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Während frische Hefe zu etwa 70 Prozent aus Wasser besteht, sind in der Trockenhefe nur noch etwa fünf Prozent Restfeuchtigkeit enthalten. Darin liegt auch der größte Unterschied, denn für Trockenhefe wird frische Hefe getrocknet. Dadurch ist Trockenhefe deutlich länger haltbar als frische Hefe. Während du frische Hefe im Kühlschrank maximal zwei Wochen lagern kannst, ist Trockenhefe bei Raumtemperatur zwischen mehreren Monaten und einem Jahr haltbar. Die in der Trockenhefe enthaltenen Pilzkulturen liegen inaktiviert vor und werden erst durch Flüssigkeitszugabe aktiviert. Trotzdem handelt es sich um lebende Mikroorganismen - nur in einem „Ruhezustand". 3. Führe die im Folgenden beschriebenen Versuchsreihen durch, dokumentiere die Ergebnisse Deiner Experimente durch Fotos und erstelle ein Protokoll (mit Hypothesen, Forscherfragen, Versuchsdurchführung als beschriftete Skizze, Beobachtung(en) [mit Hilfe beschrifteter Bilder und verbal], Folgerung(en) aus den Beobachtungen und der Erklärung Deiner Forschungsergebnisse (Vergleich der Erkenntnisse aus Versuch 1 & 2)) Versuchsprotokoll zum Thema Gärung: → Einfluss von Zucker und verschiedenen Temperaturen auf die Hefe Gärung Stephanie Mandernach HP1, bio3 Forscherfrage: Welchen Einfluss hat die Zugabe von Zucker im Zusammenhang mit verschiedenen Temperaturen (Kühlschrank, Backofen, Zimmertemperatur) auf einen Hefeteig? Hypothese/ Begründete Vermutung: Der Hefeteig mit Einfluss von Zucker wird mehr aufgehen, da die Hefe unbedingt Zucker für ihren Stoffwechsel benötigt. Der Teig ohne den Einfluss von Zucker wird nicht so viel aufgehen bzw. langsamer. Außerdem wird der Hefeteig mit dem Einfluss von Zucker im Backofen und bei Zimmertemperatur am meisten aufgehen. Versuchsdurchführungen: Hefe Hefe Benötigte Materialien: 1 Würfel Hefe, entspricht 2 Päckchen Trockenhefe 110 mg Zucker 330 ml Wasser ■ I ■ 6 Gläser gleicher oder ähnlicher Größe Thermometer (falls vorhanden, ansonsten Temperatur abschätzen) Schüsseln für den Teig (für 1 Versuch/ 2 Versuch) 100 g Butter Topf zum Erwärmen der Butter 1 kg Mehl Waage oder Messbecher Ak Hoki Hefe Hefe 4. Versuch 4. Vouch 6 Ghees 12 Vasuch kewank 2. Verycat 2 1. Schritt: Zuerst wird ein halber Hefewürfel oder ein Päckchen Trockenhefe in wenig Wasser gelöst und etwas Zucker untergerührt. Versuch 1. Versuch Versuch,,1" 2. Schritt: Anschließend wird dieses Gemisch auf 500 g Mehl, 100 g Zucker gegeben, 50 g flüssige Butter und 150 ml lauwarmes Wasser hinzugefügt. 3. Schritt: Danach wird der Teig nun so lange geknetet, bis ein einheitlicher Teig entstanden ist, er sollte also nicht mehr klebrig sein. 4. Schritt: Nun den Teig in 3 gleich große Portionen aufteilen und diese Portionen auf 3 Gläser verteilen Vorher: (TIPP: falls die Teigportionen mehr als die Hälfte des Glasvolumens einnehmen, einfach alle Teigportionen entsprechend verkleinern!!) 5. Schritt: Zuletzt werden die 3 Gläser für ca. 30 min bei unterschiedlichen Temperaturen inkubiert: 1) im Kühlschrank oder „draußen" 2) auf der Heizung (Zimmertemperatur) 3) im Backofen bei einer Temperatur von ca. 60 °C (ACHTUNG! Bei der Entnahme des Glases aus dem Backofen das Glas nicht mit bloßen Händen anfassen!!) 4. Versuch Kohlschrank 1. Versuch 1. Versuch Mischrank Versuch 4. Versuch 1. Versuch 60 4. Versuch Heung (Zu Nach 30 min: 4. Versuch Hosong (2 Ergebnis Versuch ,,1" Vorher: 1. Schritt: Als erstes wird ein halber Hefewürfel oder ein Päckchen Trockenhefe in wenig Wasser gelöst. 