Fermentation

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Synonym: Gärung
Englisch: fermentation

1. Definition [bearbeiten]

Die Fermentation von Lateinisch fermentum (Gärung) bezeichnet die biologische Verwertung von biologischen Material durch Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder auch Einzeller.

Man unterscheidet verschiedene Formen der Gärung.

Nach Pasteur wird die Fermentation als die Verstoffwechselung ohne Zufuhr von Sauerstoff, anaerob, bezeichnet. Heutztage ist dies aber überholt.

Fermentation und Gärung müssen jedoch voneinander abgegrenzt werden. Diese werden zwar als Synonym verwendet und definieren gleiche Vorgänge, umfassen aber verschiedene Teile oder nur bestimmte Abschnitte. Auch der volksmündliche Gebrauch ist verschieden. In der deutschen Sprache wird der Begriff Fermentation in mindestens 3 verschiedenen Bezügen verwendet:

1. Gärung in der neueren Bedeutung als biotischer Energiestoffwechsel ohne Einbeziehung von Sauerstoff
2. Veränderungen biotischen Rohmaterials, eingeleitet zur Herstellung bestimmter Produkte. (Siehe auch Bioreaktor)
3. Biotechnologisch gesteuerte Vorgänge, unabhängig davon, ob sie mit oder ohne Sauerstoff ablaufen.

Die eigentliche Gärung im naturwissenschaftlichen Sinne:

Mikrobieller Abbau organischer Stoffe ohne Einbeziehung von externen Elektronenakzeptoren wie beispielsweise Sauerstoff (O₂) zum Zweck der Energiegewinnung.

Die Fermentation im wirtschaftlich-wissenschaftlichen Sinne:

Biologische Verwertung von biologischen Material durch Mikroorganismen"

2. Arten [bearbeiten]

1. Milchsäuregärung
2. Alkoholische Gärung
3. Propionsäuregärung
4. Buttersäuregärung
5. Ameisensäuregärung
6. 2,3-Butandiolgärung
7. Homoacetatgärung

3. Biologische Bedeutung [bearbeiten]

Milchsäuregärung als wichtigste Gärungsform hilft Mikroorganismen, bei Abwesenheit von Sauerstoff Energie (ATP) zu gewinnen. Hierbei verläuft anstelle des Citratzyklus und der Atmungskette, eine unvollständige Glykolyse mit dem Produkt der Milchsäure und die Substratkettenphosphorylierung. Es kommt zur schnellen Umsetzung von Glucose und zur Synthese von ATP. Dieser Stoffwechselweg hilft Organismen für eine kurze Zeit ohne Sauerstoff auszukommen (Anaerobe, fakultativ anaerobe Bakterien).

Lebenwesen, welche zur Energigewinnung primär eine Gärung betreiben nennt man primäre Gärer (z.B Hefezellen, Saccharomyces sereviseae). Lebewesen, die wiederum Produkte von primären Gärer wiederverwenden und zu Kohlendioxid, Acetat oder Wasserstoff abbauen, werden als sekundäre Gärer bezeichnet.

4. Vorkommen [bearbeiten]

• Milchsäuregärung: Muskel, anaerobe Glykolyse (Azidosegefahr), Käseherstellung
• Essigsäuregärung: Acetobacteriaceae, Gewinnung von Speiseessig
• Alkoholische Gärung: Hefezellen

5. Anwendung [bearbeiten]

• Bierherstellung: Ethanolgewinnung durch Hefe
• Biotechnologie
• Biogasherstellung
• Biodieselgewinnung
• Kaffeefermentierung