alkoholische Gärung

alkoholische Gärung, die anaerobe Bildung von Ethanol und Kohlenstoffdioxid aus Glucose. Je Glucosemolekül werden zwei Moleküle ATP gebildet.
Die a. G. wird weitgehend von Hefen und anderen Mikroorganismen durchgeführt, kann aber auch in den Geweben höherer Pflanzen, z.B. Karotten und Maiswurzeln, vorkommen. Pyruvat wird durch Pyruvat-Decarboxylase (EC 4.1.1.1) zu Acetaldehyd decarboxyliert, der dann durch Alkohol-Dehydrogase (EC 1.1.1.1) zu Ethanol reduziert wird (Abb.). Bilanz: C₆H₁₂O₆ + 2P_i + 2ADP → 2CH₃CH₂OH + 2CO₂ +2ATP. Tiere besitzen keine Pyruvat-Decarboxylase und können deshalb keine a. G. durchführen. Die a. G. wird schon seit langem von den Menschen genutzt und mittlerweile in industriellem Maßstab durchgeführt. Die wichtigsten Substrate sind die Monosaccharide D-Glucose, D-Fructose, D-Mannose und gelegentlich D-Galactose. In manchen Fällen können die Disaccharide Saccharose und Maltose und das Polysaccharid Stärke als Substrat dienen. Eine Nebenreaktion der alkoholischen Gärung führt zur Bildung von Fuselölen.
Geschichtliches. Die einfache Gleichung der alkoholischen Gärung, 1Glucose → 2CO₂ + 2Ethanol, wurde bereits 1815 von Gay-Lussac aufgestellt. Um 1857 vertrat Pasteur die Auffassung, dass die a. G. an lebende Organismen gebunden ist ("vitalistische Gärungstheorie"). Buchner widerlegte dies 1897 mit der Herstellung eines zellfreien Hefepresssaftes, der zur alkoholischen Gärung fähig war. Seine Entdeckung war gleichzeitig Ausgangspunkt für die moderne Enzymologie. Das ursprünglich als einheitlich aufgefasste Enzymsystem der alkoholischen Gärung wurde als "Zymase" bezeichnet. 1905 wurde die Rolle des Phosphats bei der alkoholischen Gärung erstmals von Harden und Young beschrieben. 1912 stellte Neuberg das erste Gärungsschema auf, das 1933 von Embden und Meyerhof verändert wurde.