Hefen vs Bakterien: Welche Mikroorganismen fermentieren was?

In jedem Sauerteigbrot arbeiten gleichzeitig 100 Millionen Lactobazillen pro Gramm und nur etwa 1 Million Wildhefen, also Bakterien zu Hefen im Verhältnis 100 zu 1. Trotzdem bestimmt die Hefe den Trieb, während die Bakterien Aroma und Säure liefern. Wer fermentiert, sollte verstehen, welche Mikroorganismen welches Produkt machen, sonst optimiert man am falschen Hebel und wundert sich, warum sich am Ergebnis nichts ändert.

Hefen und Bakterien im Größenvergleich

Hefen sind Pilze und damit eukaryotische Einzeller, sie haben einen Zellkern und sind mit etwa 5–10 Mikrometern rund 10-mal größer als die meisten Lactobazillen (1–2 Mikrometer). Bakterien sind prokaryotisch ohne Zellkern und vermehren sich rein durch Teilung, während Hefen sowohl durch Knospung als auch durch Sporenbildung aktiv sind.

Beide Gruppen leben in einer Lebensmittel-Umgebung von Süß bis Sauer, von Aerob bis Anaerob, von 4 °C bis 50 °C. Welche Art dominiert, entscheiden Wassergehalt, Salzanteil, pH-Wert, Sauerstoffzufuhr und Temperatur. Genau diese Parameter steuerst du beim Fermentieren ganz bewusst.

Im klassischen Sauerkraut beispielsweise dominieren in den ersten Tagen Leuconostoc-Bakterien, dann übernehmen Lactobacillus plantarum und am Ende Lactobacillus brevis, ein Staffellauf von drei verschiedenen Bakteriengattungen, der nichts mit Hefen zu tun hat. Hefen würden hier sogar stören.

Hefen: Trieb und Alkohol

Saccharomyces cerevisiae ist die Hauptarbeitskraft hinter Bier, Wein, Whisky und konventionellem Brot. Sie verwandelt Glukose in CO₂ und Ethanol, das CO₂ macht den Trieb, das Ethanol gibt Geschmack, beim Backen verdampft es zu 95% wieder. Diese Hefe arbeitet aerob und anaerob: mit Sauerstoff vermehrt sie sich, ohne Sauerstoff produziert sie Alkohol.

Brettanomyces ist die "wilde Hefe" der Spontangärung. In belgischen Lambic-Bieren erzeugt sie über Monate eine pferdige, lederartige Note, die als Off-Aroma in industriellem Bier gilt, in der Spezialitätenbrauerei aber gefragt ist. Sie arbeitet langsamer als S. cerevisiae und produziert Säure plus Ester, die typisch für Sauerbiere sind.

Bakterien: Säure und Aroma

Lactobazillen sind die Stars der pflanzlichen Fermentation. Sie wandeln Zucker in Milchsäure um (homofermentativ) oder zusätzlich in CO₂, Ethanol und Essigsäure (heterofermentativ). Lactobacillus plantarum liefert reine Milchsäure und ist die wichtigste Spezies in Sauerkraut, Kimchi und vielen anderen Gemüsefermenten.

Lactobacillus sanfranciscensis ist die Schlüsselbakterie in Sauerteigen, benannt nach San Francisco, wo sie zuerst isoliert wurde. Sie erzeugt das typische Sauerteig-Aroma und arbeitet symbiotisch mit Wildhefen zusammen. Beide ergänzen sich, weil L. sanfranciscensis Maltose abbaut, was die meisten Hefen nicht können, die Hefe übernimmt im Gegenzug die Glukose.

Acetobacter ist der Essigsäure-Produzent. Er braucht Sauerstoff und wandelt Ethanol in Essigsäure um. Im Kombucha-Pellikel sitzen Acetobacter und Hefen Schicht an Schicht, die Hefen produzieren Alkohol aus dem gezuckerten Tee, Acetobacter macht daraus die typische Säure.

