Praktikumsanleitung â€žHefefermentationâ€œ - Hochschule Mannheim

Institut für Biologische Verfahrenstechnik 

www.che.hs-mannheim.de/ibv 

Praktikumsanleitung „Hefefermentation“ 

Prof. Dr. P.M. Kunz, Dr.-Ing. I. Sommer, Dr. S. Schilling 27.03.2013 

Ansprechpartner: 

Dr.-Ing. Isabell Sommer Tel. (06 21) 292-6471 i.sommer@hs-mannheim.de 

Dr. Susanne Schilling Tel. (06 21) 292-6788 s.schilling@hs-mannheim.de 

1 Hintergrund und Ziel des Praktikums 

Die Hefe Saccharomyces cerevisiae wird schon seit Jahrtausenden, zunächst unbewusst, 

bei der Brot-, Bier und Weinherstellung genutzt. 

Hefe hebt sich von anderen Lebewesen durch die Fähigkeit ab, sowohl mit (aerob) als 

auch ohne Sauerstoff (anaerob) Energie gewinnen zu können. Unter anaeroben 

Bedingungen setzt sie dabei unterschiedlichste Zucker wie das Monosaccharid Glucose 

bzw. das Disaccharid Saccharose zu Ethanol und Kohlendioxid um. Unter aeroben 

Bedingungen produziert sie Kohlendioxid und Wasser. 

Neben lebensmitteltechnischen Anwendungen wird Hefe auch zur Herstellung von Bio- 

Ethanol bzw. zur Biosorption von Schwermetallen aus Abwässern genutzt. 

Ziel des Praktikums ist es, den Gärprozess bzw. die Atmung von Hefezellen durch 

Versuche zur Sauerstoffzehrung bzw. zur Vergärbarkeit von unterschiedlichen 

Zuckerarten näher kennen zu lernen. 

2 Formales und Ablauf 

Die Vergabe einer Bescheinigung über eine erfolgreiche Teilnahme am Praktikum hat 

folgende Voraussetzungen: 

1. Die Durcharbeitung der Praktikumsunterlagen ist Voraussetzung für die Teilnahme am 

Praktikum. Wer nicht oder nur sehr schlecht vorbereitet ist, wird „nach Hause“ 

geschickt. 

2. Die Anwesenheit während der gesamten Dauer des Praktikums ist 

Grundvoraussetzung. 

3. Die Teilnahme an der Sicherheits-Belehrung entsprechend der Gefahrstoff- und 

Biostoff-Verordnung sowie ergänzender Richtlinien ist ebenfalls Voraussetzung für das 

Praktikum (zusätzlicher Termin). Zustände, die die Sicherheit von Sachen und 

Personen beeinträchtigen, sind unverzüglich dem Institutsleiter oder Assistenten zu 

melden. 

4. Nach Ende des Praktikums sind alle benutzten Einrichtungen aufzuräumen und 

gereinigt zu hinterlassen. 

5. Die Mess- und Beobachtungsergebnisse, die im Laufe des Praktikums erarbeitet 

werden und Ihre Erfahrung bei der Beurteilung des Systems wiedergeben, müssen 

dokumentiert werden und sind zusammen mit dem Praktikumsbericht spätestens eine 

Woche vor Semesterschluss vollständig und leserlich beim Betreuer abzugeben. 

13-03-27_SchillingSommer-Pflichtpraktikum Hefe doc.docx Seite 1 von 20 

Institut für Biologische Verfahrenstechnik - Hochschule Mannheim 

Paul-Wittsack-Str. 10, 68163 Mannheim Tel. (0621) 292-6304/6471 Fax: (0621) 292-6470 

E-mail: p.kunz@hs-mannheim.de, I.Sommer@hs-mannheim.de, S.Schilling@hs-mannheim.de





Nur wenn alle Punkte erfolgreich abgeschlossen wurden, erhalten Sie eine Bescheinigung 

über die erfolgreiche Teilnahme an dem Praktikum. Andernfalls muss das Praktikum in 

einem folgenden Semester wiederholt werden. 









