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I. Mandzyuk, Y. Okopna
Nationale Universität für Nahrungsmitteltechnologien
Hefen
Wussten Sie, dass
Hefen gehören zu den wichtigsten Mikroorganismen mit kommerzieller
Bedeutung, die seit jeher im Dienste der Menschheit stehen. Schon in den
frühen Hochkulturen des Nahen Ostens wurden die alkoholischen
Getränke Wein und Bier sowie Brot mit Hilfe von Hefen hergestellt, ohne
dass man die Zusammenhänge kannte. So erwähnt auch das bayerische
Reinheitsgebot von 1516 keine Hefe.
Geschichte. Erst Louis Pasteur
(1822–1895) beschrieb in seiner Arbeit Études sur la bière, dass
die Hefe aus Mikroorganismen besteht und die Anwesenheit dieser Organismen von
essentieller Bedeutung für den Gärungsprozess ist. Pasteur bewies,
dass ohne Hefe keine Fermentation stattfindet, und die Anwesenheit anderer
Organismen (Wildhefen oder Bakterien) das Gärverhalten mit dem Ergebnis
verdorbener Biere oder Weine stört. Hefen werden in der Produktion von
Bier, Wein, Spirituosen, Lebensmitteln sowie einer Vielzahl biochemischer und
therapeutischer Substanzen angewendet. Einige Hefen verursachen Verderbnis von
Futter und Lebensmitteln, andere haben medizinische Bedeutung.
Wissenschaft. Der Eukaryot
Saccharomyces cerevisiae ist wie der Prokaryot Escherichia coli ein
Modellorganismus in der molekularbiologischen und zellbiologischen Forschung.
Aufgrund der einfachen Kulturbedingungen und der Verwandtschaft der internen
Zellstruktur zu anderen Eukaryot Zellen in der Pflanzen- und Tierwelt wird er
zum Beispiel zur Untersuchung des Zellzyklus oder des Proteinabbaus verwendet
[2].
Backhefe war der
erste eukaryotische Organismus, dessen Nukleinsäure-Basensequenz im Genom
vollständig ermittelt wurde. Das Genom besteht aus 13 Millionen Basen
paaren (bp) und 6.275 Genen in 16 Chromosomen. Zu mehr als 23% der Gene des
Hefegenoms lassen sich homologe Gene im humanen Genom finden. Inzwischen gibt
es drei große Datenbanken über das Hefegenom.
Eine weitere
wissenschaftliche Pioniertat war die vollständige Synthetisieren eines der
16 Chromosomen der Backhefe, die im März 2014 bekanntgegeben wurde. Das
Chromosom III, eines der kürzesten, wurde in siebenjähriger Arbeit im
Rahmen eines internationalen Projektes unter der Leitung des Genetikers Jef
Boeke im Labor nachgebildet und stellte seine Funktionsfähigkeit in
lebenden Hefezellen unter Beweis. Es ist mit 273.871 bp erheblich kürzer
als seine natürliche Entsprechung mit 316.667 bp, da die Wissenschaftler
Wiederholungen und andere Sequenzen, die sie als unnötig
einschätzten, wegließen. Die Arbeit ist der erste Schritt eines
Vorhabens zur Synthetisieren des gesamten Hefegenoms unter dem Namen „Sc2.0“
(die „zweite Version“ von S. cerevisiae).
Ein nützliches
Verfahren, bei der Backhefe nicht als Modellorganismus fungiert, sondern als
Werkzeug zur Erforschung von Wechselwirkungen von Proteinen ist das
Hefe-Zwei-Hybrid-System [1].
Abschluss. Met, Bier und Sauerteig –
all diese Genuss- und Lebensmittel wurden bereits vor mehreren tausend Jahren
durch Hefegärung hergestellt.
Hefen waren beliebt. So wurden biertrinkende Menschen im alten Ägypten
schon vor mehr als 3000 Jahren auf Steinplatten verewigt. Im Alten Testament
wird konkret die Herstellung von Sauerteigbrot mit Hefen beschrieben. Bis heute
profitieren Lebensmittelindustrie und Konsumenten gleichermaßen von den
Eigenschaften der Hefen.
Medizinische
Funktionen von Hefen waren zudem schon im Altertum bekannt. So behandelten die
alten Ägypter Hautbeschwerden
und Durchfall mit Hefen. Beide Anwendungsbereiche haben je nach Hefeart bis heute ihre Gültigkeit beibehalten.
Unübersichtlich wird das Bild für Verbraucher, wenn es um den Einsatz
medizinisch gebrauter Hefesorten geht. Vor allem im Internet werden
Begrifflichkeiten oftmals falsch verwendet. Das betrifft insbesondere die Trockenhefe,
die zwar hervorragende medizinische Eigenschaften besitzt, aber nicht als
medizinische Hefe bezeichnet werden kann, weil medizinische Hefe eine andere
Sorte darstellt.
Das bedeutet, es
existiert medizinische Hefe, die ein eigenständiges Wirkprofil besitzt
sowie Trockenhefe als ein anderer Wirkstoff. Daneben gibt es weitere Hefen, die
zur Lebensmittelherstellung dienen. Durch ihr Gärverhalten (im
Verdauungstrakt) sollten letztere Hefen nicht zu therapeutischen Zwecken
eingesetzt werden [3].
Aussichten. Also, Hefen spielen in der
Biologie eine wichtige Rolle als Modellorganismen, da sie sich leicht im Labor
kultivieren, genetisch verändern und untersuchen lassen. Sie gehören
zu den kleinsten eukaryotische Organismen. Da es sich um Eukaryot handelt, ist
ihre Ähnlichkeit zu höheren Organismen deutlich größer als
die der Bakterien [4].
Literatur:
1.http://www.cosplaxy.com/index/Hefe-Technologie
2.http://www.docjones.de/wirkstoffe/hefe
3.http://www.de.wikipedia.org/wiki/Hefen
4.Kretzschmar H.
Hefe und Alkohol sowie andere Gärungsprodukte
1st ed.. – B.: Springer-Verl, 1955. - 648 S.