{"id":343712,"date":"2021-12-29T07:57:46","date_gmt":"2021-12-29T06:57:46","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?post_type=selected&p=343712"},"modified":"2021-12-29T07:57:46","modified_gmt":"2021-12-29T06:57:46","slug":"bierhefe-saccharomyces-cerevisiae-mikrobe-des-jahres-2022","status":"publish","type":"selected","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/selected\/bierhefe-saccharomyces-cerevisiae-mikrobe-des-jahres-2022\/","title":{"rendered":"Bierhefe Saccharomyces cerevisiae Mikrobe des Jahres 2022"},"content":{"rendered":"\n

Ohne die Hefe Saccharomyces cerevisiae kein Wein, Bier, Kuchen oder Brot. Und nicht. ur das. Als kleine \u201eZellfabriken\u201c stellen sie Medikamente und Rohstoffe in industriellem Ma\u00dfstab her. Diesen f\u00fcr unseren Genuss und nachhaltige Produktion bedeutenden Mikroorganismus w\u00e4hlte die Vereinigung f\u00fcr Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie <\/a>(VAAM) zur Mikrobe des Jahres 2022, so die VAAM in einer pressemeldung<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Zuckerpilz des Bieres” bedeutet der lateinische Name\u00a0Saccharomyces cerevisiae<\/em>. Die Mikrobe des Jahres 2022 ist ein gro\u00dfer Braumeister, obwohl sie so winzig ist, dass zehn ihrer Zellen gestapelt gerade mal die Dicke von Papier erreichen. Hefen sind winzige Einzeller und z\u00e4hlen daher zu den\u00a0Mikroben<\/strong><\/a>, auch wenn sie \u2013 anders als Bakterien \u2013 einen Zellkern besitzen und damit zu den\u00a0Eukaryoten<\/a><\/strong> geh\u00f6ren.<\/p>\n\n\n\n

Sichtbar wurde die Brauhefe erst mit der Erfindung des\u00a0Lichtmikroskops\u00a0<\/strong><\/a>(1680) in Form vieler kleiner Teilchen, die das Bier tr\u00fcbe machen. Es dauerte fast 200 weitere Jahre, bis Louis Pasteur lebende Hefezellen als Ursache f\u00fcr die alkoholische G\u00e4rung erkannte.<\/p>\n\n\n\n

Auch interessant: Hefen als alternative Eiwei\u00dfquelle f\u00fcr Tierfutter<\/a><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Hefefermentation nutzen die Menschen seit Jahrtausenden: Schon die alten \u00c4gypter stellten eine Art Bier her. In fr\u00fcheren Jahrhunderten war dies ein Getr\u00e4nk selbst f\u00fcr Kinder, weil es viel keim\u00e4rmer war als das h\u00e4ufig verschmutzte Wasser. Auch Wein und Sake beruhen auf der G\u00e4rt\u00e4tigkeit von Hefe. Zur Schaumbildung beim Sekt wird in der zweiten G\u00e4rung eine Hefevariante (Saccharomyces bayanus<\/em>) eingesetzt, die auf drei verschiedene Hefen zur\u00fcckgeht, darunter die B\u00e4ckerhefe.<\/p>\n\n\n\n

Nat\u00fcrlicherweise ern\u00e4hren sich Hefezellen von Zuckerverbindungen aus Bl\u00e4ttern und Fr\u00fcchten. Sie bauen Glukose oder Fruktose zu Kohlendioxid-Bl\u00e4schen (CO2<\/sub>) und dem Alkohol Ethanol ab. Der Alkohol verschafft der Hefe einen Vorteil: Er t\u00f6tet konkurrierende Mikroorganismen. Hat die Hefe den Zucker vernascht, kann sie den selbst produzierten Ethanol weiter abbauen.<\/p>\n\n\n\n

Backtriebmittel<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Auch im Kuchenteig produzieren die einzelligen Hefepilze Kohlendioxid-Bl\u00e4schen: Mehl besteht aus verkn\u00fcpften Zuckern (Kohlenhydraten), die Saccharoymces cerevisiae<\/em> zu CO2 <\/sub>umsetzt. Durch kr\u00e4ftiges Kneten verteilen sich die Hefezellen im Teig; leichte W\u00e4rme regt ihren Stoffwechsel und ihre Vermehrung an. Die entstehenden Bl\u00e4schen lassen den Hefeteig locker werden \u2013 er geht auf.<\/p>\n\n\n\n