Inhaltsverzeichnis: 

1 Hintergrund und Ziel des Praktikums ............................................................................... 1 

2 Formales und Ablauf ....................................................................................................... 1 

3 Grundlagen ..................................................................................................................... 3 

3.1 Was ist Hefe? .......................................................................................................... 3 

3.2 Wachstum [1, 3] ...................................................................................................... 4 

3.3 Stoffwechsel [1]....................................................................................................... 6 

4 Material und Methoden .................................................................................................... 9 

4.1 Nachweis der Atmung über die Sauerstoffzehrung .................................................. 9 

4.2 Nachweis der Vergärbarkeit von unterschiedlichen Zuckern ..................................10 

4.3 Visualisierung der Spaltung von Stärke durch Amylasen ........................................12 

5 Messprotokoll ................................................................................................................ 14 

5.1 Sauerstoffzehrung: .................................................................................................14 

5.2 Vergärbarkeit von Zuckern .....................................................................................15 

5.3 Vergärbarkeit von Zuckern ................................. Fehler! Textmarke nicht definiert. 

6 Informationsmaterial /Literaturquellen ............................................................................ 18 









3 Grundlagen 

3.1 Was ist Hefe? 

Historisch [1]: Im 19. Jahrhundert wurde die Vergärung durch Hefen von Justus Liebig 

noch folgendermaßen beschrieben: 

Abb. 1: Hefe aus der Sicht von Justus Abb. 2: REM-Aufnahme von Hefe [2] 

Liebig, Quelle [1] 

"Mit Wasser zerteilte Bierhefe löst sich in unendlich kleine Kügelchen auf. Bringt man 

diese Kügelchen in Zuckerwasser, so entwickeln sich daraus kleine Tiere. Sie besitzen 

eine Art Saugrüssel, mit dem sie den Zucker aus der Auflösung verschlucken. Die 

Verdauung ist sogleich und auf das Bestimmteste an der erfolgenden Ausleerung von 

Exkrementen zu erkennen. Sie entleeren aus dem Darmkanal Weingeist und aus den 

Harnorganen Kohlensäure. So sieht man also aus dem Anus dieser Tiere unaufhörlich 

eine spezifisch leichtere Flüssigkeit in die Höhe steigen und aus ihren enorm großen 

Genitalien spritzt in sehr kurzen Zwischenräumen ein Strom von Kohlensäure." 

Heute [1, 3]: Hefen sind natürlich keine kleinen Tierchen, sondern gehören zur Familie 

der Pilze (Mycota). Doch Liebig hatte schon richtig beobachtet, dass sie in der Lage sind, 

Zucker zu Kohlensäure und Alkohol umzuwandeln. Diese Eigenschaft macht man sich 

schon seit Jahrtausenden unbewusst zu Nutze, nämlich bei der Wein-, Bier- und 

insbesondere Sekt- sowie Brotherstellung, den ersten biotechnologischen Prozessen. 

Hefe kennt man vor allem in Form von Trockenhefe oder Hefewürfeln zum Backen aus 

dem Supermarkt, doch Hefen kommen auch in unserer Umwelt vor und zwar überall dort, 

wo vergärbare, zuckerreiche Säfte frei werden. 









Dank ihres überschaubaren genetischen Materials sowie der geringen Verdopplungszeit 

(90 min) sowie der genetischen Ähnlichkeit ist der Eukaryont Sacharomyces cerevisiae zu 

einem klassischen Modellorganismus in der Forschung geworden. 

Das nachfolgende Bild zeigt die schematische Darstellung einer Hefezelle. 

- Eine Hefezelle ist 6 -12 µm lang und ca. 4-8 µm dick 

- Die Zellwand ist dreischichtig, die äußere Schicht ist 

plastisch, es folgt eine Stützmembran aus Glucan und 

eine feine Innenmembran aus Proteinen, die Hauptbestandteile 

der Zellwand sind Glucan und Mannan. 

