Omvandling av socker till alkohol, mer specifikt glukos till etanol, är en av de äldsta kända kemiska processerna. Glukos omvandlas naturligt till etanol i många organismer genom en kedja kemiska reaktioner som inleds med glykolys och avslutas med jäsning.
Glykolys är det initiala steget i konverteringen av socker till etanol. Processen kräver en liten energiinmatning men ger en nettovinst av energi för organismen. Vid glykolysens slut har en 6-kolig glukosmolekyl omvandlats till två 3-koliga pyruvatmolekyler. I frånvaro av syre kan pyruvat antingen omvandlas till laktat eller etanol, beroende på organism.
Jäst och andra mikroorganismer omvandlar pyruvat till etanol i ett tvåstegsprocess. Först dekarboxyleras pyruvat (en koldioxidmolekyl avlägsnas), vilket ger acetaldehyd. Enzymet pyruvatdekarboxylas driver denna reaktion. Därefter omvandlas acetaldehyd till etanol av enzymet alkoholdehydrogenas.
Jäst samt vissa bakterier (t.ex. stammar av Escherichia och Salmonella) producerar etanol från glukos anaerobt. Dessa bakterier bildar ofta även biprodukter som andra alkoholer, organiska syror, polyoler och gaser. Jäststammen Saccharomyces cerevisiae (bryggerjäst) är en vanlig etanolproducent.
Etanol är en avfallsprodukt för jästen. När koncentrationen blir tillräckligt hög hämmar den de enzymer som krävs för processen och blir till slut giftig för jäscellerna. Bryggerjäst tål cirka 5–6 volymprocent etanol, vinjäster 10–15 %, medan särskilt odlade stammar kan tåla upp till 21 %.
Eftersom etanol blivit ett eftertraktat biobränsle söks råvaror med högt glukosinnehåll. Många är dock för dyra, men Brasilien har utvecklat ett effektivt och ekonomiskt program baserat på sockerrör. Tack vare överskott av sockerrör och låga produktionskostnader kan Brasilien producera etanol i industriell skala och minska oljeimportberoendet.
Teoretiskt kan S. cerevisiae omvandla 100 g glukos till 51,4 g etanol och 48,8 g koldioxid. I praktiken är utbytet lägre eftersom jästen använder en del glukos till egen tillväxt.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online