Etwa 700 Hefearten mit über 5 000 Stämmen sind heute bekannt. Besonders Bierhefe, Backhefe und Weinhefe werden seit einigen tausend Jahren vom Menschen genutzt.
Die klassische Bier-, Back- und Weinhefe wird zum Teil aus Candida-Hefe,
Candida utilis, hauptsächlich aber aus Saccaromyces
cerevisiae (Bierhefe; Cerevisiae
lat.: Brauer) bzw. Saccaromyces ellipsoideus
(Weinhefe) hergestellt.
Die Candida-Hefen (candidus, lat: glänzend),
gehören zur großen Familie der Cryptococcaceae (hefeähnliche Pilze).
Die Saccharomyces-Hefen (Zuckerhefen) gehören zur Familie der Saccharomycetaceae (Ascomyzetes – Schlauchpilze).
Alle sind Sprosspilze, welche die alkoholische
Gärung verursachen. Die Vermehrung findet vor allem durch Sprossung und Teilung statt. Sie sind nur unter dem Mikroskop als eiförmige
Zellen sichtbar. Man braucht immerhin 20 000 000 000 Zellen, um nur ein Gramm
Hefe zu erhalten.
Es gibt verschiedene Stämme oder Rassen von Hefepilzen,
die für den jeweiligen Zweck gezüchtet und kultiviert werden.
So zeichnen sich Wein- bzw. Branntweinhefen durch eine relativ gute Verträglichkeit
gegenüber dem Zellgift Ethanol aus,
welches sich in dem hohen Ethanolgehalt nach der Gärung widerspiegelt. Bäckerhefe hingegen bewirkt eine starke Kohlendioxidbildung,
die dazu verwendeten Stämme besitzen also eine geringere Empfindlichkeit
gegenüber dem Zellgift Kohlendioxid.
Wer entdeckte die Hefe –
PASTEUR oder die alten Ägypter?
Schon lange bevor man schreiben konnte wurde Hefe genutzt. Als unsere Vorfahren jedoch vor über 5 000 Jahren anfingen zu backen, vermischten sie nur Wasser und Mehl miteinander. Daraus entstanden dann die noch heute bekannten Fladenbrote. Die Fladenbrote sind sehr flach und blähen sich nur an einigen bestimmten Stellen auf. Diese sehr unregelmäßige Blasenbildung geht auf den durch Hitze entstehenden Wasserdampf zurück. Erst eine zufällige Entdeckung im alten Ägypten brach mit dieser Reinheitstradition. Übriggebliebener Brotteig, der über Nacht sauer gewordener war, entwickelte beim Backen nicht nur bessere Backeigenschaften, sondern auch einen anderen Geschmack. Die Ägypter bevorzugten dieses neue Brot und wurden deshalb von ihren Nachbarn spöttisch als "Brotfresser" bezeichnet.
Dieses neue Brot entwickelte beim Backen neben dem neuen Geschmack auch viel feinere und gleichmäßig verteiltere Bläschen. Dadurch wurde das Brot lockerer. Die Gründe dafür sind die während der Ruhezeit aus Bakterien gebildete Milch- und Essigsäure und das aus Hefe gebildete Kohlendioxid. Noch heute ist diese Vorgehensweise bekannt. Man bezeichnet es als Sauerteig und das daraus hergestellte Brot als gesäuertes Brot. Die Juden verachteten dieses Brot, da sie es für verfault hielten. Bis zum heutigen Tage sind die Auswirkungen dieser Denkweise spürbar, denn das Abendmahl der Christen wird nur mit ungesäuertem Brot bzw. Hostien zelebriert.
Das "Reinheitsgebot" ist nicht nur vom Brot, sondern vor allem vom Bier bekannt. 1516 wurde das als Qualitätsmerkmal deutschen Bieres noch heute bekannte Reinheitsgebot erlassen, welches es dem Bierbrauer verbietet andere Zutaten als Hopfen, Malz und Wasser zur Bierherstellung zu benutzen.