- Die Cytoplasmamembran wirkt als osmotische 

Schranke 

- Die Vakuolen dienen der Speicherung von Reserve 

stoffen. 

- In den Mitochondrien findet die Zellatmung statt, sie 

besitzen außerdem eigene DNA 

Abb. 3: Aufbau einer Hefezelle [4] Tabelle 1: Merkmale einer Hefezelle [1] 

3.2 Wachstum [1, 3] 

Hefen brauchen für das Wachstum (also die Zunahme an Biomasse pro Zeiteinheit bei 

gleichbleibender Zellzahl) als Energiequelle Kohlenhydrate (z.B. Glucose) und 

Mineralstoffe sowie bestimmte äußere Faktoren, wie z.B. Temperatur und pH-Wert. 

Zur Bestimmung des Wachstumsverhaltens gibt es verschiedene Methoden, direkte 

Methoden zur Bestimmung der Zellmasse (gravimetrisch, volumetrisch) oder aber auch 

indirekte Methoden (Extinktionsmessung, Viskositätsmessung, Messung der 

Metabolismusaktivität, wie z.B. Säurebildung oder CO 2 -Produktion). 

In der nachfolgenden Abbildung ist der u.a. für Hefezellen 

Wachstumsverlauf dargestellt. 

charakteristische 









A) Lag-Phase: Adaptionsphase an neue 

Umgebung, verlangsamtes 

Wachstum, kaum Änderung der 

Zellkonzentration aber 

Zellmassezunahme 

B) Beschleunigungsphase: Beginn der 

Teilung 

C) log-Phase: nicht limitiertes 

Wachstum, maximale 

Wachstumsrate, exponentielles 

Wachstum 

D) Limitiertes Wachstum: Limitiertes 

Wachstum durch 

Substratunterversorgung, Abbau 

zelleigener Speicherstoffe, erste 

Zellen sterben 

E) Stationäre Phase: Absterberate = 

Vermehrungsrate, konstante Zellzahl, 

maximale Zellmassenkonzentration 

und Zellzahlkonzentration 

Abb. 4: Wachstumsverlauf einer Hefekultur [1] 

Die Generationszeit, also die Zeit, in der sich die Zellzahl verdoppelt, kann wie folgt durch 

logarithmisches Auftragen ermittelt werden: 

Abb. 5: Ermittlung der Generationszeit durch logarithmisches Auftragen [5] 









3.3 Stoffwechsel [1] 

Zum Aufbau von Zellsubstanz (Anabolismus) verbraucht der Organismus Energie. Die 

hierfür notwendige Energie wird beim Abbau hochmolekularer Stoffe (Katabolismus) 

gewonnen. Bei der Dissimilation, also dem Abbau hochmolekularer energiereicher Stoffe 

zu niedermolekularen, energieärmeren Stoffen, wird Energie freigesetzt, die in Form von 

ATP gespeichert wird. Man unterscheidet zwei Arten von Dissimilationsvorgängen: Hefe 

ist in der Lage sowohl durch Atmung (aerob = mit Sauerstoff) als auch durch Gärung 

(anaerob = ohne Sauerstoff) Energie zu gewinnen [1]. 

3.3.1 Atmung [1, 6] 

Der aerobe Stoffwechsel der Hefe ist identisch mit der Zellatmung in eukaryotischen 

Zellen. Die Hefezelle verstoffwechselt dabei Glucose zu Kohlenstoffdioxid und Wasser. 

Gesamtgleichung der Atmung: 

Glucose + Sauerstoff --Enzyme---> Kohlenstoffdioxid + Wasser + Energie 

C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 --Enzyme---> 6 CO 2 + 2 H 2 O + 38 (36) ATP 

Bei der Atmung werden die Nährstoffe zu CO 2 oxidiert, der Energiegewinn erfolgt dabei im 

Vergleich zur Gärung mit einem wesentlich höheren Wirkungsgrad. Die Zellatmung liefert 

pro Mol Glucose 38 Mol ATP (eigentlich sind es nur 36 Mol, da bei dem aktiven Transport 

der Brenztraubensäure 2 Mol ATP verbraucht werden). 

