Was ist die Glykolyse bei der Weingärung?
Die Glykolyse ist der erste Schritt im Zuckerabbau während der Weingärung und bildet die Grundlage für die alkoholische Gärung. Sie ist ein biochemischer Prozess, bei dem Hefen den Zucker im Traubenmost, hauptsächlich Glukose und Fruktose, zu Pyruvat umwandeln. Diese Reaktion findet im Zytoplasma der Hefezellen statt und läuft anaerob (ohne Sauerstoff) ab. Die Glykolyse liefert die Vorstufen und Energie für die folgenden Schritte der alkoholischen Gärung, bei der Pyruvat zu Ethanol und Kohlendioxid umgewandelt wird.
Ablauf der Glykolyse
Die Glykolyse besteht aus 10 enzymatischen Schritten und wird in zwei Phasen unterteilt:
1. Energieverbrauchende Phase (Investitionsphase)
In dieser Phase wird Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat) investiert, um die Glukosemoleküle zu aktivieren:
- Phosphorylierung: Glukose wird durch Hexokinase zu Glukose-6-phosphat phosphoryliert.
- Isomerisierung: Glukose-6-phosphat wird zu Fruktose-6-phosphat umgewandelt.
- Phosphorylierung: Fruktose-6-phosphat wird zu Fruktose-1,6-bisphosphat phosphoryliert, katalysiert durch Phosphofruktokinase.
- Spaltung: Fruktose-1,6-bisphosphat wird in zwei 3-Kohlenstoff-Moleküle, Glycerinaldehyd-3-phosphat (G3P) und Dihydroxyacetonphosphat (DHAP), gespalten.
2. Energiegewinnende Phase
In dieser Phase wird Energie in Form von ATP und NADH erzeugt:
- Oxidation und Phosphorylierung: G3P wird zu 1,3-Bisphosphoglycerat oxidiert; dabei entsteht NADH.
- ATP-Produktion: 1,3-Bisphosphoglycerat wird zu 3-Phosphoglycerat umgewandelt, wobei ein Molekül ATP entsteht.
- Umwandlungen: 3-Phosphoglycerat wird über mehrere Schritte zu Phosphoenolpyruvat (PEP) umgewandelt.
- Pyruvatbildung: PEP wird durch Pyruvatkinase zu Pyruvat, wobei weiteres ATP entsteht.
Nettoergebnis der Glykolyse
- 2 Moleküle Pyruvat
- 2 Moleküle ATP
- 2 Moleküle NADH
Bedeutung der Glykolyse in der Weingärung
Die Glykolyse ist der zentrale Schritt, der die Basis für die alkoholische Gärung bildet:
- Vorstufen für die Gärung: Das produzierte Pyruvat wird in den folgenden Schritten zu Ethanol und Kohlendioxid umgewandelt.
- Energie für die Hefen: Obwohl die Glykolyse weniger Energie liefert als die Zellatmung, reicht die erzeugte Energie aus, um die Hefen während der anaeroben Bedingungen am Leben zu erhalten.
- Aromabildung: Nebenprodukte der Glykolyse, wie Glycerin und organische Säuren, tragen zur Geschmacks- und Aromabildung des Weins bei.
Steuerung der Glykolyse
Die Glykolyse wird durch Enzyme reguliert, die auf verschiedene Faktoren reagieren:
- Zuckerkonzentration: Hohe Zuckerkonzentrationen im Traubenmost fördern die Aktivität.
- pH-Wert: Ein optimaler pH-Wert im Most (zwischen 3 und 4) sorgt für eine effiziente Enzymaktivität.
- Temperatur: Typische Gärtemperaturen von 18–25 °C für Rotwein und 10–15 °C für Weißwein beeinflussen die Geschwindigkeit der Glykolyse und die resultierende Aromabildung.
