Fermentation ist ein chemischer Prozess, bei dem Energie aus dem Abbau organischer Verbindungen gewonnen wird. Es können verschiedene Arten der Gärung auftreten, einschließlich der homolaktischen, heterolaktischen und alkoholischen Gärung. Das Auftreten jedes Prozesses basiert auf mehreren Faktoren, wie der Verfügbarkeit von Sauerstoff und der Art des Organismus, der den Prozess verwendet. Trotz der Vielfalt dieser unterschiedlichen Fermentationswege wird als Edukt für jeden Prozess ein Einfachzucker verwendet, der sich leicht zu den gewünschten Endprodukten aufspalten lässt.
Homolaktische Fermentation in Bakterien
Die homolaktische Fermentation in Bakterien führt zur Bildung von vier Milchsäuremolekülen aus je einem Molekül der Reaktanten, nämlich Laktose und Wasser. Diese Art der Fermentation findet in anaeroben oder sauerstoffarmen Umgebungen statt und ist für den sauren Geschmack der meisten Joghurts verantwortlich.
Homolaktische Fermentation in Muskelzellen
Die homolaktische Fermentation findet auch in Muskelzellen statt und führt zur Bildung von zwei Milchsäuremolekülen aus dem Abbau des Reaktanten. Glukose ist der einfache Zuckerreaktant, der bei dieser Art der homolaktischen Fermentation verwendet wird, anstelle von Laktose, die im Fall von Bakterien verwendet wird. Dieser Prozess der Energieproduktion wird von Muskelzellen bei niedrigem Sauerstoffgehalt eingesetzt, beispielsweise während extremer körperlicher Anstrengung. Das Endprodukt Milchsäure ist auch einer der Faktoren, die für Muskelkater nach dem Training verantwortlich sind.
Heterolaktische Fermentation
Die heterolaktische Fermentation verwendet wie der homolaktische Prozess in Muskelzellen Glukose als Reaktionspartner und erfolgt anaerob. Die Produkte dieses Weges sind jedoch ein Molekül Milchsäure, ein Molekül Ethanol und ein Molekül Kohlendioxid.
Alkoholgärung
Die Gärung von Alkohol oder Ethanol wird von Hefen und einigen Bakterien als Mittel zur Energiegewinnung verwendet aus dem Abbau des Einfachzuckers Glucose, wodurch Ethanol und Kohlenstoff entstehen and Dioxid. Dieses Verfahren wird kommerziell in der Brot- und Alkoholherstellung eingesetzt.