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Backhefe oder wissenschaftlich Saccharomyces cerevisiae (Synonym: Bierhefe, Bäckerhefe, Gest, Germ (in Österreich, mundartlich in Altbayern)) ist eine Knospungs-Hefe (engl. budding yeast). Backhefe hat, wie der wissenschaftliche Name besagt (lateinisch cerevisiae, deutsch vom Bier), ihren Ursprung in obergärigen Bierhefen. Saccharomyces kommt aus dem Altgriechischen 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.

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 (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 etwa 32 °Celsius. Zur Vermehrung der Hefe sind ungefähr 28 °C ideal. Bei guter Nährstoff‑ und Sauerstoffversorgung (aerob) verdoppelt sich die Hefemasse in einer Bierhefekultur in etwa 2 Stunden, der Zuwachs ist also bedeutend langsamer als bei vielen Bakterienarten. (Bei anaerober Gärung läuft die Vermehrung erheblich langsamer ab.) 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 Cellulose-Ethanol.


Handelsformen,Haltbarkeit, und besondere Backhefe-Sorten

Hefe wird als gepresste Frischhefe (Blockhefe) oder als Trockenhefe (Haltbarkeit etwa 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. Das 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.

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.


Backhefe wird, bezogen auf die Mehl-Menge, mit etwa 3 bis 6 % den Hefeteigen 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 etwa 1–2 %. Als optimale Nährbasis verwendet man Backmalz.