Hefe „frisst“ Zucker.

Brotteig beginnt als dicke, schwere Paste. Ein paar Stunden später ist er doppelt so groß und voller Löcher. Etwas im Inneren erzeugt Gas.

Dieses Etwas ist Bäckerhefe, ein einzelliger Pilz namens Saccharomyces cerevisiae. Jede Zelle ist nur etwa 5 to 10 micrometres breit, deshalb enthält eine Prise Trockenhefe Milliarden davon. Hefe ist weder eine Pflanze noch ein Bakterium. Pilze wie Pilze und Schimmelpilze bilden ihr eigenes Reich des Lebens.

Hefezellen brauchen Nahrung. Im Teig ernähren sie sich von Zuckern: etwas Zucker, der bereits im Mehl enthalten ist, Zucker, den der Bäcker hinzufügt, und Maltose, die die Enzyme im Mehl erzeugen, indem sie Stärke in kleinere Stücke zerlegen. (Im Zell-Labor werden Enzyme erklärt. Hier musst du nur wissen, dass Hefe Zucker frisst.)

Wenn wenig Sauerstoff vorhanden ist, gewinnt Hefe durch Fermentation Energie. Für Glucose lautet die ausgeglichene Gleichung:

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

Aus einem Glucosemolekül werden zwei Moleküle Ethanol und zwei Moleküle Kohlenstoffdioxidgas. Überprüfe die Massen: Aus 180 g Glucose entstehen etwa 92 g Ethanol und 88 g CO₂. Fast die Hälfte der Zuckermasse entweicht als Gas.

Das Kohlenstoffdioxid lässt den Teig aufgehen. Es sammelt sich in winzigen Bläschen, die den Teig dehnen – so wie sich ein Ballon dehnt, wenn du hineinbläst. Unter Raumtemperaturbedingungen entstehen aus einem Gramm Glucose durch Gärung etwa 0,27 Liter CO₂ (1 g ÷ 180 g/mol ≈ 5,6 mmol, verdoppelt, mal etwa 24,5 L/mol).

Das Ethanol und viele andere kleine Aromamoleküle lösen sich im Teig und verleihen dem Brot seinen Hefegeruch. Beim Backen verdampft der größte Teil des Ethanols. In diesem Labor geht es nur ums Backen: Es stellt niemals Getränke her.

Hefe lebt und reagiert deshalb sehr empfindlich auf Temperatur:

• In der Kälte (ein Kühlschrank hat etwa 4 °C) arbeitet Hefe sehr langsam. Bäcker nutzen das absichtlich: Teig, der über Nacht im Kühlschrank bleibt, geht langsam auf und entwickelt Aroma.
• Zwischen etwa 30 und 38 °C ist Hefe am aktivsten. Deshalb geht Teig in einer warmen Küche schnell auf.
• Oberhalb von etwa 55 bis 60 °C sterben Hefezellen. Der genaue Wert hängt von der Hefesorte und davon ab, wie lange die Wärme einwirkt. Tote Hefe bildet kein weiteres Gas.

Als grobe Faustregel laufen viele chemische Reaktionen pro 10 °C mehr ungefähr doppelt so schnell ab, bis die lebende Zelle durch die Wärme geschädigt wird. Deshalb wird das Aufgehen gleichmäßig schneller und stoppt dann plötzlich.