Grundlagen der bio-chemischen Umwandlung

Bereits seit den Ursprüngen der Menschheit nutzt der Mensch Mikroorganismen in Produktionsprozessen, ohne sich deren Existenz bewusst gewesen zu sein; beispielsweise kommen in der Lebensmittelherstellung Hefen (z. B. Bier, Wein), Schimmelpilze (z. B. Käse) oder Bakterien (z. B. Joghurt, Kefir) zum Einsatz. Die Existenz der jeweiligen Mikroorganismen und die von ihnen realisierten Stoffwechselvorgänge wurden jedoch erst in den letzten 150 Jahren intensiv erforscht und bis auf die molekulare Ebene aufgeklärt. Als erster konnte Louis Pasteur 1860 die Rolle der Hefe für die alkoholische Gärung nachweisen und zeigen, dass die Gärung von lebenden Zellen abhängig ist. Im 20. Jahrhundert wurden Mikroorganismen dann vielfältig in industriellen Produktionsprozessen (z. B. zur Herstellung von Aminosäuren, Antibiotika oder Feinchemikalien) genutzt. Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel der folgenden Ausführungen (vgl. /14-2/, /14-4/, /14-6/, /14-9/, /14-8/, /14-10/, /14-11/, /14-12/, /14-13/, /14-14/), einen Überblick über die Vielfalt der Mikroorganismen, deren Zellaufbau und Stoffwechsel sowie ihre vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten u. a. zur Erzeugung energiereicher Verbindungen aus organischen Stoffen zu geben. Gleichzeitig wird aufgezeigt, wo dem Einsatz lebender Zellen und Enzyme als Biokatalysatoren Grenzen gesetzt sind und welche verfahrenstechnischen Konsequenzen daraus resultieren.