Hallo,
das Thema mit der Hefe hat mich nun auch neugierig gemacht und ich habe da auch was gefunden:
Geschichte und Entwicklung der Hefe
Die Brotbäckerei mit Hilfe der Hefe war bereits bei den Pharaonen in Ägypten bekannt.
Als Hilfsmittel bei der Weinherstellung wurde Hefe im drittem Jahrhundert v. Chr. eingeführt, wobei im Rheintal der Weinstock bereits in der Stein- und Bronzezeit bekannt gewesen sein soll.
Erst im 19. Jh. erkannten Schwann und Thenard das Prinzip der alkoholischen Gärung. 1815 gelang es Gay Lussac die richtige Gärgleichung aufzustellen:
C6H12O6 ¾®2C2H5OH + 2CO2 ; ∆G = -218,5 kJ/mol
1860 erkannte Louis Pasteur, dass die alkoholische Gärung durch Hefe und andere Gärungen durch lebende Organismen herbeiführt werden, und zwar in Abwesenheit von Sauerstoff (anaerob). In Gegenwart von Sauerstoff wird die Gärung gehemmt, während gleichzeitig das Hefewachstum zunimmt (Pasteur-Effekt 1873).
Ursprünglich benutzten die Bäcker nur die in Brauereien und Brennereien am Ende des Prozesses anfallende Hefe, die von schlechter Qualität war.
Um 1800 wurde das Holländisches Verfahren entwickelt. Bei diesem Verfahren werden Spelzen und Keime vor der Vergärung aus der Maische entfernt. Aus der nun klaren Gärbrühe kann die am Boden abgesetzte, wie auch die im Schaum sitzende Hefe gewonnen und in Leinensäcke gepresst werden (Presshefe).
Ein anderes Verfahren zur Hefegewinnung ist das um 1846 entwickelte Wiener Verfahren. Wenn der richtige Verdünnungsgrad der Maische eingehalten wird, setzt sich, bei diesem Verfahren, die gesamte Hefe in einer bestimmten Gärphase an der Oberfläche ab und kann abgeschöpft. Anschließend wird die Hefe mit kaltem Wasser gewaschen und in Tüchern abgepresst. Auf diese Weise erreichte man eine wesentlich verbesserte Qualität der Hefe.
1883 führte Emil Hansen, ein Mitarbeiter der Carlsberg-Labors, die Reinkultur ein, die auf dem Prinzip der bakteriologischen Reinheit der Erstbeimpfung und der Erhaltung dieser Reinheit während des Herstellungsprozesses der Hefe beruht.
Ende des 19. Jahrhunderts wurde dann damit begonnen Backhefe durch gezielte Vermehrung von Hefekulturen (Saccharomyces cerevisiae) herzustellen, da diese die gestellten Anforderungen am besten erfüllt.
Die moderne Hefetechnologie beruht im wesentlichen auf drei Entwicklungsschritten:
Getreide als Substrat wurde durch Melasse (bei der Zuckerproduktion anfallender Sirup) ersetzt.
Durch eine möglichst effektive Belüftung der Fermentationsansätze wird die Ethanolbildung vermindert und die Zellvermehrung gefördert.
Durch die der Zellkonzentration angepassten Zugabe der Kohlenstoffquelle (Melasse) kann die unerwünschte Bildung von Ethanol weitgehend verhindert werden.
Die bisherigen Prozesse sind weitgehend ausgereizt. Es handelt sich also um eine im Großen und Ganzen ausgereifte Technologie. Optimierungen finden nur noch im Detail statt, z.B. bei der Prozess-Analytik, der Regelung oder der Abwasserbehandlung.
Entwicklungen in der Hefeherstellung gibt jedoch noch heutzutage. Momentan gibt es zwei Richtungen in denen geforscht wird.
Biohefe: Es wurden und werden Verfahren entwickelt, bei denen versucht wird Hefe herzustellen, die als Bestandteil biodynamischer Lebensmittel anerkannt wird. Zum Beispiel durch Verwendung von Biomelasse oder enzymatisch verzuckertem Mehl
Gentechnik: Es wurden und werden Verfahren entwickelt, mit denen es möglich ist den genetischen Code der Hefezellen so zu verändern, dass beispielsweise auch Aromen produzieren.
