1 Einteilung der Alkohole
2 Eigenschaften von Alkohol
3 Alkoholerzeugung
3.1 Synthetische Herstellung
3.2 Gärung
3.3 Destillation
4 Alkohol und der menschliche Organismus
5 Bestimmung des Blutalkohols
6 Wirkung von Alkohol
7 Alkohol und Änderung des Ernährungszustands
7.1 Alkoholbedingte Mangelernährung
7.2 Alkoholaddition und Alkoholsubstitution
8 Alkohol und der Energiestoffwechsel
8.1 Fettstoffwechsel
8.1.1 Substratbilanz
8.1.2 HDL und LDL
8.1.3 Leber
8.2 Kohlenhydratstoffwechsel
8.3 Proteinstoffwechsel
8.4 Mitochondrien
9 Alkohol und dessen Wechselwirkungen mit Vitaminen
9.1 Fettlösliche Vitamine
9.1.1 Vitamin A (Retinol)
9.1.2 Vitamin D
9.2 Wasserlösliche Vitamine
9.2.1 Folsäure (Vitamin B9)
9.2.2 Thiamin (Vitamin B1)
9.3 Spurenelemente
9.3.1 Zink
9.3.2 Kupfer
9.3.3 Selen
10 Resorption von Alkohol
10.1 Einflussfaktoren bei der Alkoholresorption
10.1.1 Störung der Motilität des Magens
10.1.2 Medikamente
10.1.3 Art der Nahrung
10.1.4 Magenentleerung
10.2 Zusammenfassung: Einflussfaktoren Alkoholresorption
10.3 Resorptionsdefizit
11 Blutalkohol
12 Verteilung des Alkohols
12.1 Einflussfaktoren Verteilungsvolumen
12.1.1 Geschlecht
12.1.2 Alter
13 Abbau von Alkohol
14 Literaturverzeichnis
15 Abbildungsverzeichnis
16 Tabellenverzeichnis
17 Formelverzeichnis
Alkohole sind organische Verbindungen, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen (HO-Gruppen) im Molekül enthalten. Alkohole werden in aliphatische[1] oder alicyclische Verbindungen[2] unterteilt (Wollrab, 2009).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Formel 1: Aliphatische und alicyclische Verbindungen (Wollrab, 2009)
Generell unterscheidet man die verschiedenen Alkohole nach der Anzahl der Hydroxylgruppen. Einwertige Alkohole enthalten eine Hydroxylgruppe, mehrwertige Alkohole (Polyalkohole) hingegen enthalten mehrere Hydroxylgruppen. Einwertige Alkohole werden in primäre, sekundäre und tertiäre Alkohole (je nach Anzahl der C-C-Bindungen und dem Hydroxylgruppe tragenden C-Atom) eingeteilt. Polyalkohole werden wie folgt unterschieden: Diole sind zweiwertige Alkohole mit zwei Hydroxylgruppen, Triole sind dreiwertige Alkohole mit drei Hydroxylgruppen, Tetraole sind vierwertige Alkohole mit vier Hydroxylgruppen (Singer, 2005).
Ethanol oder Ethylalkohol, in der Umgangssprache als (Trink-)Alkohol bezeichnet, ist ein einwertiger gesättigter aliphatischer Alkohol (Rehner, Biochemie der Ernährung, 2002).
Formel Ethanol: CH3CH2OH oder C2H5OH
Formel 2: chemische Formel Ethanol (Präve, 1994)
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Formel 3: chemische Formel Ethanol (Singer, 2005)
Im weiteren Verlauf dieser Ausarbeitung wird jedoch weiterhin der Trivialname Alkohol anstelle von Ethanol oder Ethylalkohol verwendet.
Ethanol hat folgende chemische, sensorische und physikalische Eigenschaften:
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(Singer, 2005); (Präve, 1994)
Aufgrund der Eigenschaften wird Alkohol sehr vielfältig eingesetzt. Alkohol dient als Treibstoff, Desinfektionsmittel, Lösungs-, Verdünnungs-, Extraktions- und Gefrierschutzmittel. Zudem ist Alkohol Ausgangsprodukt für die Herstellung von Farbstoffen und diversen Riechstoffen (Singer, 2005); (Präve, 1994).