Wie auch die Gärung startet die Atmung mit der Glycolyse im Cytoplasma, bei der 

Glucose zu Pyruvat (Brenztraubensäure) abgebaut wird. 

Glycolyse: 

C 6 H 12 O 6 + 2 NAD + + 2 ADP + 2 P 2 C 3 H 4 O 3 + 2 NADH 2 + 2 ATP 

An die Glycolyse schließt sich die oxidative Decarboxilierung an. Hier wird die während 

der Glycolyse gebildete Brenztraubensäure in drei Schritten in den Mitochondrien zu 

Acetyl-Coenzym A umgesetzt. 

Oxidative Decarboxylierung: 

Brenztraubensäure C 3 H 4 O 3 + CoA + NAD + ----> Acetyl-CoA +CO 2 +NADH+H + 

Im anschließenden Citronensäurezyklus wird in mehreren Schritten dieses weiter zu 

Kohlendioxid umgesetzt. Zwischenprodukte sind dabei u.a. Citronensäure, Äpfelsäure, 

Oxalsäure und Bernsteinsäure. 









Abb. 6: Stoffwechselschritte bei der aeroben Energiegewinnung 

PYR = Pyruvat (Brenztraubensäure) 

ACA = Acetyl-CoA 

CIT = Citronensäure 

ISO = Isocitrat 

aKG = alpha-Ketoglutarsäure 

SUC = Succinat (Bernsteinsäure) 

FUM = Fumarat 

MAL = Malat (Äpfelsäure) 

OXAL = Oxalacetat 

Abb. 7: Zwischenprodukte bei der oxidativen Decarboxylierung und dem 

Citronensäurezyklus [7] 









3.3.2 Gärung [1, 8]: 

Unabhängig davon, welches Nahrungsmittel produziert werden soll, Hefe vergärt für sie 

zugängliche Zucker grundsätzlich unter Sauerstoffausschluss zu Alkohol und 

Kohlendioxid [1, 9]: 

Vereinfacht lässt sich die alkoholische Vergärung von Traubenzucker durch folgende 

Reaktionsgleichung beschreiben: 

Glucose (Traubenzucker) ---Hefeenzyme---> Ethanol 

+ Kohlenstoffdioxid + Energie 

C 6 H 12 O 6 ---Hefeenzyme---> 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 + 2 ATP 

Dabei entstehen aus 1 g Zucker 125 ml CO 2 , die zum Beispiel beim Backen den Teig 

auflockern. 

Bei der Gärung entsteht aus Glucose durch eine unvollständige Oxidation Alkohol, bei 

einem Energiegewinn von 2 Mol ATP / Mol Glucose. Angesichts der geringeren ATP- 

Ausbeute können sich Hefen bei der Gärung nicht so schnell vermehren und sie müssen 

wesentlich mehr Glucose umsetzen, um ihren Energiebedarf zu decken. Dabei entstehen 

große Mengen an für die Zelle giftigem Ethanol, die ab einer Konzentration von 16 % 

tödlich wirken. Der Gärungsprozess ist dann beendet, selbst wenn noch unvergorener 

Zucker vorhanden ist. 

Das Ethanol entsteht dabei über mehrere Zwischenschritte. Zunächst wird der 

Traubenzucker in der Glycolyse in zehn verschiedenen Schritten zu Pyruvat 

(Brenztraubensäure) umgewandelt. Dieses reagiert unter Abspaltung von 

Kohlenstoffdioxid wieder in mehreren Zwischenschritten zu dem für die Zelle giftigen 

Acetaldehyd (Ethanal), das dann sofort durch NADH zu Ethanol reduziert wird. Der so 

synthetisierte Alkohol ist noch sehr energiereich (physiologischer Brennwert 30 kJ/g), ist 

aber für die Zellen nicht weiter nutzbar, weshalb er in die umgebende Lösung abgegeben 

wird. 

