Ethanol (Ethylalkohol) in Getränken wird durch alkoholische Gärung produziert – anaeroben Stoffwechsel von Zucker durch Hefe (Saccharomyces cerevisiae).
Gesamtreaktion
C₆H₁₂O₆ (Glukose) → 2 C₂H₅OH (Ethanol) + 2 CO₂ + 2 ATP (für Hefe)
Schrittweise Biochemie (Glykolyse + Gärung)
- Glykolyse (Zytosol): Glukose → 2 Pyruvat + 2 ATP + 2 NADH.
- Pyruvatdecarboxylase: Pyruvat → Acetaldehyd + CO₂ (benötigt TPP, Mg²⁺).
- Alkoholdehydrogenase (ADH): Acetaldehyd + NADH + H⁺ → Ethanol + NAD⁺ (regeneriert NAD⁺ für Glykolyse).
Rohstoffe
- Obstweine: Trauben, Äpfel, Beeren (Fruktose/Glukose).
- Getreidespirituosen (Bier, Whiskey, Wodka): Gemixtes Gerste, Mais, Weizen, Roggen → Stärke → Malzose (Amylase) → Glukose.
- Rohrzucker/Melasse Rum: Saccharose → Glukose + Fruktose (Invertase).
- Agave (Tequila/Mezcal): Inulin → Fruktose (Hydrolyse/Kochen).
- Reis (Sake): Koji-Schimmelpilz (Aspergillus) saccharifiziert Stärke; Hefe gärt gleichzeitig (multiple parallele Gärung).
Wichtige Prozessparameter
- Temperatur: 15–25 °C (Wein), 18–22 °C (Ale), 8–15 °C (Lager), 30–35 °C (Destillier-Hefe).
- pH: 3,0–4,0 (hemmt Bakterien).
- Anaerob: O₂ nach der anfänglichen Hefewachstumsphase ausschließen.
- Nährstoffe: Stickstoff (YAN), Vitamine, Mineralien für Hefegesundheit.
Nach der Gärung
- Klärung, Reifung, Filtration.
- Destillation (Spirituosen): trennt Ethanol (Siedepunkt 78,37 °C) von Wasser/Kongeneren.
- Fortifikation: neutralen Spiritus hinzufügen, um Gärung zu stoppen (Port, Sherry).
Chemische Eigenschaften von Ethanol
- Formel: C₂H₅OH (CH₃CH₂OH).
- Hydroxylgruppe (-OH) → Wasserstoffbrückenbindung → mischbar mit Wasser, hoher Siedepunkt für Molmasse.
- Flüchtig, entzündlich, psychoaktiv (GABAₐ-Potenzierung, NMDA-Hemmung).
