mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

ADP + Pi ATP

Abbau und Umbau organischer Moleküle

„Hundert Wege zum ATP“

Energiequelle GLUKOSE

LEBENSENERGIE

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

Heterotropher Mikroorganismus Stoffwechsel

Na

hru

ng

= S

ub

stra

t

Au

fnah

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= R

eso

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on

Ab

fall

au

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ner

gie

sto

ffw

ech

sel

Ab

fall

au

s B

au u

nd

Bet

rieb

Sekundäre Stoffwechselprodukte

Energie ATP-Synthese

Synthese Baustoffe

Synthese anderer Stoffe

Ver

dau

un

g

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

GÄRUNGEN

Energiegewinnung

ATP-Synthese

LEBENSENERGIE

ZELLATMUNG

Gärungen

Anaerobe Atmung(z.B. Nitratatmung; Methanbildner u.a.m)

Unvollständige Oxidation

(z.B.Essigsäurebakterie

n)

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

Gärungen

C6H

12O

6

2 C

3H

3O

3

2 A

cety

l-C

oA

Atmungskette

CitratzyklusGlycolyse

2 A

TP H HHH H

34 ATP

2 ATP (GTP)

O2

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

GÄRUNGEN

Die einfachste Art Energie zu gewinnen(ATP)

Kürzere Stoffwechselwege als Zellatmung

Unvollständiger Abbau der Glucose

Pro Mol Glucose wenig ATP-Gewinn

Charakteristische Energie enthaltende Abfälle

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

GÄRUNGEN

Charakteristische Energie enthaltende AbfälleEthanol CH3-CH2-OH

Milchsäure/Lactat CH3CHOHCOOH

Propionsäure CH3CH2COOH

Ameisensäure/Formiat HCOOH

Buttersäure CH3-CH2-CH2-COOH

.......und Hauptmenge des organischen Abfalles

= Name der GärungUnd mehr als 10 weitere Gärungstypen !!!

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

Milchsäuregärung

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

Milchsäure-Gärung

C6H12O6

2 C3H6O3

2C3H5O3- +

2H+

ADP + Pi2 ATP

Wärme +

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

Milchsäure-Gärung

C6H12O6

2 C3H6O3

2C3H5O3- +

2H+

ADP + Pi2 ATP

Wärme +

GLYCOLYSE

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

Milchsäuregärung

2 ATP

2 ADP + 2 Pi Prozess abschliessen

1 Schritt

2 Schritte

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

Milchsäuregärung

2 ATP

2 ADP + 2 Pi

Heterofermentativ

Homofermentativ

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

Buttersäurgärung

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

Buttersäure-Gärung

C6H12O6

CH3-CH2-CH2-COOH + 2 H2 + 2 CO2

C4H8O2- + H+

ADP + Pi2+1 ATP

Wärme +

GLYCOLYSE

2 H2 + 2 CO2

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

Propionsäuregärung

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

Propionssäure-Gärung3C3H6O3

Milchsäure

2 CH3-CH2-COOH + CH3COOH + CO2 + H2O

2C3H5O2- +

2H+

C2H4O2 + H+

CO2 + H2O

ADP + Pi ATP

Wärme+

mik

rob

iolo

gie

han

scon

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Propionsäuregärung

mik

rob

iolo

gie

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rad

Ethanolische Gärung

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

Ethanolische-Gärung

C6H12O6

2C2H5OH + 2CO2

ADP + Pi2 ATP

Wärme +

GLYCOLYSE

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

GÄRUNGEN

Weitere die Gärungen begleitende AbfälleAceton CH3-CO-CH3

Capronsäure CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH 2-Propanol CH3CHOHCH3 2,3-Butandiol CH3CHOHCHOHCH3

Butanol CH3-CH2-CH2-CH2-OH

Succinat HOOC-CH2- CH2-COOH

....... und H2O H2 CO2

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

GÄRUNGEN

Die Akteure im Gärungszirkus

Vorkommen Substrat Familie,Gattungen, Arten

Gärung

An Früchten

Auf Blüten

Kohlenhydrate

(Fette)

HEFEN

(Bakterien)

Ethanolische

fakultativ anaerob

Pflanzen

Milch

Darm,Schleimhaut

Kohlenhydrate

Lactose

Streptokokken

Lactobazillen

Mikrokokken

Laktat-

anaerob,

Sauerstoff tolerant

Pansen+Darm von Wiederkäuern,

Schweizer Käse

Milchsäure Propioni-bakterien

Propionat-

anaerob

Boden Zellulose, Pektine

Stärke, Glykogen u.a.

Clostridien Butyrat-

obligat anaerob

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

GÄRUNGENEnergiebilanzen

C6H12O6

C2H5COOH

C3H6O3

CH3COOH

CO2

CH3CH2OH

C6H12O6

CO2

235 k

J/m

ol

C3H6O3

C3H7COOH

H2

C6H12O6

CO2H2O

C6H12O6

CO2

-2870 k

J/m

ol

-198 k

J/m

ol

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

GÄRUNGEN

Anwendungen der Biologie der Gärer

Bakterien Produkte

Propionibakterien Emmentaler

(Aroma,Löcher)

Vitamin B2

Vitamin C

Vitamin B12

(30 Tonnen/Jahr)

Milchsäure-bakterien

KONSERVIERUNG Joghurt

Kefir

Milchsäure

Sauerkraut

Silage (Vieh)

Essigsäure

Zymomomas

mobilis

Agavenwein Industrie-Ethanol bei über 78 0C !!!

aus div.Abfällen

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

GÄRUNGEN

Anwendungen der Biologie der Gärer

HEFEN Produkte

Bäckerhefe

Saccharomyces cereisiae und and.

Teig auftreiben Unterarten

Bierhefen-Rassen

Bierarten

Unterarten

Wein :Hohe Prozentgehalte

Kloeckera

Weinhefen

Starter bei unbeeinflusster Gärung des Traubenmostes

Bei allen Traubenmost-Gärungen dabei

Endomyces lactis

Torula-Arten

Industriealkohol

Aus div. Abfällen

Fuselöle (Propanol,Pentanol,2-Butanol,2-Methylpropanol, 3-Methylpropanol

mik

rob

iolo

gie

han

scon

rad

GÄRUNGEN

Problematische Gärer

BAKTERIEN Krankheiten

Streptococcus

mutans

Streptococcus

salivarius

Mutan

„Klebstoff“

Starter für Zahnplaque

KARIES

Grundlage für Ansiedlung von Kariesbak.:Streptococcen und Laktobazillen

Clostridium

tetani

In tiefen Wunden streng anaerob

Tetanus-Toxin ausscheidend:

Nervengift

STARRKRAMPF

Tödlich

IMPFUNG !

Clostridium

hystlyticum und

septicum

In Wunden:

Hauteiweisse

abbauend

GASBRAND

sehr bedrohlich

Heute selten