Saccharomyces, im Deutschen auch Zuckerhefen genannt, sind einzellige Pilze, die seit vielen Jahrtausenden von Menschen zur Lebensmittelproduktion genutzt werden.
Denn sie fermentieren die Nahrungsmittel, indem sie unter Sauerstoffausschluss – also unter anaeroben Bedingungen – Zucker in Alkohol umwandeln.
Doch die Hefen sind fakultativ anaerob. Ist also genügend Sauerstoff vorhanden, so verstoffwechseln sie den Zucker stattdessen zu Kohlenstoffdioxid. Bei der Brot-, Wein- und Bierherstellung ist allerdings vor allem der anaerobe Stoffwechselweg von Bedeutung.
Mit etwa sechs bis zehn Mikrometern sind Zuckerhefen wesentlich größer als Bakterien. Da es sich um eukaryotische Zellen (Lebewesen mit Zellkern) handelt, sind sie außerdem näher mit Menschen, Tieren und Pflanzen als mit den zellkernlosen Bakterien verwandt. Die Zuckerhefe S. cerevisiae ist ein Modellorganismus im Labor, das sehr gut untersucht ist.
Denn Zuckerhefen wachsen unter optimalen Bedingungen sehr schnell, lassen sich einfach kultivieren, haben ein verhältnismäßig überschaubares Genom (Erbgut) und sind für uns Menschen normalerweise völlig ungefährlich. Ihr Temperaturoptimum für die Gärung liegt bei etwa 32 °C, Zuckerhefen können aber auch bei höheren Temperaturen problemlos wachsen. Saccharomyces überleben die niedrigen pH-Werte im Magen und tolerieren auch Gallensalze. (1)
Als im Jahr 1996 das vollständige Genom von Saccharomyces cerevisiae entschlüsselt wurde, war damit zum ersten Mal das gesamte Erbgut eines eukaryotischen Organismus bekannt. (2)
Saccharomyces kommen natürlicherweise sehr häufig auf Früchten vor, besiedeln aber auch andere Lebensräume, in denen Zucker in ausreichender Menge vorhanden ist. Über ungewaschenes Obst gelangen die Hefen also auch in unseren Verdauungstrakt, wo sie sich ebenfalls vermehren können.
Bekanntestes Beispiel der Gattung Saccharomyces ist sicherlich die Backhefe (Saccharomyces cerevisiae), die auch als Bierhefe bezeichnet wird. Darüber hinaus ist Saccharomyces boulardii, das teilweise als Unterart der Backhefe beschrieben wird, aufgrund seiner gesundheitsfördernden Eigenschaften als Probiotikum sehr beliebt.
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Saccharomyces in Lebensmitteln und Medikamenten
Bierbrauer, Bäcker und Winzer nutzen Zuckerhefe seit Jahrtausenden. Und auch bei der Herstellung von Essig spielen Saccharomyces eine wichtige Rolle. Heute werden sie darüber hinaus kommerziell zur Gewinnung von Ethanol-Kraftstoff eingesetzt. Auch bei der Reinigung von mit Schwermetallen belasteten Abwässern spielen die Zuckerhefen eine entscheidende Rolle. Denn sie lagern Uran, Cadmium und andere Schwermetalle als Kristalle in den Zellen ab, um sie anschließend abzusondern. (3)
Saccharomyces werden vor allem in der Rinder- und Pferdezucht weltweit als Futtermittel eingesetzt. Denn lebende Hefekulturen verbessern die Darmflora der Tiere nachweislich und sorgen so für eine Leistungssteigerung. Vermehrt werden unterschiedliche Stämme der Arten S. cerevisiae und S. boulardii als probiotische Arzneistoffe auch beim Menschen eingesetzt.
In Deutschland und Österreich sind Medikamente, die lebende Hefezellen enthalten, allerdings apothekenpflichtig (nicht aber verschreibungspflichtig). Denn Patienten mit Immunschwäche und schwerkranke Menschen sollten die Probiotika nicht einnehmen, da es in sehr seltenen Fällen zu Infektionen, Blutvergiftungen und anderen Komplikationen kommen kann. (4)
Saccharomyces verbessert die Bedingungen im Verdauungstrakt
Der probiotische Einsatz von Hefen in der Futtermittelindustrie entwickelte sich aus der Beobachtung eines Brauwissenschaftlers, der feststellte dass ein bestimmter S. cerevisiae-Stamm besonders viel Restsauerstoff aus dem Bier verbrauchte. Dies nutzte 1980 erstmals der irische Brauingenieur Pearse Lyons, um in den Pansen von Rindern ein stabiles anaerobes Milieu zu schaffen. Denn die völlig sauerstofffreie Umgebung in dem Rindermagen führt dazu, dass viele gesundheitsfördernde Bakterien, die oft reine Anaerobier sind, besser wachsen können.
Darüber hinaus zeigen Untersuchungen, dass die Hefen Wachstumsfaktoren, etwa Peptide, Aminosäuren, Fettsäuren und Vitamine, herstellt, die die Vermehrung der Bakterien ebenfalls begünstigen. (5)
Andere Wissenschaftler konnten bei Schweinen zeigen, dass die Hefen auch mit den tierischen Immunzellen kommunizieren und Entzündungen verhindern können. (6)
Sie wirken also einerseits gesundheitsfördernd, indem sie das Milieu im Darm für andere gesunde Mikroorgansimen verbessern. Auf der anderen Seite aktivieren sie die Immunzellen ihres Wirtes, Krankheitserreger schnell und sicher abzutöten.
Viele probiotische Arzneimittel für Menschen enthalten ebenfalls lebende Hefekulturen. Denn Saccharomyces hilft bei Reisedurchfällen und Antibiotika-assoziierter Diarrhö. Bereits bei Kleinkindern verbessert der Einsatz probiotischer Hefe-Kulturen die Dauer akuter Durchfälle. (7)
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Quellen:
(1) www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21466043
(2) www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8849441
(3) www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8810055
(4) www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21029521
(5) www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19753793
(6) www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21483702
(7) www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21734600