Hefeindustrie und Hefezellenvermehrung
Viele Heferassen und -stämme mit unterschiedlichen Eigenschaften stehen der Industrie heute für verschiedene Verwendungszwecke zur Verfügung . Die Hefeherstellung gehört zu den ältesten Bereichen der Biotechnologie. Hefen vermehren sich durch Zellsprossung. Dieser Vorgang läuft folgendermaßen ab: die Mutterzelle bildet einen Auswuchs, derweil wandert ein nicht mal lichtmikroskopisch sichtbarer Tochterkern in die Zelle ein und wird von der Mutterzelle abgeschnürt. Dieser Vorgang wiederholt sich etwa alle zwei Stunden. Die einzelnen Tochterzellen entstehen an verschiedenen Stellen der Mutterzelle.
Sprosshefe
Hefe fällt als Produkt bei Gärprozessen (Bier-, Weinherstellung) an. Allerdings wäre eine Gärung ohne die Hefe nicht möglich. So sorgt sie auch für den Geschmack, die Bekömmlichkeit und die Haltbarkeit des Bieres oder Weines. Industriell werden Hefezellen in großen Fermentern vermehrt. Dabei wird der Stellhefe neben essentiellen Zusatzstoffen und Substanzen zur Prozessregulierung eine zuckerhaltige Nährlösung (Melasse) zugegeben, die bei der Zuckerherstellung anfällt. Diese Melasse dient gleichermaßen als Energiequelle und Lieferant für den zum Aufbau notwendigen Kohlenstoff. Weiterhin ist Sauerstoff in großer Menge nötig um der Alkoholgärung entgegenzuwirken und stattdessen ein rasches Wachstum der Hefe zu bewirken. Um eine ungestörte Hefeproduktion zu ermöglichen sind eine optimale Temperatur und ein günstiger pH-Wert wichtig.
Da Sauerstoff und Alkohol begrenzende Faktoren sind, muss ihnen eine besondere Beachtung geschenkt werden. Hefen werden heute in Reinkultur gezüchtet, d.h. man vermehrt gezielt nur diejenigen Stämme, die für den Gärprozess erwünscht sind. So werden nicht zu den Bier- und Weinkulturhefen gehörende Stämme als „wilde Hefen“ bezeichnet. Sie können im Bier unerwünschte Trübungen oder Geschmacksveränderungen hervorrufen.
Man unterscheidet zwischen untergärigen und obergärigen Hefestämmen. Die untergärige Hefe (schwachatmend) gärt am besten bei 5-9 C° und setzt sich nach dem Gären am Boden ab. Die obergärige Hefe hingegen arbeitet bei 15-20 C°. Sie bildet im Verlauf des Gärprozesses Sprossverbände und steigt danach an die Oberfläche des Jungbieres.
Die Weinheferassen unterscheiden sich untereinander in Bezug auf Gärvermögen und Aromabildung z. T. sehr stark.
Eine weitere Verwendung findet die Hefe als Backhefe. Diese wird aus obergärigen Heferassen hergestellt, die sich durch starke Kohlenstoffbildung, Hitzebeständigkeit und gute Haltbarkeit (langsames Wachstum) auszeichnen. Für die Backhefe gibt es folgende Handelsformen: Flüssighefe (für Großbäckereien), Presshefe und aktive Trockenhefe. Um die Bedeutung der Backhefeproduktion bewusst zu machen, ist es interessant zu wissen, dass pro Jahr weltweit etwa 1 800 000 t Backhefe hergestellt wird.
Neben den schon erwähnten Verwendungszwecken gibt noch die Futterhefe. Diese wird auf Substraten vermehrt, die in der Industrie als Nebenprodukte anfallen, wie zum Beispiel Sulfitablaugen und Molke.
In verschiedenen Brauereien und Universitätsinstituten beschäftigt man sich, bisher im Laborstab, mit gentechnisch manipulierten Hefepilzen. Es wird versucht mit ihnen die Produktionsmethoden kostengünstiger zu gestalten bzw. Produkte mit neuen Eigenschaften zu kreieren. Da gentechnisch manipulierte Nahrungsmittel in der Gesellschaft auf Ablehnung stoßen, werden nach Angaben der Informationen in der EU noch keine genmanipulierten Hefepilze verwendet. Allerdings finden Hefen nicht nur in der Nahrungsmittelindustrie eine Verwendung. So produzieren Hefen in gentechnisch veränderter Form heute Stoffe wie Insulin, Albumin und Impfstoffe gegen Hepatitis.