Ein sehr entscheidender Inhaltsstoff wurde in
damaliger Unkenntnis nicht mit erwähnt. Heute wissen wir, das sowohl
für die Bier- als auch für die Brotherstellung Hefepilze von essenzieller Bedeutung sind. Diese Erkenntnis stammt nämlich
aus der Mitte des 19. Jahrhunderts. Damals gerieten LOUIS
PASTEUR (1822 – 1895) und JUSTUS VON LIEBIG (1803 – 1873) in einen Gelehrtenstreit. LOUIS PASTEUR konnte sich jedoch mit
seinen Ansichten über die Vermehrung und Wirkung von Hefezellen durchsetzen.
Dieser hatte einem Auftrag der französischen Bierbrauer folgend die
Gärverfahren genauer untersucht und die heute als Fermentation bekannte Wirkungsweise der Hefen entdeckt (Die französischen Bierbrauer
wollten von ihm wissen, warum deutsches Bier besser als das französische
schmeckte). Die Hefepilze hatten in den feinen Spalten der Holzbottiche
zur Bierherstellung überlebt und über Jahrhunderte entstanden
daraus hoch spezialisierte Hefepilze. Bis in die 30er Jahre des letzten
Jahrhunderts wurde die beste Hefe von den Bierbrauern geliefert. Noch heute
ist Bierhefe in Apotheken als medizinische Hefe erhältlich.
Die Frage nach der Entdeckung der Hefe muss also genauer formuliert werden,
denn die alten Ägypter sind sicherlich die unbewussten Entdecker der
Hefe, wohingegen PASTEUR die Entdeckung der Wirkungsweise von Hefen zugeschrieben
werden kann.
Bierhefe
Nachdem die Beteiligung von Hefepilzen bei der Bierherstellung durch LOUIS
PASTEUR erkannt wurde, ging man daran neue, d. h. neuen Geschmack erzeugende
und stabilere Hefepilze zu züchten. Noch heute werben einige Brauereien
mit ihrem einzigartigen Biergeschmack, der z. T. sicherlich auch auf die
Verwendung bestimmter Hefestämme zurückzuführen ist. Grundsätzlich
gibt es zwei verschiedene Arten von Hefepilzen, die zur Bierherstellung
verwendet werden.
Die Hefe zur Herstellung von hellerem Bier (z. B. Pilsener) arbeitet bei
Raumtemperatur, fermentiert sehr schnell und erzeugt einen angenehm frisch
bis fruchtigen Geschmack. Dagegen arbeitet die Hefe zur Herstellung von
dunklem Bier wesentlich langsamer und bei Temperaturen zwischen 0 bis 5°C.
Innerhalb dieser zwei Hauptrichtungen gibt es eine Vielzahl verschiedener
Stämme (z. B. auch zur Herstellung von Hefeweizen-Bier). Der genaue
Hefestamm ist das Geheimnis jeder Brauerei.
Eine etwas andere Form der Bierhefe ist die in Apotheken angebotene. Dabei
handelt es sich um inaktive Hefepilze, die keinerlei fermentative Kraft
mehr besitzen. Sie entstehen als eine Art Abfallprodukt bei der Bierherstellung.
Nach 5 bis 10 erfolgreichen Fermentierungen verliert die Hefe infolge
der zunehmenden Verunreinigungen ihre Aktivität und ist daher nicht
länger zur Bierherstellung geeignet.
Die medizinische Wirkung der Hefe benötigt nicht die lebenden Hefepilze,
sondern wird im wesentlichen auf deren Inhaltsstoffe (Vitamin-B-Komplex
(Vitamine); Mineralstoffe)
zurückgeführt. 100 g Hefe haben ca. 1,43 mg Vitamin B1; 2,31 mg
Vitamin B2; 17,4 mg Nicotinamid; 3,46 mg Pantothensäure; 0,81 mg Vitamin
B6; 33 mg Biotin; 1,02 mg Folsäure.
Hauptanwendung findet die medizinische Hefe bei Hautkrankheiten
(Akne, Ekzeme),
Anämien und Eiweißmangel.
In der Naturheilkunde werden bei Vitaminmangel sogar Hefekuren empfohlen.
Da es sich bei dem Begriff Bierhefe nicht um einen geschützten Begriff
handelt, kann auch inaktivierte Bäckerhefe unter dieser Bezeichnung
in den Handel gelangen (z. B. in Drogerien erhältlich).