In der Nahrungsmittelbranche stellt der Alkohol ein Genussmittel mit berauschender Wirkung dar, der zumeist in alkoholhaltigen Getränken zu finden ist (Präve, 1994).
Die Alkoholherstellung ist je nach Verwendungszweck unterschiedlich. Nachfolgend werden die synthetische Herstellung, die Gärung und die Destillation näher erläutert.
Alkohol kann synthetisch durch eine reine Chemosynthese hergestellt werden, indem Ethen bei einer Temperatur von ca. 300-400°C und einem Druck von ca. 2-4 MPa (Pascal)[3] in der Gasphase an Phosphorsäure-Träger-Katalysatoren hydratisiert. Dieser Alkohol findet sich vorwiegend zur technischen Verwendung (vor allem in der Industrie) wieder. Der für die Herstellung von Spirituosen und anderen alkoholhaltigen Getränken verwendete Alkohol muss nach gesetzlichen Bestimmungen Alkohol landwirtschaftlichen Ursprungs (Agraralkohol) sein (Singer, 2005).
Alkohol, der in alkoholhaltigen Getränken zu finden ist, wird mit dem Verfahren der Gärung hergestellt. Als Ausgangsmaterialien werden stärkehaltige Pflanzen, wie z. B. Getreide, Kartoffeln oder zuckerhaltige Pflanzen, wie z. B. diverse Früchte oder Zuckerrohr, verwendet. Zur alkoholischen Gärung werden Hefen[4] verwendet, die unter anaeroben Bedingungen[5] Alkohol und Kohlendioxid abscheiden (Willmes, 2007).
Verschiedene Kohlenhydrate sind somit der Ausgangsstoff für die Gärung. Es können folgende Kohlenhydrate zur Gärung verwendet werden: Glukose, Fruktose, Mannose, Maltose und Saccharose. Um Polysaccharide (z. B. Stärke und Inulin) zu vergären, müssen diese Polysaccharide zuerst zu Glukose oder Fructose hydrolysiert werden (Singer, 2005).
Gleichung der alkoholischen Gärung unter anaeroben Bedingungen:
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Glukose Ethanol (Alkohol) Kohlendioxid
Formel 4: Gleichung der alkoholischen Gärung (Willmes, 2007) (modifiziert)
Zymase ist ein durch Hefe gewonnenes Enzym, welches für den Prozess der Gärung notwendig ist. Zymase katalysiert (Einleitung der Reaktion) die alkoholische Gärung von Hexosen[6] (Willmes, 2007).
Alle Kulturhefen, die zur Gärung verwendet werden, gehören zu der Familie der Saccharomycetaceae, sie können nur bis zu einem Alkoholgehalt von ca. 15 % vol. eingesetzt werden (Singer, 2005).
Die Destillation ist ein thermisches Trennverfahren, in dem verschiedene, ineinander lösliche Stoffe voneinander getrennt werden. Um alkoholhaltige Getränke mit einem Alkoholgehalt von über 15 % vol. (Spirituosen)[7] herzustellen, ist eine Destillation notwendig. Der Ausgangsalkohol stammt hierbei aus einer bereits vergorenen Maische mit unterschiedlicher Herkunft. Jeglicher Alkohol, der Verwendung in alkoholischen Getränken findet, setzt einen Gärprozess voraus (Singer, 2005); (Präve, 1994).
Nach Baltes unterscheidet man zwischen 3 Stufen der Destillation:
1. dem „Vorlauf“, der u. a. Acetaldehyd, Methanol und niedrig siedende Ester enthält;
2. dem „Hauptlauf“, der aus 96%igem Ethanol besteht;
3. dem „Nachlauf“, in dem Fuselöle, höhere Alkohole usw. enthalten sind. (Baltes, 2007)
Der Vor- und Nachlauf wird als „Sekundarsprit“ vereinigt und findet in der chemischen Industrie Anwendung. „Sekundarsprit“ ist nicht zum Verzehr geeignet, da er noch Fuselöl und Methanol enthält. Der Hauptlauf („Primasprit“) hingegen ist besonders rein und darf höchstens 0,4 mg/100 ml Fuselöl enthalten. Primasprit wird zur Herstellung verschiedener Spirituosen verwendet (Singer, 2005); (Baltes, 2007).
