Gärung (alkoholische G. & Milchsäure-Gärung)

1. Einführung

Was zum Teufel ist eigentlich Gärung?
Gärung ist, grob gesagt, der Abbau von Glukose in einer Zelle unter Sauerstoffausschluss, also OHNE Sauerstoff.

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2. Alkoholische Gärung

Bei der alkoholischen Gärung gibt es zwei Reaktionen.

1.
Zunächst werden aus einem Molekül Glukose zwei Molekühle Brenztraubensäure hergestellt. Das geschieht mithilfe von Glycolyse (--> siehe Beitrag "Glycolyse") Generell werden bei der Glycolyse 2 Moleküle ADP mit 2 Molekülen Phosphor zum Energielieferanten ATP umgewandelt. Außerdem werden zwei Moleküle NAD+ in zwei Moleküle NADH umgewandelt.
Das Ergebnis der Glycolyse-Reaktion sind dann 2 Moleküle Brenztraubensäure mit je drei Kohlenstoff-Atomen.

2.
2 Moleküle CO₂ abgegeben und 2 Moleküle NADH + 2 Moleküle ionisierter Wasserstoff werden zu 2 NAD+ umgewandelt.
Am Ende dieses Prozesses, der KEINEN Sauerstoff benötigt hat, steht das Endprodukt der alkoholischen Gärung: Ethanol (2 Moleküle)

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2.1. Beispiel für die alkoholische Gärung: Hefe

ES gibt Organismen (wie z.B. einige Bakterien), die sowohl mit als auch ohne Sauerstoff überleben können. Dazu gehört auch die Hefe. Sie atmet "anaerob" (also ohne Sauerstoff), wenn nicht genug Sauerstoff vorhanden ist, andererseits aber genug Zucker vorhanden ist. Dann wandelt die Hefe den Zucker (Glukose) in Ethanol (Alkohol) um.
Daher wird Hefe zur Alkohol-Herstellung genutzt.

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3. Milchsäuregärung

Die 1. Reaktion ist genau wie bei der alkoholischen Gärung (Glycolyse). Das Zwischenprodukt ist ebenfalls Brenztraubensäure.

Der Unterschied zur alkoholischen Gärung liegt also in der zweiten Reaktion:
Bei der alkoholischen Gärung wurde CO₂ abgegeben. Das geschieht bei der Milchsäuregärung NICHT, sodass am Ende dieser zweiten Reaktion 2 Moleküle mit je 3 Kohlenstoffatomen stehen: die Milchsäure.

Brenztraubensäure wird hier also lediglich in Milchsäure umgewandelt und behält somit alle 3 Kohlenstoff-Atome - nicht wie bei der alkoholischen Gärung, wo 2 Kohlenstoff-Atome in Form von CO₂ abgegebn werden.

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3.1. Beispiel für die Milchsäuregärung: Muskelkater

Natürlich gibt es auch ein schönes Beispiel für die Milchsäure-Gärung. Dafür muss man gar nicht so weit weg schauen, denn die Milchsäure-Gärung kannst du direkt an deinem Körper "beobachten". Denn unsere Muskelzellen sind zur Atmung nach dem Milchsäure-Gärungs-Prinzip fähig.

Wenn beim Laufen oder anderen körperlichen Betätigungen nicht genügend Sauerstoff vorhanden ist, wird Energie über die Milchsäure-Gärung gewonnen. Die dabei entstandene Milchsäure muss von der Leber erst abgebaut werden - und bis das passier ist, merkt ihr das als Muskelkater.

Die Milchsäure wird zunächst in die Leber transportiert und dort in Brenztraubensäure umgewandelt.