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Buttersäuregärung



Buttersäuregärung ist der mikrobielle Abbau von Zuckern zu Buttersäure, elementarem Wasserstoff (H2) und Kohlenstoffdioxid (CO2). Sie dient den Buttersäuregärern als Energiequelle. Sie wird unter anderem von Bakterien der Gattung Clostridium durchgeführt.

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Die Gärung verläuft zunächst wie die homofermentative Milchsäuregärung: Der Zucker, zum Beispiel Glucose, wird auf dem Weg der Glykolyse zu Brenztraubensäure abgebaut. Brenztraubensäure (Pyruvat) wird dann unter Abspaltung von elementarem Wasserstoff (H2) und Kohlenstoffdioxid (CO2) zu Essigsäure abgebaut (oxydative Decarboxylierung). Die Essigsäure wird als Acetylgruppe an Coenzym A (CoA) gebunden und zwei dieser Acetylgruppen werden aneinandergehängt, gebunden an CoA (Acetoacetyl-CoA). Durch zwei Reduktionsschritte mit dem aus dem Abbau der Glucose zu Brenztraubensäure stammenden Wasserstoff - übertragen durch Nicotinamidadenindinukleotid (NAD) - und eine Wasserabspaltung wird die Acetoacetylgruppe über Hydroxybuttersäure und Crotonsäure - jeweils noch an CoA gebunden - zu Buttersäure umgesetzt.

Je Mol Glucose werden beim Abbau bis Brenztraubensäure wie bei der homofermentativen Milchsäuregärung 2 Mol ATP als kurzfristiger Energiespeicher und als Energieüberträger durch Phosphorylierung von ADP gebildet. Darüber hinaus wird - auf nicht ganz geklärte Weise - bei den weiteren Umsetzungen zu Buttersäure zusätzliches ATP gebildet.

Bilanz der Glykolyse

Glucose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Phosphorsäure → 2 Brenztraubensäure + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP


Auf Nebenwegen kann aus der Brenztraubensäure neben oder statt Buttersäure auch Butanol, Ethanol, Aceton und/oder 2-Propanol gebildet werden. Diese Nebenwege werden insbesondere bei niedrigen pH-Werten beschritten.

Siehe auch: Gärung

 
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