Der Pilz für Bier, Wein, Brot

Lang be­vor die Men­schen wuss­ten, was He­fe ist, ha­ben sie die­se schon do­mes­ti­ziert. Das hat die­sen Pilz ver­än­dert, das liest man aus sei­nen Ge­nen.

Die Presse am Sonntag - - Wissen - VON THO­MAS KRAMAR

Die Kul­tur­ge­schich­te des Men­schen ist auch die Ge­schich­te der Le­be­we­sen, die er be­nutzt. In Wirk­lich­keit sei es um­ge­kehrt, hat der klu­ge Gärt­ner Micha­el Pol­lan in sei­nem Buch „Bo­ta­nik der Be­gier­de“be­haup­tet: Set­zen nicht die Pflan­zen ih­ren Ver­meh­rungs­wil­len durch, in­dem sie den Men­schen da­zu ver­füh­ren, sie an­zu­bau­en? Der Ap­fel et­wa durch sei­ne Sü­ße, das Can­na­bis durch sei­ne Rau­sch­wir­kung?

Das wa­ren Polans Bei­spie­le. In Sa­chen Rau­sch­wir­kung fal­len ei­nem schnell wei­te­re We­sen ein, die es die­ser ver­dan­ken, dass wir sie ver­brei­ten. Die Wein­re­be et­wa oder die Gers­te. Und in Kom­bi­na­ti­on mit bei­den: ein ein­zel­li­ger Pilz, den man in En­g­land yeast nennt, in Nord­deutsch­land Gest oder Bär­me, in Ös­ter­reich Germ, in Frank­reich la­vu­re, von le­ver, he­ben, weil er den Teig hebt. Da­von kommt wohl auch der Na­me He­fe, der oft in Zu­sam­men­set­zun­gen ver­wen­det wird: Bier­he­fe, Back­he­fe, Bä­cker­he­fe, Wein­he­fe.

Ist das al­les das Glei­che? Man ver­zei­he die fei­ge Ant­wort: im Prin­zip ja. Meist han­delt es sich um den Pilz Sac­cha­ro­my­ces ce­re­vi­siae, der Art­na­me kommt vom Bier, der Gat­tungs­na­me heißt Zu­cker­pilz. Denn er lebt von Zu­cker. Wenn ihm kein Sau­er­stoff zur Ver­fü­gung steht, ge­winnt er sei­ne Ener­gie, in­dem er Zu­cker zu Koh­len­di­oxid (das beim Ba­cken den Teig lo­ckert) und Et­ha­nol (den Al­ko­hol, des­sen Rau­sch­wir­kung in vie­len Kul­tu­ren ge­schätzt wird) ab­baut. Das nennt man al­ko­ho­li­sche Gä­rung, der fran­zö­si­sche Che­mi­ker Jo­seph Gay-Lus­sac stell­te 1815 die Re­ak­ti­ons­glei­chung auf: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 lau­tet sie.

Mag sein, aber wie funk­tio­niert das? Das frag­ten sich die Che­mi­ker des 19. Jahr­hun­derts auch. Ver­tre­ter der me­cha­nis­ti­schen Gä­rungs­theo­rie, et­wa der für sei­nen Fleisch­ex­trakt be­kann­te Jus­tus von Lie­big, mein­ten, da sei­en ka­ta­ly­sie­ren­de Stof­fe am Werk. Lou­is Pa­s­teur da­ge­gen er­klär­te 1857 die vi­ta­lis­ti­sche Gä­rungs­theo­rie: Es brau­che le­ben­de Zel­len. Die Wahr­heit liegt in der Mit­te: Es geht auch oh­ne le­ben­de Zel­len, aber mit Ka­ta­ly­sa­to­ren, die von sol­chen her­ge­stellt wer­den, al­so mit En­zy­men. Von Zy­ma­se sprach Edu­ard Buch­ner, der das 1897 zei­gen konn­te, heu­te noch ge­ben wir den En­zy­men Na­men, die mit -ase en­den. Aber heu­te wis­sen wir, dass die He­fe – wie je­der Or­ga­nis­mus – sehr vie­le En­zy­me ver­wen­det, um ih­ren Stoff­wech­sel zu steu­ern. Un­ter je­nen, die sie für die al­ko­ho­li­sche Gä­rung braucht, sind üb­ri­gens Al­ko­hol­de­hy­dro­ge­na­sen, wie sie auch ak­tiv sind, wenn wir Et­ha­nol ab­bau­en, nach­dem wir zu viel da­von ge­nos­sen ha­ben. Na­tür­lich? Dann spü­ren wir, dass Et­ha­nol im Über­maß als Zell­gift wirkt. Auch für He­fe: Zu viel bringt sie um, das be­grenzt den Al­ko­hol­ge­halt der Ge­trän­ke, die man mit ihr ma­chen kann. Für Port­wein oder Sher­ry braucht man be­son­ders al­ko­hol­to­le­ran­te He­fen, die ei­nen Ge­halt von 16 Pro­zent er­zie­len. Mit Tur­bo­he­fen kommt man noch hö­her. „Un­se­re He­fe­stäm­me wer­den spe­zi­ell für Bren­ne­rei­en ge­züch­tet“, ver­spricht ei­ne Fir­ma: „Sie sind na­tür­lich und nicht ge­ne­tisch ma­ni­pu­liert.“