Wer macht was: Übersicht der wichtigsten Fermente

Wie du steuerst, wer dominiert

Salzgehalt ist der erste Hebel: Bei 1,5–2,5% gedeihen Lactobazillen, Wildhefen werden gehemmt. Bei unter 1% übernehmen Hefen und Schimmel. Über 5% wird auch Lactobazillen-Wachstum gebremst, das ist der Trick bei Salzzitronen oder Miso, die monatelang reifen, ohne zu kippen.

Sauerstoffzufuhr ist Hebel zwei: Anaerobe Fermentation (Glas zu, Salzlake bedeckt alles) bevorzugt Lactobazillen, die ohne Sauerstoff arbeiten. Aerobe Bedingungen (offenes Glas, Tuch drüber) lassen Acetobacter und manche Hefen aktiv werden. Kombucha ist deshalb teilweise aerob, Sauerkraut strikt anaerob.

Temperatur ist Hebel drei: Lactobazillen mögen 18–25 °C, manche thermophile Stämme (Joghurt-Bakterien) brauchen 42 °C. Wildhefen sind eher kühlliebend (15–22 °C). Wenn du Sauerteig bei 28 °C führst, treibt der Trieb stark, das Aroma wird aber flach, die Hefe rast voraus, bevor die Bakterien Aromen bilden.

Was du als Fermenter daraus mitnimmst

Wenn dir am Ferment der Trieb fehlt, fehlt Hefe, zu kalt, zu salzig, zu lange anaerob. Wenn dir die Säure fehlt, fehlen Bakterien, zu kurz fermentiert, zu wenig Zucker, zu sauerstoffreich. Wenn dir das Aroma fehlt, fehlen die Reifezeit und/oder die richtigen Bakterienstämme, manchmal hilft ein Schluck altes Sauerkraut-Lauf als Starter, um eine breitere Mikroflora zu impfen. Wer tiefer in einzelne Stämme einsteigen will, findet weiterführende Texte unter Sauerteig-Pflege Wochenroutine und Kombucha-Grundrezept.

Symbiosen verstehen: SCOBY und Sauerteig

Manche der erfolgreichsten Fermente basieren auf einer echten Symbiose zwischen Hefen und Bakterien. Im Kombucha-SCOBY (Symbiotic Culture Of Bacteria and Yeast) leben Acetobacter-Bakterien und mehrere Hefearten in einer Cellulose-Matrix zusammen. Die Hefen produzieren aus dem Zucker des gesüßten Tees zuerst Ethanol, dann übernehmen die Acetobacter und wandeln den Alkohol in Essigsäure um. Beide Gruppen sind aufeinander angewiesen, ohne Hefen kein Substrat für die Bakterien.

Schimmelpilze als dritte fermentative Kraft

Neben Hefen und Bakterien spielen Schimmelpilze in vielen Fermenten eine eigenständige Rolle. Aspergillus oryzae (Koji) ist der Schlüsselpilz für Sojasauce, Miso, Sake und Reisessig, er produziert Enzyme, die Stärke in Zucker und Proteine in Aminosäuren spalten. Ohne Koji-Vorfermentation wären die ostasiatischen Klassiker undenkbar.

Penicillium roqueforti macht aus weißem Käse den blauen Roquefort und Gorgonzola, Penicillium camemberti die typische weiße Rinde von Camembert und Brie. Rhizopus oligosporus bindet gekochte Sojabohnen zu Tempeh. Diese Schimmel sind alle erwünscht und gezielt eingesetzt, im Unterschied zu unerwünschten Schimmeln (Aspergillus flavus, schwarzer Schimmel), die toxisch sein können.

pH-Wert als universeller Indikator

Der pH-Wert verrät dir den Reifezustand jedes Ferments objektiv. Sauerkraut startet bei pH 6,5 und endet bei pH 3,5–3,8, darunter sterben sogar Lactobazillen langsam ab. Joghurt erreicht pH 4,4–4,6, Kombucha pendelt zwischen 3,0 und 3,5, Sauerteig zwischen 3,8 und 4,5. Mit pH-Streifen für 3 € aus der Apotheke prüfst du diese Werte in 30 Sekunden, das ist ein Werkzeug, das mehr Unsicherheit nimmt als jeder Kochkurs. Sobald du den Ziel-pH-Wert erreicht hast, kannst du das Ferment in den Kühlschrank stellen und die Aktivität verlangsamen.