger Belüftung rieseln [Zwischenprodukt: Ethanal CH₃CHO]
nach Filterung und kurzer oder längerer Lagerung wird der Essig in Flaschen oder Fässer abgefüllt — hochwertigen Balsamico–Essig [Aceto balsamico] lagert man oft viele Jahre z.B. in Eichenholzfässern; dabei wird er dickflüssiger [durch Wasserverdunstung] und süßlicher
bekannteste Speiseessigsorten » Speiseessig [3,5-5%-ig], Weinessig [etwa 6%-ig], Essigessenz [25%-ig]

Hauptreaktionen

↓

2 C₂H₅OH + O₂ → 2 CH₃CHO + 2 H₂O ; exotherm
2 CH₃CHO + O₂ → 2 CH₃COOH ; exotherm

Milchsäuregärung.

Milchsäurebakterien bauen dabei mit Hilfe von Enzymen Milchzucker [Lactose] schrittweise in Milchsäure ab
anaerobe Gärungsform
durch Milchsäure werden die Milcherzeugnisse [z.B. Quark, Joghurt, Schmand, Buttermilch usw.], Gemüse [z.B. Sauerkraut, Salzgurken] oder Tierfutter [Silage] länger haltbar gemacht

Buttersäuregärung.

bakterieller Abbau von Kohlenhydraten [z.B. Stärke, Zellulose, Zucker] oder [je nach Bakterienart] von Peptiden bzw. Aminosäuren zu Buttersäure [Butansäure] bzw. deren Salzen [Butyrate], Wasserstoff H₂ und Kohlenstoffdioxid CO₂, in geringen Mengen auch Ethansäure und/oder Ethanol
anaerobe Gärungsform
Verdauungsprozesse im Pansen der Wiederkäuer, Verderben von Butter u.a. Lebensmitteln [ranziger Buttersäuregeruch wahrnehmbar]

Biologie.

Gärung.