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Backhefe
Aus Kefk.
| Backhefe (Saccharomyces cerevisiae) | ||||||||||||||
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| Bild:Budding yeast tomography.jpg Backhefe (Saccharomyces cerevisiae) | ||||||||||||||
| Systematik
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||||||||
| Saccharomyces cerevisiae | ||||||||||||||
| Meyen ex E.C. Hansen 1883 |
Backhefe oder Saccharomyces cerevisiae (Synonym: Gest, Bäckerhefe, Germ (in Österreich, mundartlich in Altbayern)) ist eine Knospungs-Hefe (engl. budding yeast). Backhefe hat, wie der lateinische Name besagt (cerevisiae, d. h. vom Bier), ihren Ursprung in obergärigen Bierhefen. Saccharomyces kommt aus dem griechischen und bedeutet „Zuckerpilz“. Zellen von Saccharomyces cerevisiae sind rund bis oval und haben einen Durchmesser von 5–10 µm. Sie vermehren sich durch den Prozess der Knospung.
Inhaltsverzeichnis |
Herstellung
Durch Selektion bestimmter Heferassen bzw. deren Eigenschaften und der anschließenden Vermehrung der Zellen werden Reinzuchthefen gewonnen, die dann meist industriell auf einem Nährboden aus Melasse (Nebenprodukt der Zuckerherstellung) und diversen Zusatzstoffen vermehrt werden (siehe Hefeproduktion). Backhefen zeichnen sich durch hohe Triebkraft und ein geringes Maß an Kleber-zerstörenden Enzymen aus.
Wissenschaft
Der Eukaryot Saccharomyces cerevisiae ist wie der Prokaryot Escherichia coli ein Modellorganismus in der molekularbiologischen Forschung. Aufgrund der einfachen Kulturbedingungen und der Verwandtschaft der internen Zellstruktur zu anderen eukaryoten Zellen in Pflanzen- und Tierwelt wird er zum Beispiel zur Untersuchung des Zellzyklus verwendet. Saccharomyces cerevisiae war der erste eukaryotische Organismus, dessen Nucleinsäure-Basensequenz im Genom vollständig ermittelt wurde. Das Genom besteht aus 13.000.000 Basenpaaren und 6.275 Genen. Es wird angenommen, dass etwa 23 % des Hefegenom mit dem humanen Genom verwandt sind. Veränderte Stämme von Saccharomyces cerevisiae werden beispielsweise bei dem Hefe-Zwei-Hybrid-System, verwendet.
Es gibt zwei größere Datenbanken zum Hefegenom:
- München Information Center for Protein Sequences
- Saccharomyces Genome Database
- Veröffentlichung zum Genom von Saccharomyces cerevisiae
Stoffwechsel
Ausscheidungsprodukte des Hefe-Stoffwechsels sind im wesentlichen Kohlendioxid und Ethanol (Alkohol). Dies ist davon abhängig, ob die Umgebung, in der sich die Hefe befindet, Sauerstoff enthält oder nicht. Backhefe ist fakultativ anaerob, d. h. die Energiegewinnung kann sowohl durch Atmung, als auch durch Gärung erfolgen. Bei der Produktion von Alkohol und der Verwendung als Treibmittel beim Backen ist der anaerobe Stoffwechsel entscheidend.
Beim Vorhandensein größerer Mengen an gut verwertbaren organischen Stoffen (vor allem Zucker) tritt auch bei aerober Kultivierung fermentativer Stoffwechsel („Gärung“) auf. Dieses Phänomen wird als Crabtree-Effekt bezeichnet. Der Crabtree-Effekt mindert das Hefenwachstum und ist deshalb in der Regel bei der Hefeproduktion unerwünscht. Durch entsprechende Substratzuführung kann dieser minimiert werden (vgl. Fed-Batch-Prozess).
Wenn der Backhefe keine Glucose mehr zur Verfügung steht, wird auch (das vorher selbst produzierte) Ethanol als Energiequelle benutzt. Auf diese Weise kann sich Hefe weiter vermehren, solange keine Inhibition durch zu große Ethanol-Konzentrationen oder eine Begrenzung durch den Mangel an anderen Nährstoffen (Phosphate, Aminosäuren) vorliegt.
