Alkoholische Gärung – Was ist das? Eine Definition

Die alkoholische Gärung ist der biochemische Prozess, bei dem Zucker unter der Einwirkung von Hefepilzen und unter Ausschluss von Sauerstoff in Alkohol umgewandelt wird. Sie wird insbesondere bei der Herstellung alkoholischer Getränke wie Wein oder Bier, beim Aufgehen des Teigs in der Bäckerei (durch das freigesetzte Kohlendioxid) oder auch bei der industriellen Herstellung von Ethanol (z. B. für Biokraftstoff) eingesetzt.

Im anaeroben Milieu wandelt die Hefe Glukose gemäß der Gleichung C6H12O4 > 2CH5OH + 2CO2 in Ethanol und Kohlendioxid um. In diese Gleichung greift die Hefe nicht direkt ein, sondern spielt eine Rolle als Katalysator.

Die alkoholische Gärung ist ein exothermer Prozess, bei dem Wärme entsteht. Da überschüssiges Ethanol für Hefe giftig ist, kann die alkoholische Gärung nicht zur Herstellung von hochprozentigen Alkoholen (über 14% bis 16%) verwendet werden. Diese werden daher durch Destillation hergestellt.

Die alkoholische Gärung des Weins

Die Weinherstellung beginnt nach dem Keltern, wenn der Traubenmost mit dem Trester, der Haut der Weintraube, in Kontakt kommt, die von Natur aus Hefe enthält (Saccharomyces cerevisiae, auch Bierhefe oder Bäckerhefe genannt). Die Maische wird in große Edelstahltanks gefüllt, deren Volumen zwischen 25 und mehreren hundert Hektolitern schwankt.

Wissenswertes

Die Kontrolle der Belüftung und der Temperatur ist für den Gärungsprozess von Wein von entscheidender Bedeutung: Eine zu niedrige Temperatur stoppt oder verlangsamt die Reaktion, eine zu hohe Temperatur kann die Hefe abtöten und die geschmacklichen Eigenschaften des Weins beeinträchtigen, indem sie einen bitteren oder grasigen Geschmack entstehen lässt. Die ideale Temperatur liegt daher bei 25-30 °C für Rotwein und 18-20 °C für Weißwein. Auch wenn der Prozess anaerob ist, also ohne Sauerstoff stattfindet, benötigt er dennoch etwas Sauerstoff. Nur so können sich die Hefepilze vermehren.

Während der Gärung, die zwischen einer und drei Wochen dauert, werden weitere sekundäre Verbindungen freigesetzt:

• Glycerin (das dem Wein seine Cremigkeit verleiht)
• Bernsteinsäure
• Essigsäure
• aromatische Verbindungen (die Ester)

Bei Rotwein wird in der Regel eine zweite Gärung durchgeführt, die sogenannte malolaktische Gärung. Bei dieser werden Bakterien eingesetzt, die die Äpfelsäure in Milchsäure umwandeln, um den herben Geschmack des Weins zu beseitigen.

Die alkoholische Gärung im biologischen Stoffwechsel

Die alkoholische Gärung wird von Hefen als alternativer Stoffwechselweg genutzt, wenn ihnen kein Sauerstoff mehr zur Verfügung steht. Dadurch können sie vorübergehend Energie aus Zucker herstellen. Glukose wird dabei in Adenosintriphosphat (ATP) umgewandelt, gemäß der Gleichung C6H12O6 + A2 ADP + 2Pi > 2C2H5OH+ 2CO2+ 2 ATP (ADP = Adenosindiphosphat und Pi = Phosphatradikal).

Dieser Mechanismus ist jedoch viel weniger effizient als die Atmung, da er 2 ATP-Moleküle pro Glukosemolekül erzeugt, während es bei der Atmung 36 sind.

Urhebender Autor: Céline Deluzarche