Aufgaben 181 Humanökologie Ein Schimmelpilz im Dienste der Zitronensäureherstellung Hilfst du deinen Eltern manchmal im Haushalt? Wenn ja, dürftest du die kalklösende Wirkung von Zitronensäure kennen. Die Lebensmittelindustrie schätzt sie ebenfalls, sei es in Sirup, Bonbons oder Marmeladen. Die ganz natürliche Quelle von Zitronensäure sind – natürlich – Zitronen. Nur reicht die Menge, die man aus ihnen gewinnen kann, bei weitem nicht aus, um den Bedarf an Zitronensäure von weltweit etwa einer Million Tonnen pro Jahr abzudecken. Deshalb wird Zitronensäure hauptsächlich biotechnologisch erzeugt: mit Hilfe des Schimmelpilzes Aspergillus niger (kAbb. 24). Ähnlich wie der Antibiotikaproduzent Penicillium wird Aspergillus in Fermentern kultiviert und die Säure als Produkt entnommen. Zitronensäure löst Kalk und gibt Geschmack Abb. 24: Aspergillus niger. Der Schimmelpilz wächst auf einem Nährmedium in einer Petrischale. Stoff- und Energieumwandlung Manche Pilze stellen aus Zucker Zitronensäure oder Alkohol her, Algen produzieren aus Sonnenlicht und Kohlenstoffdioxid Zucker, Alkohol oder Öle. Hefe als Alkoholproduzent für Bier und Wein Zu Anfang dieses Kapitels hast du erfahren, wie wichtig Hefe für das Brotbacken ist. Nun wirst du sehen, dass es ohne diesen Pilz darüber hinaus weder Wein noch Bier gäbe. Die Zutaten für Bier sind Gerste, Hopfen, Wasser und Hefe. Als Erstes werden die gereinigten Gerstenkörner in Wasser eingelegt und beginnen dadurch zu keimen. Dabei werden Amylasen aktiv. Wie im Brotteig spalten sie die Getreidestärke in Malzzucker (Maltose). Ein Enzym der Hefe (Weißt du noch, welches?) zerlegt dieses Disaccharid im Gärkessel weiter zu Glukose (kAbb. 25). Dennoch enthält ein Liter fertiges Bier ungefähr zwei Gramm Malzzucker. Der Abbau erfolgt also nicht ganz vollständig. Ebenfalls im Gärkessel wird die Glukose von der Hefe zu Alkohol und Kohlenstoffdioxid umgesetzt. Diesen Prozess der alkoholischen Gärung hast du in Kapitel 2.4 (siehe S. 63 ff.) kennengelernt. Beim Brot verflüchtigt sich der Alkohol spätestens im Ofen. Im Bier ist er als Rauschmittel erwünscht. Das von der Hefe abgegebene Kohlenstoffdioxid hat, anders als beim Brotbacken, nur geschmackliche Funktion: Ohne dieses Gas schmeckt das Bier schal. Und der Hopfen? Seine Bitterstoffe und Öle verleihen dem Bier das typische Aroma und stabilisieren den Bierschaum. Die Gerbstoffe des Hopfens hemmen die Vermehrung von Bakterien. Abb. 25: Gärkessel. Hier spaltet die Hefe Maltose zu Glukose, die anschließend zu Alkohol und Kohlenstoffdioxid umgesetzt wird. Hefepilze produzieren Kohlenstoffdioxid und Alkohol 1 W Finde heraus, welche österreichischen Unternehmen Zitronensäure mit Hilfe von Aspergillus niger herstellen. Darunter ist auch der weltgrößte Produzent dieses Stoffes. 2 W Schreibe die Namen aller Proteine (Eiweiße) in dein Heft, die dir auf den Seiten zur Biotechnologie begegnet sind. Nicht alle Proteine sind Enzyme (Biokatalysatoren). Unterstreiche in deinem Heft die Enzyme und beschreibe ihre Funktion. 3 E Wie du oben gelesen hast, produziert die Hefe nicht nur Kohlenstoffdioxid, sondern auch Alkohol. Allerdings kann sie nicht beliebig viel Alkohol herstellen. Irgendwann ist eine Alkoholkonzentration erreicht, bei der sie nicht mehr überlebt. Befülle mehrere Reagenzgläser mit unterschiedlichen Alkoholkonzentrationen (zB 10ml 1%iger, 5%iger, …, 40%iger Alkohol), jeweils der gleichen Menge Zucker (zB ein halber Teelöffel) und jeweils einem gleich großen Stück Germ (zB zerkleinerter Hefewürfel mit Kantenlänge 1 cm). Stelle die befüllten Reagenzgläser an einen warmen Platz und protokolliere über mehrere Tage hinweg, bei welchen Alkoholkonzentrationen sich die Hefe vermehrt und ab welcher Konzentration keine Vermehrung mehr stattfindet. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum d s Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy ODE3MDE=