Mag sein. Aber was ist na­tür­lich? Wie do­mes­ti­ziert sind die He­fe­stäm­me, die für uns ar­bei­ten? Das sa­hen sich Mi­kro­bio­lo­gen um Bri­gi­da Gal­lo­ne (Leu­ven, Bel­gi­en) an. Sie un­ter­such­ten die „Do­mesti­ca­ti­on and Di­ver­gence of Sac­cha­ro­my­ces ce­re­vi­siae Beer Yeasts“, so der Ti­tel ih­rer in Cell (166, S. 1) er­schie­ne­nen Pu­bli­ka­ti­on, in­dem sie die DNA von 167 in­dus­tri­ell ver­wen­de­ten Stäm­men la­sen, aus der Pro­duk­ti­on von Brot, Bier, Wein, Schnaps, Sa­ke und Bio­etha­nol. Ei­ne auf­wen­di­ge Ar­beit, für die sie sich mit Whi­te Labs zu­sam­men­ta­ten, ei­ner US-Fir­ma, die spe­zi­el­le He­fe­stäm­me an Bier­pro­du­zen­ten ver­kauft und ver­ste­hen will, wie die­se wir­ken, denn, so der He­fe­ge­ne­ti­ker Ke­vin Ver­st­re­pen: „Der Ge­schmack von Bier hängt weit­ge­hend von der He­fe ab. Wir trin­ken heu­te das bes­te Bier, weil an­ti­ke Brau­er so schlau wa­ren, He­fe zu züch­ten, be­vor sie wuss­ten, was sie da tun.“

Na­tür­lich war den Brau­ern, Bä­ckern und Wein­bau­ern vor Pa­s­teur nicht be­wusst, dass sie die Evo­lu­ti­on von Pil­zen ma­ni­pu­lie­ren, wenn sie Schaum, der im wer­den­den Bier oben schwimmt, wei­ter­ver­wen­den oder, wie Pli­ni­us be­schrieb, Wei­zen­kleie mit drei Tage al­tem Trau­ben­most ver­set­zen. Aber sie ta­ten es. Und es hat ge­wirkt. Vor al­lem in der Bier­pro­duk­ti­on ver- wen­de­te He­fe zeigt die ty­pi­schen Ei­gen­schaf­ten do­mes­ti­zier­ter Le­be­we­sen: Sie ge­dei­hen gut in der Um­welt, die ih­nen der Mensch macht, aber schlecht in der frei­en Na­tur. So hat Bier­he­fe die Fä­hig­keit zur se­xu­el­len Fort­pflan­zung weit­ge­hend ver­lo­ren; und sie er­trägt Um­welt­stress schlech­ter als na­tür­li­che Stäm­me, kein Wun­der, die Brau­er tun ja al­les, um ihr das Le­ben leicht zu ma­chen.

Na­tur­be­las­se­ner sind die in der Wein­pro­duk­ti­on tä­ti­gen Stäm­me. Das liegt dar­an, so die For­scher, „dass sie nur ei­ne kur­ze Zeit im Jahr im Wein wach­sen und den Rest auf den Wein­stö­cken oder in In­sek­ten ver­brin­gen“. Dort kön­nen sie auch mit wil­den Stäm­men hy­bri­di­sie­ren. „In die­sem Sinn sind Bier­he­fen wie Hun­de, völ­lig zahm und an ih­re Be­zie­hung zum Men­schen an­ge­passt“, meint Bri­gi­da Gal­lo­ne: „Wein­he­fen da­ge­gen ha­ben eher den wil­de­ren Cha­rak­ter von Kat­zen.“

Der Ge­schmack von Bier hängt weit­ge­hend von der He­fe ab. »Bier­he­fen sind wie Hun­de, Wein­he­fen ha­ben eher den Cha­rak­ter von Kat­zen.«

Frei­lich zei­gen auch Wein­he­fen Zei­chen der Do­mes­ti­zie­rung, et­wa ver­grö­ßer­te Re­sis­tenz ge­gen Kup­fer und Sul­fit. Doch die schöns­ten Bei­spie­le der An­pas­sung zei­gen Bier­he­fen. So sind in ih­nen Ge­ne in­ak­tiv ge­wor­den, die für die Bil­dung von 2-Me­th­o­xy-4-vi­nyl­phe­nol ver­ant­wort­lich sind. Das ist ein Stoff, der scharf schmeckt, nach Nel­ken. In den meis­ten Bie­ren ist die­se Ge­schmacks­no­te nicht er­wünscht. In He­fe­wei­zen­bier schon: In den Stäm­men, die da­für ar­bei­ten, sind die ent­spre­chen­den Ge­ne in­takt.

Ein we­nig Men­schen­ge­schich­te kann man aus den Bier­he­fen auch le­sen: Die Pro­ben aus den USA ste­hen den bri­ti­schen am nächs­ten, bri­ti­sche Sied­ler ha­ben eben im frü­hen 17. Jahr­hun­dert ihr Bier nach Ame­ri­ka ge­bracht. Ins­ge­samt fal­len die 167 Pro­ben in fünf Grup­pen: ei­ne asia­ti­sche (Sa­ke), ei­ne ent­hält Wein­he­fe, ei­ne die in der Bro­ter­zeu­gung ak­ti­ven Stäm­me. Da­zu kom­men zwei Grup­pen von Bier­he­fe, ih­re je­weils letz­ten ge­mein­sa­men Vor­fah­ren leb­ten ca. 1590 und 1660 v. Chr. Kein Zu­fall, mei­nen die For­scher, dass just in die­ser Zeit die häus­li­che Pro­duk­ti­on von Bier der Her­stel­lung in grö­ße­rem Maß­stab ge­wi­chen ist.

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