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Alkoholische Gärung (Fermentation)

Bei der alkoholischen Gärung entsteht auf anaerobem Weg aus Zuckern Energie für die Zellen. Laktat oder Alkohol entstehen als Nebenprodukte. Mit speziellen Bakterien können Milchprodukte (wie Joghurt) hergestellt werden. Mit Hefe, beispielsweise der Saccharomyces cerevisiae, kann durch Gärung Alkohol hergestellt werden. Das dabei entstehende Kohlendioxid wird beim Brotbacken genutzt.

Während der alkoholischen Gärung wandelt die Hefe Pyruvat in Alkohol (Ethylalkohol) um und setzt dabei Kohlenstoffdioxid frei. Die Pyruvatumwandlung erfolgt in zwei Schritten:

  • Freisetzung von Kohlenstoffdioxid aus Pyruvat, welches dann in Acetaldehyd umgewandelt wird
  • Reduktion des Acetaldehyds durch NADH zu Ethanol.

Diese Schritte führen zu einem kontinuierlichen Nachschub an NAD+ für die ATP-bildende Glykolyse.

Diagramm der alkoholischen Gärung. Der dicke Pfeil oben steht für die Glykolyse, bei der Glukose in Pyruvat umgewandelt wird und 2 ATP entstehen. Bei dieser Reaktion verbinden sich 2 ADP und 2 Phosphate, um 2 ATP zu erzeugen. Unter dem Glykolysepfeil befinden sich zwei Pfeile, die einen Kreis zwischen 2 NAD plus und 2 NADH und 2 H plus bilden. Rechts neben dem Kreis ist ein Kästchen, das anzeigt, dass 2 Pyruvat aus der Glykolyse in 2 Acetaldehyd und 2 Kohlendioxidmoleküle umgewandelt werden. Unterhalb dieses Kreises befindet sich ein Pfeil, der vom Acetaldehyd zu einer Struktur aus Ethanol führt, die als alkoholische Gärung bezeichnet wird. Ethanol kann als Biokraftstoff verwendet werden. Das Enzym Dehydrogenase wandelt Acetaldehyd in Ethanol um, um die alkoholische Gärung durchzuführen.

Abbildung 1: Alkoholische Gärung