Fermentation ist die Reaktion, bei der aus Zucker Alkohol hergestellt wird. Es handelt sich um eine anaerobe Reaktion, das heißt, außer den im Zucker enthaltenen Sauerstoffatomen muss kein Sauerstoff vorhanden sein. Folglich wird die Fermentation in einem versiegelten, luftdichten Behälter durchgeführt. Die andere Zutat, die für die Reaktion benötigt wird, ist Hefe.
Glucose
Glucose ist ein Zuckermolekül und der Hauptbestandteil von Stärke, Cellulose und Glykogen. Es ist nach dem griechischen Wort „glycos“ benannt, das „Zucker oder „süß“ bedeutet und wurde erstmals 1747 vom Wissenschaftler Andreas Marggraf aus Rosinen abgeleitet. Glucose enthält die sechs Kohlenstoffatome, 12 Wasserstoffatome und sechs Sauerstoffatome, die zur Herstellung von Alkohol benötigt werden. Man nimmt an, dass die Struktur von Glukose ständig zwischen einer Kette und einem Ring wechselt, weil die Kohlenstoffbindungen der Kette sind flexibel genug, um einen Kettenring zu bilden, aber leicht wieder gebrochen.
Hefe
Hefe ist keine Chemikalie, sondern ein lebender Mikroorganismus. Es ist für den Fermentationsprozess nützlich, da es dem Glukosemolekül hilft, in seine Bestandteile aufzubrechen, die dann Alkohol bilden. Es sind die in der Hefe enthaltenen Enzyme und nicht die Hefe selbst, die die chemischen Bindungen der Glukose aufbrechen und die Bildung von Alkohol ermöglichen. Aus diesem Grund bleibt die Hefe am Ende der Reaktion unverändert, während das Glucosemolekül abgebaut wird. Stoffe, die eine Reaktion unterstützen, aber danach unverändert bleiben, werden als Katalysatoren bezeichnet.
Produkte
Nach dem Abbau der Glucose bilden ihre Bestandteile Ethanol und Kohlendioxid. Die chemische Formel von Ethanol ist C2H5OH, und es ist das „OH“ am Ende der Formel, das diese Chemikalie als Alkohol kennzeichnet. Alkohole sind eigentlich eine große Gruppe von Chemikalien, einschließlich Methanol und Pentanol, aber es ist Ethanol, das verwendet wird, um den Alkohol zu erzeugen, der in Bieren und Weinen und anderen Getränken enthalten ist. Auch die anderen Elemente der Glukose verbinden sich zu Kohlendioxid, das als Gas abgegeben wird.
Andere Überlegungen
Während der Fermentationsreaktion ist es wichtig, dass kein Sauerstoff in die Reaktionskammer gelangt. Die Zugabe von Sauerstoff zur Reaktion führt zur Bildung von Ethansäure anstelle von Ethanol, was das Hauptziel der Durchführung der Reaktion ist. Ethansäure verleiht dem Wein seinen essigartigen Geschmack und wird Ihren Alkoholgehalt vollständig ruinieren. Deshalb werden Gärtanks während der Reaktion verschlossen gehalten.