2. Versuch 3. Schritt: Versuch,,2" Danach wird der Teig nun so lange geknetet, bis ein einheitlicher, nicht klebender Teig entstanden ist. 4. Schritt: Nun den Teig in 3 gleich große Portionen aufteilen und diese Portionen auf 3 Gläser verteilen 2 Vesuch (TIPP: falls die Teigportionen mehr als die Hälfte des Glasvolumens einnehmen, einfach alle Teigportionen entsprechend verkleinern!!) Kühlschrank 2. Schritt: Zu dieses Gemisch wird auf 500 g Mehl, 50 g flüssige Butter, 150 ml lauwarmes Wasser hinzugefügt. Q. Versuch (Zimmerten 2. Versuch Backofen 60 5. Schritt: (ACHTUNG! Bei der Entnahme des Glases aus dem Backofen das Glas nicht mit bloßen Händen anfassen!!) 1. im Kühlschrank oder „draußen" 2. auf der Heizung (Zimmertemperatur) 3. im Backofen bei einer Temperatur von ca. 60 °C Zuletzt werden die 3 Gläser für ca. 30 min bei unterschiedlichen Temperaturen inkubiert: 12 versuch Kohlschrank 2. Versuch 12 7°C 2 Versch oken 60 60°C 12. Versuch Heizung Nach 30 min: 12mm 21°C Ergebnis Versuch ,,2" Beobachtungen: ● ● ● ● Im ersten Schritt des ersten Versuches, wird sichtbar, dass die Hefe mit dem Zucker und ein wenig Wasser anfängt ein wenig zu blubbern. Sprich es entstehen kleine Bläschen. Außerdem ist auffällig, dass die Masse viel flüssiger ist. Also fast schon so flüssig wie Wasser. Nach 30 Minuten Wartezeit wird erkennbar, dass bei dem Versuch „1“ nur der Teig im Backofen aufgegangen ist, sprich die anderen beiden Gefäße im Kühlschrank bei etwa 7°C und Zimmertemperatur bei 21°C sind fast unverändert geblieben. Wobei bei dem Gefäß was die Zimmertemperatur erreicht hatte, sprich 21°C ist eine minimale Erhebung erkennbar. Letztendlich wird klar, so wärmer die Umgebung ist, desto mehr geht der Hefeteig auf. Versuch ,,1" Im ersten Schritt des zweiten Versuches, wird sichtbar, dass die Hefe ohne Zucker und ein wenig Wasser im Gegensatz zu dem ersten Versuch fast keine Bläschen aufweist. Denn die Masse ist nicht so flüssig, wie bei dem ersten Versuch, sie ist eher ein bisschen fester und matschiger. Vergleich: Nach 30 Minuten Wartezeit wird erstaunlicher weise erkennbar, dass alle drei Teigstücke in den verschiedenen Temperaturen im Vergleich zum ersten versuch enorm aufgegangen sind. Im Backofen bei 60°C ist der Teig am meisten aufgegangen, jedoch im Kühlschrank bei 7°C auch, nur ein bisschen weniger wie bei Zimmertemperaturen, denn der ist auch ordentlich aufgegangen. 4. Versuch ¹2. Versuch Versuch ,,2" Kühlschrank 7°C 1. Versuch Al Zimmelerop 2. Versuch (Zimmertemp Zimmertemperatur 22°C 1. Versuch 60° 2. Versuch Backofen 60 Bachofen 60°C Folgerung: Hier kann man also nochmals bestätigen, dass klar wird, so wärmer die Umgebung ist, desto mehr geht der Hefeteig auf. Das heißt: Je kühler, desto mehr Gehzeit musst du einplanen. Sprich in Kälte arbeiten die Hefezellen langsam. Sie vergären wenig Zucker und es entsteht wenig Kohlenstoffdioxid. Das Volumen nimmt kaum zu. In Wärme arbeiten die Hefezellen schnell und vermehren sich stark. Sie vergären viel Zucker. So entsteht eine Menge Kohlenstoffdioxid, was den Teig lockert und aufgehen lässt. Erklärung: Bei Hefe handelt es sich um einen einzelligen Mikroorganismus, der zur Familie der Pilze gehört. Dieser lebende Organismus ernährt sich von Zucker und Stärke im Teig und wandelt diese unter anderem in Kohlenstoffdioxidgas um. Das zeigt sich an den Bläschen im Teig, die ihn aufgehen lassen und luftiger machen. Dies entsteht im Normalfall, wenn man frische Hefe zunächst mit einem Teil der lauwarmen Flüssigkeit des Rezepts und etwas Zucker anrührt und dann diese Mischung kurz stehen lässt. An der Bläschenbildung erkennst du, dass die Hefe mit ihrer Aktivität begonnen haben. Nach dieser kurzen Zeit kannst du die Flüssigkeit zu den restlichen Backzutaten mengen. Demgegenüber sprechen wir von einer chemischen Lockerung, wenn das Kohlendioxid auf chemischem Wege aus entsprechenden Komponenten erzeugt wird oder von physikalischer Lockerung, wenn ein intensiver Lufteinschlag, z.B. in eine Masse, erfolgt. Die gebildeten CO2 - Mengen lösen sich im vorhandenen Teigwasser, wodurch eine gewisse Erhöhung des Teigsäuregrades oder Erniedrigung des Teig-pH-Wertes