Abb. 8: Umwandlung von Glucose zu Ethanol [8] 









4 Material und Methoden 

4.1 Nachweis der Atmung über die Sauerstoffzehrung 

Ziel: 

Aufgaben: 

Kennenlernen eines Verfahrens zum Sichtbarmachen von Atmungsvorgängen. 

Auffrischen und Vertiefen der Kenntnisse zum Thema Atmung. 

Mit Hilfe von Frischhefe, Sauerstoff und Glucose soll die Sauerstoffzehrung 

mittels einer Sauerstoffelektrode bestimmt werden. 

Material: 

- Sauerstoff 

- 200 mL Becherglas 

- Wasserbad (37°C) 

- 1/2 Hefewürfel /100 mL 

- 0,1 g Glucose (< 0,1% im Endvolumen) 

- Zeitmessgerät 

Sauerstoffzehrung: 

Anhand der Bestimmung der Sauerstoffzehrung (Sauerstoffabnahme pro Zeiteinheit) kann 

eine Aussage über die Stoffwechselaktivität der Hefen unter aeroben Bedingungen 

getroffen werden. 

Hierfür wird ½ Hefewürfel in 100 mL Leitungswasser in einem 200 mL Becherglas in 

einem Wasserbad bei 37 °C leicht geschüttelt und mit Sauerstoff durch Einsprudeln von 

Druckluft gesättigt. 

Parallel dazu wird die Sauerstoffelektrode an Luft kalibriert (ca. 10 min in Luft halten, vor 

Zugluft schützen). Hierzu den Drehknopf auf °C stellen und Temperatur ablesen. 

Entsprechend der auf dem Gerät aufgedruckten Tabelle den für diese Temperatur 

möglichen Sauerstoff-Sättigungswert ablesen. Anschließend auf Sauerstoffanzeige 

umschalten und ggf. mit Hilfe eines kleinen Schraubendrehers am Potentiometer 

„CALIBRATE“ den aktuellen Sauerstoffgehalt auf den Sauerstoffsättigungswert 

nachjustieren. Abweichungen von 0,1 ppm sind vernachlässigbar. Das Gerät ist 

anschließend messbereit. 

Beim Messen muss ständig frische Probe an die Elektrode herangeführt werden, da die 

Sauerstoffelektrode selbst Sauerstoff verbraucht. Hierzu sollte das Wasserbad sachte 

schütteln, es dürfen dabei jedoch keine Luftblasen in das Medium gezogen werden, der 

Sauerstoffgehalt sollte sich durch das Schütteln nicht verändern. 

Im nächsten Schritt wird die Belüftung der Probe ausgestellt und der Hefesuspension 

0,1 g Glucose zugesetzt. Ein Abfallen des Potentials der Sauerstoffelektrode über die Zeit 

gibt Rückschluss auf die Fähigkeit der Mikroorganismen die Glucose zu verstoffwechseln 

und hierbei Sauerstoff zu verbrauchen. 









4.2 Nachweis der Vergärbarkeit von unterschiedlichen Zuckern 

Ziel: 

Auffrischen und Vertiefen der Kenntnisse und Techniken zu den Themen 

- Vergärbarkeit von Kohlenhydraten 

- Umgang mit Gärröhrchen 

- Nachweis und Quantifizierung von Kohlendioxid 

Aufgaben: Überprüfen der Vergärbarkeit verschiedener Zucker über die 

Kohlendioxid-Produktion 

Hefen nutzen den anaeroben Prozess der alkoholischen Gärung zum Zwecke der 

Energiegewinnung. Die Ermittlung der Vergärbarkeit unterschiedlicher Kohlenhydrate 

kann volumetrisch, d.h. mit Hilfe von Gärröhrchen, über die Bildung von Kohlendioxid 

geschehen. Hier kann die Menge an entstandenem Kohlenstoffdioxid abgelesen werden. 