B\u00e4ckereien, Brauereien, Wein- und Sektkellereien verwenden eine Vielzahl unterschiedlicher Hefest\u00e4mme und -arten. Im f\u00fcr Brot verwendeten Sauerteig unterst\u00fctzen Milchs\u00e4urebakterien<\/strong><\/a> die Hefe. Die genaue Zusammensetzung und ihre Einsatzbedingungen sind h\u00e4ufig gut geh\u00fctete Betriebsgeheimnisse.Zudem lassen die CO2<\/sub>-Bl\u00e4schen den Hefeteig aufgehen. <\/p>\n\n\n\n

Modell f\u00fcr Medikamente und nachhaltige Rohstoffe<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Hefen \u00e4hneln Pflanzen-, Tier- und Menschenzellen; das macht sie zu einem idealen Forschungsobjekt. Als kleine \u201eZellfabriken\u201c stellen sie Medikamente und Rohstoffe in industriellem Ma\u00dfstab her.<\/p>\n\n\n\n

Saccharomyces cerevisiae<\/em>\u00a0war der erste eukaryotische Organismus mit vollst\u00e4ndig sequenziertem Genom. Heute gibt es Stammsammlungen, in denen jedes einzelne der ca. 6.300 Hefegene ver\u00e4nderbar ist. Am Modellorganismus B\u00e4ckerhefe l\u00e4sst sich vergleichsweise einfach der grundlegende Aufbau und die Funktion eukaryotischer Zellen untersuchen, denn Hefezellen sind \u00e4hnlich aufgebaut wie menschliche Zellen.<\/p>\n\n\n\n

\"Broetchen\n\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Hefezellen dienen auch als zellul\u00e4re Fabrik. Davon profitieren beispielsweise Diabetiker seit Jahrzehnten: In das Hefegenom wurde das menschliche Insulin-Gen \u201eeingepflanzt\u201c, sodass dieser winzige Organismus einen Gro\u00dfteil des menschlichen Hormons f\u00fcr die Diabetestherapie produziert. Forscherteams versetzten die Hefe zudem mit Hilfe von Genen aus Pilzen und Bakterien in die Lage, nat\u00fcrliche Zucker aus Holz (Xylose) in Ethanol umzuwandeln.<\/p>\n\n\n\n

Polyester<\/h2>\n\n\n\n

Damit k\u00f6nnen pflanzliche Abfallstoffe heute als Rohstoff und Energiequelle dienen. Ver\u00e4nderte Hefezellen k\u00f6nnen auch Bernsteins\u00e4ure herstellen, einen Baustein zur industriellen Herstellung von Polyester. Der Malaria-Wirkstoff Artemisinin (2015 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet) wird durch eine ausgefeilte \u201eUmleitung\u201c des Hefe-Stoffwechsel produziert. Dieser Prozess diente auch als Ausgangsbasis f\u00fcr die Herstellung des chemisch verwandten Ersatz-Flugzeugkraftstoffs Farnesen.<\/p>\n\n\n\n

Eine wichtige Rolle f\u00fcr die Biotechnologie spielt eine Eigenschaft, die Hefen wie alle Eukaryoten auszeichnet: Sie besitzen membranumschlossene Organellen, die eine r\u00e4umliche Trennung verschiedener biochemischer Prozesse erlauben. Damit lassen sich beispielsweise giftige Zwischenstufen innerhalb der Zelle abtrennen. So ist es Forschenden k\u00fcrzlich gelungen, Enzyme f\u00fcr die Vorstufe von Nylon in bl\u00e4schenartige Vesikel zu \u201everpacken\u201c. Das zeigt beispielhaft, wie die Arbeitsteilung in der Zelle durch neue Reaktionsr\u00e4ume optimiert werden kann.\u00a0Saccharomyces cerevisiae<\/em>\u00a0wird bei der gesellschaftlichen Transformation zu nachhaltigeren Wirtschaftsformen eine wichtige Rolle spielen.<\/p>\n\n\n\n

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