An dieser Stelle erwähnt werden muss allerdings auch, dass einige
Menschen auf den Genuss von Hefe allergisch reagieren. Wenn nach dem Genuss
von Hefegebäck Magen- und Darmbeschwerden folgen, könnte dies
ein erster Hinweis darauf sein.
Zum erfolgreichen gelingen eines Hefekuchens kann man Frischbackhefe oder Trockenhefe einsetzen. Bei Frischbackhefe handelt es sich um gepresste Hefecreme. Der Feuchtigkeitsgehalt beträgt ca. 70 %. Die Lebensdauer bei Lagerung im Kühlschrank erstreckt sich auf ca. 8 Wochen nach dem Pressvorgang. Trockenhefe wird in einem sehr aufwendigen, mehrstufigen Trockenverfahren aus Frischhefe hergestellt. Der Feuchtigkeitsgehalt beträgt nur noch ca. 8 %, weshalb sich die Hefepilze auch in einer Art Ruhezustand befinden. Trockenhefe ist somit auch über einen sehr viel längeren Zeitraum ohne Verlust der resultierenden Backaktivität haltbar. Allerdings muss ihr deshalb auch während der Teigherstellung mehr Zeit gelassen werden, da die Aktivität der Hefepilze erst wieder vollständig hergestellt werden muss.
Für einen erfolgreichen Backvorgang ist es wichtig zu wissen, dass die Hefe unbedingt Zucker für Ihren Stoffwechsel benötigt. Auch zum Brotbacken wird man deshalb dem Teig immer eine Prise Zucker zusetzen, ohne dass der Teig bzw. das Brot danach süß schmecken. Das aus dem Zucker gebildete Kohlendioxid lässt den Teig aufgehen und der gebildete Alkohol verflüchtigt sich beim Backen. Ist der Zucker beim Backen bzw. bei der Teigherstellung verbraucht, dann wird die Stärke (Mehl) verstoffwechselt.
Die Hefeherstellung erfolgt nach den gleichen Regeln wie die Bauernkunst: sähen, kultivieren und ernten. Die bevorzugte Nahrung der Hefepilze ist dabei die Melasse, ein Abfallprodukt der Zuckerherstellung.
Weinhefe
Wer schon einmal die Weinherstellung
aus Traubensaft selbst durchgeführt hat weiß, dass zur erfolgreichen
Vergärung Weinhefe zugesetzt werden muss. Auch ohne den Zusatz von
Weinhefe kann es zur Wein- bzw. Ethanolbildung kommen, da durch die weite
Verbreitung der Hefepilze über die Luft, diese schon während der Ernte auf den
Trauben sind oder sich während der Saftherstellung hinzugesellen.
Allerdings wird der Alkoholgehalt wesentlich
geringer ausfallen. Überreife Trauben können auch an der Rebe platzen, da während
der alkoholischen Gärung auch
Kohlenstoffdioxid gebildet wird.
Außerdem kann es auch zur Essigbildung kommen, da Essigsäurebakterien
ebenfalls eine weite Verbreitung besitzen. (Auch ein Luftabschluss mit
einem Gärröhrchen kann dann nicht vor Essigbildung schützen.)
Eine erfolgreiche Weinherstellung startet daher immer mit dem Abkochen
des Traubensaftes zur Inaktivierung der vorhandenen Hefepilze und Bakterien.
Anschließend erfolgt dann eine gezielte Impfung mit hochspezialisierten
Weinhefesorten. Die zu diesem Zweck kultivierten Hefepilze ergeben während
der Wein- und Branntweinherstellung einen hohen Ethanolgehalt bei der
Vergärung des Zuckers.
Hefe in der Wissenschaft
Die für die Wissenschaft in heutiger Zeit wichtige Bedeutung des
Hefepilzes Saccaromyces cerevisiae begründet
sich darauf, dass es ein idealer, eukariotischer Mikroorganismus für
gentechnologische Studien ist. Die "Genetik der Hefepilze" hat
und wird viel zum Verständnis der komplexen Vorgänge bei der Vererbung beitragen. Das Genom des Hefepilzes ist schon seit einiger Zeit bekannt und wird deshalb
als Referenz für die genetischen Sequenzen von menschlichen und anderen
eukariotischen Genen genutzt. Da es sich bei Hefen um Eukaryonten handelt, ist ihre Ähnlichkeit deutlich größer zu höheren Organismen, als die von Bakterien.