Materialien: 

- Brutschrank 

- 9-10 Gärröhrchen 

- Kolbenprober 

Chemikalien /Ansätze: 

- Hefesuspension (1/2 Würfel / 100 mL) 

- Verdünnte NaOH (z.B.: 1 molar) 

- Hefelösung + Wasser (BW) 

- Hefelösung + 0,25 g Fruchtzucker (Fruktose) 

- Hefelösung + 0,25 g Rohrzucker (Saccharose) 

- Hefelösung + 0,25 g Milchzucker (Laktose) 

- Hefelösung + 0,25 g Traubenzucker (Glucose) 

- Hefelösung + 0,25 g Maltose 

- Hefelösung + 0,25 g Galactose 

- Hefelösung + 0,5 g Mehl (Stärke) 

- Hefelösung + 0,5 g Mehl + 200 µl Amylase 

Die 

verschiedenen 

Zucker werden 

jeweils in 5 mL 

VE-Wasser 

gelöst. 

Durchführung (Vergärbarkeit verschiedener Zucker): 

1/2 Hefewürfel (ca. 20 g Hefe) werden in 100 ml handwarmen Leitungswasser (ca. 30 °C) 

angerührt. Je 5 ml Zuckerlösung bzw. 5 mL VE-Wasser als Blindansatz werden mit 10 mL 

Hefesuspension gemischt. Die Ansätze werden in Gärröhrchen überführt. Dabei muss die 

Luft durch vorsichtiges Kippen aus dem langen Schenkel entfernt werden. Die obere 

Hälfte der bauchigen Erweiterung des Gärröhrchens bleibt leer. Die Röhrchen werden 









anschließend bei ca. 35°C im Brutschrank inkubiert (etwas unterstellen, um überlaufende 

Lösung aufzufangen!) und die gebildete CO 2 -Menge im 5-minütigen Abstand eine halbe 

Stunde lang an der Graduierung des langen Schenkels abgelesen. Es wird die 

Gasentwicklung über die Zeit grafisch aufgetragen. 

Abb. 9: Gärröhrchen nach Einhorn [10] Abb. 10: Kolbenprober [11] 

Die rechte Skala auf dem Gärröhrchen (siehe Abb. 9) gibt die CO 2 -Menge in cm³ (0-5 cm³ 

bzw. mL) an, die linke Skala gibt die Zuckermenge in % an (0-1 % bzw. 0-1 g/100 mL). 

Bestimmung des CO 2 -Gehalt des Gases mit Hilfe von NaOH: 

Um den CO 2 -Gehalt des Gases zu bestimmen, wird dieses (ca. 5 ml) mit dem 

Kolbenprober aufgenommen, der Hahn verschlossen und das Gasvolumen notiert. 

Danach taucht man die Spitze des Kolbenprobers in verdünnte NaOH, öffnet den Hahn 

und saugt so viel NaOH ein, dass der Füllstand im Kolbenprober anschließend 10 mL 

beträgt (hierzu muss der Kolben des Kolbenprobers gut festgehalten werden, da sich das 

Volumen ansonsten zu komprimieren versucht). Der Hahn wird erneut geschlossen und 

der Kolbenprober geschüttelt (der Kolben des Kolbenprober muss hierzu nun losgelassen 

werden). Das gasförmige CO 2 reagiert mit NaOH zu Carbonat und die Gasmenge 

reduziert sich, diese Menge entspricht dem CO 2 -Anteil im Gasgemisch. 

CO 2 -Nachweis mit Kalkwasser 

Zur Herstellung von Kalkwasser werden 2 g Calciumhydroxid in 100 mL Wasser aufgelöst 

und die weiße Suspension mit Hilfe einer Nutsche und einer Wasserstrahlpumpe 

abfiltriert. Das entstandene klare Filtrat ist Kalkwasser. 

Ca(OH) 2 +CO 2 ---> CaCO 3 + H 2 O 

Mit Hilfe eines Kolbenprobers (s. Abb. 10), auf den ein dünner Schlauch gesteckt ist, wird 

eine Luftprobe aus dem Gärröhrchen entnommen und in das Kalkwasser eingespritzt. 









