Wie funktioniert gärung (schaubild)?
Ich verstehe das Schaubild nicht
2 Antworten
Gärungen sind Stoffwechselprozesse, die beim anaeroben (sauerstofffreien) Abbau von Zucker (Glykolyse) notwendig sind. Bei der Glykolyse wird Traubenzucker (Glucose) schrittweise zu Pyruvat abgebaut. Dabei wird Energie frei, die in Form von ATP gespeichert wird. ATP (Adenosintriphosphat) ist sozusagen die universelle Energiewährung des Lebens. Wo immer ein Körper Energie verbraucht, wird sie vom ATP geliefert. Für die Glykolyse wird NAD+ benötigt, das dabei in NADH2 umgewandelt wird. Irgendwann wäre der ganze Vorrat an NAd+ aufgebraucht und vollständig zu NADH2 umgewandelt. Bei der aeroben Glykolyse ist das kein Problem, weil in der Atmungskette (Endoxidation) NADH2 wieder zu NAD+ regeneriert wird. Bei der anaeroben Glykolyse findet aber keine Endoxidation statt. Wenn alles NAD+ aufgebraucht wäre, dann würde daher die gesamte Glykolyse zum Erliegen kommen. Damit das nicht passiert, sind Gärungsreaktionen notwendig. Gärungen sind Stoffwechselwege, die ohne Sauerstoff auskommen. Zu den Gärungsreaktionen gehören z. B. die Milchsäuregärung oder eben auch die alkoholische Gärung, die z. B. Hefen durchführen.
Wir erinnern uns: Glucose wird in der Glykolyse zu Pyruvat abgebaut. Dabei wird NAD+ zu NADH2. Das Pyruvat wird nun in zwei Schritten weiter verarbeitet. Zuerst spaltet das Enzym Pyruvat-Decarboxylase vom Pyruvat Kohlendioxid (CO2) ab. Aus dem Pyruvat wird dadurch Acetaldehyd. Das nimmt nun ein zweites Enzym, die Alkohol-Dehydrogenase. Die schnappt sich außerdem ein NADH2 und überträgt die beiden Wasserstoffatome auf das Acetaldehyd. Es entsteht Ethanol (Alkohol). Aus dem NADH2 wird wieder NAD+, das nun wieder in der Glykolyse genutzt werden kann.
Die alkoholische Gärung machen wir uns auf verschiedene Weise zu Nutze. Wenn wir z. B. Brot backen, geben wir Hefe zum Teig. Die Hefe baut den Zucker (Mehl besteht aus Stärke und Stärke ist nichts anderes als eine lange Kette von Zuckerbausteinen) zu CO2 und Alkohol ab. Der Alkohol verfliegt später beim Backen, das CO2 sorgt dafür, dass der Teig aufgeht und schön luftig und locker wird.
Und auch beim Bierbrauen geschieht das Gleiche. Malz ist nichts anderes als Getreide (Gerste oder Weizen), das speziell behandelt wird. Durch Erhitzen werden Entyme aktiviert, die die Stärke zu Zucker abbauen. Hopfen wird zugegeben, um das Bier haltbarer zu machen und um ihm seinen bitteren Geschmack zu verleihen. Im Gärtank wird dann Hefe zugegeben. Die frisst den Zucker und produziert dabei Alkohol und CO2. Das CO2 löst sich dabei in der Flüssigkeit als Kohlensäure.
Die schaubilder zeigen, wie zucker in alkohol und kohlenstoffdioxid umgewandelt wird Der Prozess wird gärung genannt und findet in einem fermenter statt. Zu Beginn werden Hefen in den fermenter gegeben, die den zucker in alkohol und kohlenstoffdioxid umwandeln. Der entstehende alkohol wird dann abgezogen und das kohlenstoffdioxid wird in die Athmosphäre abgelassen, Das Schaubild zeigt die verschiedenen Stufen der gärung und wie sich der alkohol- und kohlenstoffdioxidgehalt im Laufe des Prozesses verändert