Ethanol-Moleküle Wasser-Moleküle Aromastoff-Moleküle alkoholhaltig alkoholfrei Erhitzung Membranfilter 5.1 Von Bier, Wein und Bioethanol B6 Die Umkehrosmose ist ein Verfahren zum Herstellen von alkoholfreiem Bier. 109 Alkohol ist die umgangssprachliche Bezeichnung für Ethanol. Ethanol entsteht in der Natur durch alkoholische Gärung. Alkoholische Gärung Bei der alkoholischen Gärung reagiert Glucose (Traubenzucker) unter Mitwirkung von Enzymen in vielen Teilreaktionen zu Kohlenstoffdioxid und Ethanol. Enzyme Glucose Ethanol + Kohlenstoffdioxid Kohlenstoffdioxid wird durch Trübung von Kalkwasser nachgewiesen (LV1), und Ethanol verursacht eine Rotfärbung von AmmoniumcernitratLösung (LV4). Die Enzyme für diese Reaktion finden sich in Hefepilzen (B4). Sie bauen Glucose anaerob (ohne Sauerstoff) ab und nutzen dabei diese Reaktion zur eigenen Energieversorgung. Mit Ethanol entsteht hier wie bei allen anaeroben Abbauprozessen ein Produkt, das auch noch verhältnismäßig energiereich ist. Bei der Bierund Weinherstellung werden die Hefepilze heutzutage zugegeben, damit die alkoholische Gärung ablaufen kann. So entsteht eine Lösung, die je nach Zuckermenge bis zu 16% Volumenanteil Ethanol enthält. Eine höhere Ethanol-Konzentration kann auf diese Weise nicht erreicht werden, da Ethanol ein Zellgift ist, durch das die Hefepilze bei höheren Konzentrationen sterben. In der Praxis muss der Ethanolgehalt der Lösung während des Gärprozesses überprüft werden. Dies geschieht durch Messung der Dichte mithilfe eines Aräometers (Senkspindel; LV2). Je höher der Ethanolgehalt der Lösung ist, desto tiefer taucht das Aräometer in die Lösung ein, da Ethanol (r = 0,8 g/cm3) eine geringere Dichte als Wasser hat (B3). Vom Klosterbier zum alkoholfreien Bier Auch nass gewordenes Brot beginnt zu gären, und anhand von „gärendem Brot“ ist wahrscheinlich entdeckt worden, wie Bier hergestellt werden kann. Im Mittelalter entstanden Klosterbrauereien, in denen die Bierproduktion stattfand. Die älteste (aus dem Jahr 1050 n. Chr.), heute noch existierende Klosterbrauerei der Welt befindet sich im Klos ter Weltenburg (B5) bei Kelheim. Noch heute heißen viele Biersorten nach den Klöstern, in denen sie gebraut wurden. Im deutschen Reinheitsgebot aus dem Jahr 1516, das weiterhin gilt, ist festgelegt, dass Bier nur aus Hopfen, Gerstenmalz und Wasser hergestellt werden darf. Es gibt auch „alkoholfreies“ Bier, das allerdings Ethanol mit einem Volumenanteil von 0,3 – 0,5 % enthält. Um alkoholfreies Bier zu erhalten, wird Ethanol z. B. durch Umkehrosmose aus dem Bier entfernt (B6). Kraftstoff aus Pflanzen Zuckerund stärkehaltige Produkte aus Zuckerrüben, Zuckerrohr, Mais und Getreide lassen sich durch Gärung und Destillation in Bioethanol umwandeln. Als Bioethanol bezeichnet man Ethanol, das aus Biomasse (nachwachsenden Kohlenstoffträgern) oder biologisch abbaubaren Anteilen von Abfällen hergestellt wurde und für die Verwendung von Biokraftstoff bestimmt ist. Dieser alternative Energieträger dient als Benzinersatz oder -zusatz. B4 Lichtmikroskopische Aufnahme von Hefezellen B5 Im Kloster Weltenburg befindet sich die älteste Bierbrauerei. Schlüsselbegriffe alkoholische Gärung, alkoholfreies Bier, Bioethanol N u r zu P ü fz w e c k e n E ig e n tu m d e s C .C . B u c h n e r V e rl a g s