Sobald CO 2 mit dem Kalkwasser in Berührung kommt, wird die Lösung trüb. Auf 

Sauerstoff oder Stickstoff reagiert das Kalkwasser nicht. 









4.3 Visualisierung der Spaltung von Stärke durch Amylasen 

Ziel: 

Auffrischen und Vertiefen der Kenntnisse und Techniken zu den Themen 

- Herstellen von Agar-Platten 

- Beimpfen von Agar-Platten 

- Steriltechnik 

- Färbung von Stärke mit Lugol‘scher Lösung 

Aufgaben: Anfärben von Stärke-Agar-Platten mit Lugol‘scher Lösung zur 

Visualisierung der Stärke-Spaltung durch Amylasen 

Für diese Untersuchungen wird über eine Färbungsreaktion die Spaltung von reiner 

Stärke bzw. Mehl durch kommerzielle Amylasen, Amylasen im Speichel, Honig bzw. in 

den Hefen auf einem Mehl- bzw. Stärkeagar visualisiert. 

Materialien: 

- Agarplatten mit Stärke- bzw. Mehlagar 

- Techn. Amylase 

- Speichelprobe 

- Honig 

- Hefelösung aus 4.1 

- Sterilbank 

- Sterile Pipettespitzen + Pipette 

- Alkohol-Lösung zum Desinfizieren 

- Lugol‘sche Lösung (1%ige gebrauchsfertige Lösung 

- Brutschrank 

- Metallröhrchen oder ähnliches zum Ausstanzen des Agars 

Bereits vorbereitet: 

Es wurden 4 verschiedene Agar-Typen entsprechend der unten stehenden 

Konzentrationsangaben hergestellt, je einer mit Mehl und einer mit Stärke. Von beiden 

wurde bei einem Ansatz das Mehl bzw. die Stärke mit autoklaviert und bei dem anderen 

Ansatz erst nach dem Autoklavieren zugesetzt, um die Wirkung von Hitze auf die Stärke 

und somit auf die Verwertbarkeit durch Hefen verdeutlichen zu können. 

- 7,5 g Agar + 4 g Mehl 

- 7,5 g Agar 

- 7,5 g Agar + 4 g Stärke 

- 7,5 g Agar 

Ad 500 mL mit VE-Wasser. Zu 2) und 4) je 4 g Mehl bzw. Stärke nach dem Autoklavieren. 









Durchführung: 

In eine der vorbereiteten Agar-Platten werden mit einem sterilen Metallröhrchen oder 

Ähnlichem je 4 Löcher ausgestanzt. 

Abb. 11: Agarplatten mit ausgestanztem Loch 

In diese Löcher werden je 100 µl Hefelösung, Amylase, Speichel und Honig steril pipettiert 

und anschließend die Agarplatte bei 37°C im Brutschrank bebrütet. 

Da die Diffusion der Lösungen in den Agar bzw. das Wachsen der Hefezellen einige Zeit 

in Anspruch nimmt, wird im weiteren Verlauf auf die durch die Vorgängergruppe auf die 

gleiche Weise vorbereitete Agarplatte zurückgegriffen. 

Sollten in den Löchern dieser Agarplatte noch Restflüssigkeit sein, so wird diese 

vorsichtig mit einer Pipette aufgesaugt und entfernt. Anschließend wird die Agarplatte mit 

Lugol‘scher Lösung (1%ige gebrauchsfertige Lösung) überschichtet, die überschüssige 

Flüssigkeit nach 2 min abgegossen und die Platte vorsichtig mit Leitungswasser gespült. 

Die Farbänderung der Platte rund um die Löcher wird dokumentiert und interpretiert. Ggf. 

ist eine geringe Wartezeit von wenigen Minuten erforderlich, bis die Farbreaktion deutlich 

zu erkennen ist. 