Der menschliche Organismus wird in geringen Konzentrationen auf rein natürliche Weise mit Alkohol konfrontiert. Verschiedene Mikroorganismen der menschlichen Darmflora produzieren durch das Vergären von Zuckern geringe Mengen an Alkohol, die dann vom menschlichen Organismus resorbiert[8] werden. Der Mensch ist somit im Besitz von natürlichen Abbauorganismen, die allerdings nur für geringe Mengen an Alkohol ausgelegt sind. Zumeist wird dem Körper Alkohol in Form von Getränken als Rausch- und Genussmittel zugeführt (Rehner, 2002).
Der menschliche Organismus reagiert äußerst verschieden auf die Einnahme von Alkohol. Maßgeblich hierbei ist jedoch, die eingenommene Menge an Alkohol (Schlieper, 2005).
Alkoholhaltige Getränke enthalten sehr unterschiedliche Mengen an Alkohol. Tabelle 1 beinhaltet alkoholische Getränke und deren Alkoholgehalt in Gramm und Energiegehalt in Kilojoule:
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Tabelle 1: Alkohol-, und Energiegehalt von Getränken (Schlieper, 2005) (modifiziert)
Der Alkoholgehalt von Getränken wird gewöhnlich als Volumenanteil in % angegeben. Der Alkoholgehalt variiert stark bei den verschiedenen Getränkesorten. Der Alkoholgehalt von Bier beträgt je nach Sorte von 4 bis 8 % vol., bei Rotwein von 11,5 bis ca. 13 % vol., Weißwein von 10,5 bis ca. 11,8 % vol. und Spirituosen wie z. B. Weinbrand und Obstbranntweine bis zu 50 % vol. und mehr. Erst bei einem Alkoholgehalt von 0,5 % vol. besteht nach dem Lebensmittelgesetz eine Kennzeichnungspflicht, daher ist bei alkoholfreien Bieren und Malzbieren keine Kennzeichnung notwendig, obwohl diese bis zu 5 Gramm Alkohol pro Liter enthalten können. Für eine genauere Abschätzung der Alkoholaufnahme bzw. des Blutspiegels ist eine Umrechnung des Alkohols in Gramm sinnvoll (DHS, 2009); (Mader, 2009).
Um den Alkoholgehalt eines Getränks in Gramm zu bestimmen, wird üblicherweise folgende Formel verwendet:
[...]
[1] Aliphatische Verbindung: Diese Verbindungen haben offene Kohlenstoffketten (Wollrab, 2009).
[2] Alicyclische Verbindung: Die Kohlenstoffatome sind ringförmig verknüpft und weisen keine
aromatischen Eigenschaften auf (Wollrab, 2009).
[3] Pascal: SI-Einheit des Drucks (Baltes, 2007)
[4] Hefen: einzellige eukaryontische Organismen, die der Gruppe der Pilze zugeordnet werden
(Koolman, 2003).
[5] Anaerobe Bedingung: sauerstofffreie Umgebung bzw. Milieu. (Roche-Lexikon , 2003)
[6] Hexosen: Monosaccharide, welche ein sechsstelliges Kohlenstoffgerüst aufweisen
(Baltes, 2007).
[7] Spirituosen: alkoholhaltige Getränke, die zwischen 15 und ca. 50 % vol. Alkohol enthalten
(Baltes, 2007)
[8] Resorption/Absorption: „Die mit den austauschbaren Begriffen Absorption oder Resorption
elegten Vorgänge führen zur Aufnahme der resorptionsfertig zerlegten Nahrungsstoffe in die Blut-
oder Lymphbahn“ (Renz-Polster, 2001).
