|
Lexikon auf Ihrer Homepage |
|
Lexikon als Lesezeichen hinzufügen |
Der Ausdruck GĂ€rung wird fĂŒr einige etwas verschiedene Begriffe verwendet:
(1) Ă€ltere Bedeutung: Stoffliche VerĂ€nderung biotischer Stoffe (durch Lebewesen gebildete Stoffe), die mit erkennbaren VerĂ€nderungen der Stoffe, aber ohne Entstehung von FĂ€ulnisgerĂŒchen einhergehen, und die auch mit (oder nur ohne) Zutritt von Luft ablaufen.
(2) neuere Bedeutungen: Mikrobieller Abbau organischer Stoffe zum Zweck der Energiegewinnung ohne Einbeziehung externer Elektronenakzeptoren wie beispielsweise Sauerstoff (Dioxygen O2) oder Nitrat (NO3â)
Inhaltsverzeichnis |
Die Bezeichnung GĂ€rung wurde ursprĂŒnglich angewendet auf stoffliche VerĂ€nderungen biotischer Stoffe in Abwesenheit oder in Gegenwart von Luft, die mit erkennbaren VerĂ€nderungen der Masse einhergehen, beispielsweise mit Wallen, Gasbildung, ErwĂ€rmung und Zersetzung, nicht aber mit Entstehung von FĂ€ulnisgeruch. Der Einfluss von Sauerstoff wurde bei der Definition nicht beachtet, auch dann nicht, als Sauerstoff entdeckt war. Dementsprechend wurden die VorgĂ€nge bei der Umwandlung von Most in Wein, von BierwĂŒrze in Bier, von Wein in Essig als GĂ€rung bezeichnet und auch gegenwĂ€rtig ist das in der Technik ĂŒblich.
Um 1815 wurde die chemische Gleichung der GĂ€rung von Joseph Louis Gay-Lussac aufgestellt. Eilhard Mitscherlich vermutete biologische Katalysatoren (Fermente), die nur in Kontakt mit Zucker treten und sich selbst nicht verĂ€ndern. Auf Basis von Mitscherlichs Ideen konnte Charles Cagniard de la Tour bei mikroskopischen Untersuchungen lebende Organismen nachweisen.[1][2] Theodor Schwann fand, dass ein Fleischextrakt, nach Erhitzen auf 100°C in luftabgedichteten BehĂ€ltern lĂ€ngere Zeit unzersetzt erhalten bleibt. Diese Versuche wiederholte er mit einer Zuckerlösung und konnte auch in diesem Fall die GĂ€rung vermeiden.[3][4] Auch Friedrich Traugott KĂŒtzing fand, dass das GĂ€ren von zuckerhaltigen FlĂŒssigkeiten, verbunden mit Ethanol- und Kohlenstoffdioxidbildung (alkoholische GĂ€rung) ein biotischer Vorgang ist und Bierhefe aus Mikroorganismen besteht [5]), und dass auch die MilchsĂ€uregĂ€rung (Louis Pasteur 1857[6]) und die ButtersĂ€uregĂ€rung (Louis Pasteur 1861[7]) durch Mikroorganismen verursacht werden. Pasteur (1861) fand, dass die Mikroorganismen der ButtersĂ€uregĂ€rung ohne Sauerstoff leben, stoffwechseln und wachsen können, und dass Sauerstoff auf sie hemmend wirkt, was damals ĂŒberraschend war. Man bezeichnet diesen Effekt heutzutage als den Pasteur-Effekt. Auch fĂŒr die GĂ€rungsorganismen einiger anderer GĂ€rungen wurde gefunden, dass sie ohne Sauerstoff leben können.
Die Erkenntnis, dass die untersuchten GĂ€rungen (alkoholische GĂ€rung, MilchsĂ€uregĂ€rung und ButtersĂ€uregĂ€rung) ohne Sauerstoff ablaufen, wurde zunĂ€chst fĂŒr alle Arten von GĂ€rung als zutreffend angenommen. SpĂ€ter erkannte man jedoch, dass nicht alle GĂ€rungen ohne Einbeziehung von Sauerstoff ablaufen, beispielsweise die EssigsĂ€uregĂ€rung[8]. Man hat deshalb neue, voneinander etwas abweichende Begriffe definiert, die aber alle Sauerstoff (O2) als Elektronenakzeptor ausschlieĂen, und hat sie als GĂ€rung bezeichnet. Definitionen fĂŒr GĂ€rung im neuen Sinn ergeben sich aus folgender Formulierung
Dies kann unter anaeroben oder aeroben Bedingungen stattfinden.[9] GÀrungen, auf die diese Definitionen nicht zutreffen, beispielsweise die EssigsÀuregÀrung, hat man damit ausgeschlossen und man bezeichnet sie als keine eigentlichen GÀrungen in naturwissenschaftlichem Sinn.
Eine zusÀtzliche Unsicherheit wird dadurch verursacht, dass GÀrung im Englischen als fermentation bezeichnet wird. Im Deutschen wird der Ausdruck Fermentation aber in mindestens drei verschiedenen Bedeutungen verwendet:
Im Vergleich zur aeroben Atmung wird bei GĂ€rungen nur eine geringe Menge Energie gewonnen, da hierbei statt Citratzyklus und anschlieĂender Atmungskette nur die Substratkettenphosphorylierung genutzt wird. Die GĂ€rung ist jedoch ein Weg, um durch Substratkettenphosphorylierung schnell ATP zu bilden. Dies ist auch bei anaerob wachsenden Organismen vorteilhaft, da sie nicht auf den externen Elektronenakzeptor Sauerstoff angewiesen sind.
Manchmal fehlt höherentwickelten, aerob lebenden Organismen der Sauerstoff an Orten, an denen sie leben. Quastenflosser und andere Meereswirbeltiere betreiben GÀrung zur Deckung ihres Energiebedarfes, da sie in Tiefen leben, in denen die Konzentration gelösten Sauerstoffes gering ist. Auch Tintenfische beziehen einen Teil ihrer Energie aus der VergÀrung von Pyruvat, dabei entsteht Octopin.
Organismen, die eine GÀrung betreiben, nennt man auch (primÀre) GÀrer. Manche Mikroorganismen sind dagegen so genannte sekundÀre GÀrer: Sie nehmen die GÀrprodukte primÀrer GÀrer auf und vergÀren sie weiter zu Kohlenstoffdioxid (CO2), Acetat oder Wasserstoff (H2).[10]
GÀrungen werden vielfÀltig zur Herstellung, Veredelung und Konservierung von Lebensmitteln und Futtermitteln genutzt (vor allem die alkoholische GÀrung und die MilchsÀuregÀrung).