O 2 -Gehalt [ppm] 





5 Messprotokoll 

Gruppe 

Datum 

Teilnehmer 

5.1 Sauerstoffzehrung 

Besondere Vorkommnisse bei der Durchführung: 

Tabelle 1: Sauerstoffzehrung über die Zeit 

Abbildung 1: Sauerstoffzehrung 

Zeit [min] 

0 

2 

4 

6 

8 

10 

20 

30 

Sauerstoffgehalt 

[ppm] 

10 

9 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

Sauerstoff-Zehrung 

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 

Zeit [min} 

Fazit: 









5.2 Vergärbarkeit von Zuckern 


5.2.1 CO 2 -Produktion in Abhängigkeit von der Zuckerart 

Tabelle 2: CO 2 -Produktion in Abhängigkeit von der Zuckerart 

Zeit 

[min] 

BW Fruktose Saccharose Laktose Glucose Maltose Galactose Mehl Mehl + 

Amylase 

0 

5 

10 

15 

20 

25 

30 

Fazit: Bitte versuchen Sie hier auch zu erklären, warum manche Substrate gar nicht oder 

wesentlich langsamer verwertet werden als andere. 





CO 2 -Menge [mL] 





8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

CO2-Produktion in Abhängigkeit von der Zuckerart 

0 5 10 15 20 25 30 

Zeit [min] 

Abbildung 2: CO 2 -Produktion in Abhängigkeit von der Zuckerart 

5.2.2 Nachweis auf CO 2 und CO 2 -Gehalt des produzierten Gases 

Beobachtungen beim Nachweis auf CO 2 mit Kalkwasser: 

Tabelle 3: CO 2 -Gehalt des produzierten Gases 

Ansatz 

Volumen 

Gasgemisch [mL]: 

Volumen [mL] nach 

NaOH-Zugabe: 

Gehalt CO 2 [%]: 

Fazit: 









5.3 Visualisierung der Spaltung von Stärke durch Amylasen 


Tabelle 4: Amylase-Aktivität unterschiedlicher Lösungen auf einem Mehl- bzw. Stärkeagar 

Verwendeter Agar: 

Amylase 

Speichel 

Hefelösung 

Honig 

Fazit: 

Zusatzfrage: Warum schmeckt Brot, wenn man lange darauf kaut, süßlich? 









6 Informationsmaterial /Literaturquellen 

Weiterführende Informationen finden Sie in den folgenden zum Teil zitierten Werken: 

[1] Internetdokument: Rentz, K., Hefe – Helfer bei biotechnologischen Prozessen, Uni 

Düsseldorf, 12/2008 

[2] Baumann, B.; Gasser, N.; Hürlimann, M.; Braun, T., Kantonsschule Kreuzlingen, 

Naturwissenschaftliche Woche, Kreuzlingen, 24.09. 2004 

[3] Lohaus, R., mbi, Simulation der Hefezelle (Saccharomyces cerevisiae) und ihres 

Lebenszyklus, Abteilung Medizinische und Biologische Informatik, Technical Report 

136 / 2002 

[4] Internetdokument: Deutsche Hefewerke, 

www.hefewerke.de/_de/_de_05_diebackhefe.html, 01/2009 

[5] Internetdokument: Krüger, M., Übungen zur Biologie III, 

http://www.biologie.uni-erlangen.de/fachschaft/archiv/mcs/bio3/bio3-1.pdf, 12/2008 

[6] Internetdokument, www.home.vrweb.de/~markus.zeller/pdf/b12gk/Skript_Atmung.doc, 

02/2009 

[7] Internetdokument, http://www.egbeck.de/skripten/12/bs12-22.htm, 02/2009 

[8] Internetdokument: Online Chemie-Lexikon, 

http://www.seilnacht.com/Lexikon/gaerung.html, 01/2009 

[9] Internetdokument: www.mikrobiologischer-garten.de, 12/2008 

[10] Reinhold Schulausstattung, Lehrmittel - Schulbedarf etc., St. Egidien 

[11] http://www.poulten-graf.de/produkte/volumenmessgeraete/kolbenprober/, 04/2012

Praktikumsanleitung â€žHefefermentationâ€œ - Hochschule Mannheim

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?