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Alkoholherstellung / Alkoholische Gärung - Referat
Wird von Alkohol gesprochen, ist damit in der Regel Ethanol gemeint. Andere Bezeichnungen dafür sind Ethylalkohol, Weingeist oder Trinkalkohol. In der Wissenschaft sind eine Reihe von weiteren Alkoholen, wie zum Beispiel das Methylalkohol, bekannt. Diese sind jedoch nicht genießbar.
Die erste Herstellung von Alkohol reicht bis weit vor unsere Zeit zurück. Bereits die alten Ägypter, Griechen und Römer benutzten Alkohol bei kultischen Handlungen und als Genussmittel. Alkohol ist ein natürliches Produkt, welches auch vom menschlichen Körper selbst hergestellt wird. Im Blutspiegel beträgt er etwa 0,08 Promille. Bei einem 80kg schweren Menschen befindet sich demzufolge 1,68g reiner Alkohol im Körper. Was der Alkohol für eine genaue Aufgabe im Körper hat, ist gegenwärtig noch nicht bekannt. Das für den menschlichen Verzehr geeignete Ethanol gewinnt man auf dem Wege der alkoholischen Gärung.
Die alkoholische Gärung wird schon seit mehreren hundert Jahren wirtschaftlich genutzt. Die beiden größten Anwendungsgebiete sind aber auch heute noch die Bierbrauerei und die Weinherstellung. Sie ist ein biochemischer Prozess, bei dem Kohlenhydrate unter anoxischen (sauerstofffreien) Bedingungen zu Kohlendioxid und Ethanol abgebaut werden. Die alkoholische Gärung wird von Mikroorganismen, den Hefen, genutzt. Da sie mehr oder weniger überall in der Luft vorhanden sind, fangen Säfte oder Obst bei bestimmten Bedingungen an zu gären. Neben dem Vorhandensein der Hefen ist eine optimale Temperatur nötig. Diese liegt zwischen 18°C und 27°C. Die Mikroorganismen benötigen eine wässrige Glucoselösung. In der Natur sind das in der Regel verschiedene Fruchtsäfte von reifem Obst. Die Glucose wird von den Hefen zu Ethanol abgebaut. Das dem wirklich so ist, kann man ganz leicht nachprüfen, indem man im Sommer z.B. eine Kiwi in einem warmen Raum liegen lässt. Kostet man die Kiwi dann nach einigen Tagen, so schmeckt man den Alkohol, sprich das Ethanol. Rein chemisch gesehen setzt sich bei der alkoholischen Gärung ein Mol Glucose zu zwei Mol Ethanol und zwei Mol Kohlenstoffdioxid um. C6H12O6->2C2H5OH+2OH2, diese Reaktionsgleichung stellt die Gesamtgleichung für den vollständigen Prozess dar. Eigentlich ist er sehr komplex und verläuft in mehreren Teilschritten. Im ersten Schritt wird je ein Molekül Glucose in zwei Moleküle einer organischen Verbindung mit je drei Kohlenstoffatomen, genannt Pyruvat, aufgespalten. Dabei wird Energie freigesetzt, die in Form von ATP (Adenosintriphosphat) gespeichert wird. Im nächsten Schritt wird Pyruvat zu Ethanal umgewandelt. Dies geschieht unter Abspaltung von Kohlenstoffdioxid. Das Kohlenstoffdioxid ist dafür verantwortlich, dass es bei der Gärung schäumt. Im letzten Schritt wird Ethanal zu Ethanol reduziert.
Das entstehende Alkoholerzeugnis besitzt eine maximale Alkoholkonzentration von 18%, da die Hefezellen oberhalb dieser Konzentration zugrunde gehen. Durch nachfolgendes Destillieren jedoch erhält man jedoch bis zu 95%-igen Alkohol. Bei nicht sorgfältig durchgeführten Gärungen kann neben dem Ethanol auch das giftige Methylalkohol entstehen. In den käuflichen alkoholischen Getränken dürfte dieser jedoch kaum zu finden sein.
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