eintritt. Während dieses Vorganges lockert sich ein Teig noch nicht. Neben den Gärungen während der Teiglagerung und Teigführung laufen auch andere, meist physikalische, aber auch biochemische Vorgänge ab. Neben der sichtbaren Volumenänderung eines gärenden Teiges verändern sich im Inneren die Rohstoff-Strukturen durch Quellung und das Vorhandensein verschiedener Stärke- oder Protein-Komplexe durch enzymatischen Angriff. Ein Teig ist daher erst reif zum Schieben, wenn Gasbildung und Teigstruktur optimal sind, also Teig- und Gärreife zusammenfallen. Für ihre Umsetzungen verwendet die Backhefe entweder rezepturmäßig zugesetzte vergärbare Substanzen oder die während der Teigreifung entstehenden Bruchstücke aus den genannten Komplexen. Wir sprechen daher von einem Gärverlust, der etwa je nach Temperatur und Backhefemenge 1 bis 3% der Rohstoffmenge eines Teiges betragen kann. → Jetzt stellt sich nochmals die Frage, ob der Einfluss von Zucker im Hefeteig ausschlaggebend ist und warum sich herausgesellt hat das der Hefeteig ohne Zucker viel mehr aufgegeben ist. Die beste Triebkraft hat Hefe bei Temperaturen zwischen 25 und 30 Grad. Bei mehr als 45 Grad sterben die Hefepilze ab, während die Stoffwechselprozesse bei weniger als zehn Grad erheblich langsamer ablaufen. Dies liegt auch teils an der RGT- Regel und entsteht durch die Hitzedenaturierung. Das heißt: Je kühler, desto mehr Gehzeit musst du einplanen. Mehl besteht im Wesentlichen aus Kohlenhydraten, die durch Enzyme zu Zucker abgebaut werden können. Ein paar solcher Enzyme sind schon im Mehl enthalten, ein paar bringt die Hefe praktischerweise gleich selbst mit. Denn Hefe braucht Zucker als Nahrung. Deswegen wird auch oft noch ein bisschen Zucker mit in den Teig gegeben. Wenn Hefe dann den „gegessenen" Zucker „verdaut“, entstehen Alkohol und Kohlendioxid - ein Gas. Die Gase, die die Hefe absorbiert, verteilen sich als kleine Bläschen im gesamten Teig und sorgen dafür, dass dieser sich ausdehnt und schön aufgeht. Und unter guten Bedingungen, also wenn die Hefe genug zu futtern hat und es dazu noch kuschelig warm ist, am besten um die 30 °C, vermehrt sie sich auch enorm. Der Zucker ist nicht unbedingt nötig bei einem Hefeteig. Denn die Hefen beziehen ihre Nahrung reichlich aus dem verwendeten Getreide. Die Hefen dürfen sogar gar nicht in direkten Kontakt mit Zucker, Salz usw. kommen. Viel wichtiger ist die "Verfügbarkeit" von Wasser. Das ist jetzt keine wissenschaftliche Erklärung, aber: Durch den Zucker (gelöst!) haben die Hefen zwar mehr zu fressen, sind aber auch schneller "tot". Also, in einen Hefeteig für Brot, Brötchen usw. gehört überhaupt kein Zucker. Im Gegenteil: Eine langsame Gärung (durchaus auch im Kühlschrank) ist viel eher erwünscht. Daraus ergibt sich also auch das Ergebnis des Versuchs, denn der Hefeteig geht eindeutig mehr auf, ohne Zugabe von Zucker. Es wird hier von einer alkoholischen Gärung gesprochen. Während der Teig „geht“, entsteht durch alkoholische Gärung das Gas Kohlenstoffdioxid. Dieses verteilt sich fein im Teig und kann dessen Volumen beträchtlich vergrößern. Das entstandene Ethanol verdampft beim anschließenden Backprozess, zu dessen Beginn die Hefe auf Grund der hohen Temperaturen abstirbt. Fazit (Hypothese verifizieren): Hypothese fallverifiziert. Anhand des praktischen Versuches wurde die oben genannte Hypothese nicht bestätigt. Im Gegenteil bei der Durchführung des Versuchs wurde klar bewiesen, dass der Einfluss beziehungsweise die Zugabe von Zucker eine Verschlechterung des Aufquellens verursacht. Tipp: Damit nach dem Versuch der entstandene Hefeteig nicht weggeschmissen wird und keine Lebensmittelverschwendung entsteht. Kann man seiner Kreativität freien Lauf lassen und beispielsweise Brötchen aus dem Hefeteig ohne Zucker machen und aus dem anderen Teig mit Zucker einen Kuchen oder ähnliches.