Die beste Temperatur für den Trieb der Hefe liegt bei ca. 32 °Celsius. Zur Vermehrung der Hefe sind ungefähr 28 °C ideal. Bei Temperaturen über 45 °C beginnen die Hefen zu sterben.
Hefe ist druckempfindlich. Wenn der Druck im Gärbehälter über 8 bar ansteigt, stellt Hefe ihre Gärtätigkeit ein. Dieser Effekt wird auch zur Steuerung des Gärprozesses genutzt.
Verwendung
Hefen der Gattung Saccharomyces werden in vielerlei Bereichen eingesetzt. Neben ihrer Verwendung beim Backen sind diese Hefen auch an der Gärung von Bier und Wein beteiligt. Ebenso dienen sie heutzutage bei der Herstellung von Ethanol-Kraftstoff und Zellulose-Ethanol.
Dosierung der Backhefe
Backhefe wird, bezogen auf die Mehl-Menge, mit ca. 3 % bis 6 % den Teigen zugegeben. Schwere, d. h. vor allem fettreiche Teige bedürfen auf Grund der damit verbundenen geringeren Flüssigkeit – die Hefe benötigt für ihren Stoffwechsel u. a. Wasser – einer Dosierung von bis zu 8 %. Bei extrem langen Teigführungen oder Vorteigen liegt der Anteil der verwendeten Hefe bei ca. 1–2 %. Als optimale Nährbasis verwendet man Backmalz.
Handelsformen der Backhefe und ihre Haltbarkeit
Hefe wird als gepresste Frischhefe (Blockhefe) oder als Trockenhefe (Haltbarkeit ca. 1 Jahr) angeboten. Zur Herstellung der Trockenhefe wird der von der Maische gereinigten Hefe sukzessive ein Großteil des Wassers entzogen. Meist wird der Emulgator Citrem (Citronensäure-Ester von Monoglyceriden) zugegeben. Dieser soll eine zu starke Austrocknung der Hefezellen verhindern, damit die Zellen nur inaktiv werden, aber nicht absterben. So inaktivierte Hefe kann lange bei Raumtemperatur gelagert werden. Dennoch sollte man das auf die Packung gedruckte Haltbarkeitsdatum ernst nehmen, da die Fähigkeit der Hefezellen zur Reaktivierung im Laufe der Zeit verloren geht. Ein typisches 7-g-Päckchen Trockenhefe, wie es im Einzelhandel angeboten wird, besitzt etwa die selbe Gärkraft wie 1/2 42-g-Päckchen Frischhefe.
Gewöhnliche Frischhefe behält bei einer Lagertemperatur von 2 bis 8 °C zehn bis zwölf Tage die volle Triebkraft. Ein permanenter Abbau von Kohlenhydratreserven und Eiweiß erhält die Lebensfunktionen der Hefe. Je mehr alte oder abgestorbene Zellen in einem Stück Hefe enthalten sind, desto schlechter wird die Triebkraft. Gleichzeitig treten Stoffe wie Glutathion aus der Zelle aus. Er führt zu einer Erweichung des Klebers (Gluten-Getreideprotein) im Teig. Alte Hefe ist auch bei höherer Dosierung somit praktisch unbrauchbar.
Frische Backhefe erkennt man an einer hellen, meist gelblichen Farbe. Sie hat einen angenehmen Geruch, einen süßlichen, intensiven Geschmack und einen festen muschelartigen Bruch. Alte Hefe ist braungrau, rissig, bröckelig, hat einen zunehmend bitteren Geschmack und unangenehmen Geruch.
Eine Alternative zur Verwendung der Backhefe ist Backferment.
Besondere Backhefe-Sorten
Für besondere Aufgaben werden Spezialzüchtungen verwendet, wie z. B. osmotolerante Hefen, die – bei sehr süßen Teigen – unempfindlicher gegen osmotischen Druck sind. Ökohefen (Sauerteighefen), welche auf einem Getreidenährboden gezüchtet werden, sind speziell geeignet für Menschen mit einer Hefeallergie, die im allgemeinen nur bei Industriehefen (auf Grund von Rückständen im Melassesubstrat der Hefeproduktion) vorkommt.
Siehe auch
Weblinks
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