Vielleicht hast Du schon einmal darüber nachgedacht, warum Dein Brot so schön luftig wird und welche Rolle Sauerstoff und Kohlendioxid (CO₂) dabei spielen. Hier erkläre ich dir Schritt für Schritt was im Brot passiert.
Wie entsteht CO₂ im Teig?
Beginnen wir mit dem Kohlendioxid (CO₂). Dieses Gas ist der Hauptgrund für die lockere Krume und die schönen Luftblasen in Deinem Brot. Aber wie entsteht es überhaupt?
In unserem Brotteig haben wir zwei Hauptakteure, die CO₂ produzieren: Hefen und Milchsäurebakterien. Wenn wir Hefe zum Teig geben, handelt es sich meistens um Backhefe oder Sauerteighefen. Diese kleinen Mikroorganismen verstoffwechseln Zucker und wandeln ihn um: Dabei entsteht Kohlendioxid, und zwar durch einen Prozess, der als alkoholische Gärung bezeichnet wird.
Alkoholische Gärung läuft folgendermaßen ab:
- Die Hefe verstoffwechselt Zucker (z.B. Glucose) und zerlegt ihn in kleinere Bestandteile.
- Dabei entstehen Ethanol (also Alkohol) und CO₂ als Nebenprodukte.
Das CO₂ ist also quasi der „Atem“ der Hefe, und genau dieses Gas sorgt dafür, dass sich kleine Bläschen im Teig bilden. Diese Bläschen dehnen sich beim Gären aus, und Dein Teig geht auf. Das CO₂ bleibt in den kleinen Glutenstrukturen gefangen, die bei der Verbindung von Wasser und Mehl (zB während dem Knetprozess oder während der Autolyse) entstehen.
So wie hier bei diesem Vergleich zweier Hefevorteige perfekt zu sehen ist, wie sich das CO2 als Bläschen im Teig zeigt:
Wie gelangt Sauerstoff in den Teig?
Sauerstoff spielt ebenfalls eine wichtige Rolle, vor allem am Anfang des Teigprozesses. Aber wie kommt der Sauerstoff überhaupt in den Teig?
Hier kommt das Kneten ins Spiel. Wenn Du den Teig knetest, bringst Du nicht nur Mehl, Wasser, Salz und Hefe zusammen, sondern Du bringst auch Sauerstoff in den Teig ein. Der Sauerstoff wird in den ersten Minuten des Knetens in den Teig „eingeschlagen“. Hefen nehmen den Sauerstoff auf und verbrennen Zucker zu Energie – allerdings ohne dabei CO₂ zu produzieren.
Fertig gekneteter Teig, bei dem das Sauerstoff gut zu sehen ist:
Warum ist das wichtig? Die Hefen nutzen den Sauerstoff, um sich zu vermehren. Je mehr Hefen Du im Teig hast, desto mehr CO₂ wird später produziert. Sobald der Sauerstoff aufgebraucht ist, wechseln die Hefen zur anaeroben Gärung, also der alkoholischen Gärung, bei der dann CO₂ und Ethanol entstehen.
Die Rolle der Milchsäurebakterien
Kommen wir nun zu einem weiteren wichtigen Akteur im Sauerteig: den Milchsäurebakterien. Diese Mikroorganismen arbeiten anders als die Hefen.
Die Milchsäurebakterien verstoffwechseln Zucker auf zwei verschiedene Weisen:
- Homofermentative Milchsäuregärung: Hier wird Zucker in Milchsäure umgewandelt, und es entsteht kaum CO₂.
- Heterofermentative Milchsäuregärung: Hier entsteht neben Milchsäure auch CO₂ und Essigsäure.
Diese Bakterien produzieren also nicht nur Milchsäure, sondern auch etwas CO₂. Zwar ist der Anteil an CO₂ durch Milchsäurebakterien im Vergleich zu den Hefen geringer, aber sie tragen dennoch zur Lockerung des Teiges bei. Außerdem sind die Säuren, die durch die Bakterien entstehen, entscheidend für den Geschmack und das Aroma Deines Brotes. Die Milchsäure sorgt für eine milde Säure, während die Essigsäure für einen kräftigeren, sauren Geschmack sorgt.
Was produzieren Hefen noch?
Neben CO₂ produzieren Hefen auch Ethanol (also Alkohol) während der Gärung. Der Alkoholgehalt im Teig ist allerdings sehr gering, und ein Großteil davon verdampft beim Backen. Der Ethanol trägt jedoch ebenfalls zum Aroma bei, vor allem bei langer Teigführung oder bei Sauerteigen.
Außerdem entstehen beim Stoffwechsel der Hefe noch Säuren und Aromastoffe, die den charakteristischen Geschmack des Brotes beeinflussen. Das Zusammenspiel von Hefen und Milchsäurebakterien sorgt für die komplexen Aromen, die wir im Brot so schätzen.
Was beeinflusst die Gasbildung im Teig?
Die Menge an produziertem CO₂ und anderen Gasen hängt von mehreren Faktoren ab:
-
Teigtemperatur: Je wärmer der Teig, desto aktiver sind die Hefen und Milchsäurebakterien. Eine höhere Temperatur führt also zu einer schnelleren CO₂-Produktion und die hohe Menge an CO2 kann gut im Teig gehalten werden, weil die Enzymatik in der Kürze der Zeit das Teiggerüst noch nicht geschwächt hat. Bei zu hohen Temperaturen kann jedoch die Aktivität der Mikroorganismen nachlassen oder sie sterben sogar ab.
- Menge und Art des Triebmittels: Je mehr Triebmittel du in den Teig einarbeitest, desto schneller geht die Gärung und die CO2 Bildung von Statten. Auch hier ist bei viel Gärung in kurzer Zeit noch nicht so viel enzymatischer Abbau des Klebergerüsts passiert, so dass der Teig stabil bleibt. Klassische Optik eines solchen Teigs: aufgeblasen wie ein Ballon. Sauerteig statt Hefe führt zu einer langsameren Gärung, weil hier deutlich weniger Hefen pro Gramm Triebmittel vorhanden sind.
-
Teigfeuchtigkeit: Ein feuchter Teig bietet den Mikroorganismen bessere Bedingungen, um sich zu vermehren. Daher geht ein feuchter Teig in der Regel besser auf als ein sehr trockener Teig. Zu viel Wasser im Teig schwächt allerdings das Teiggerüst, so dass eine zu hohe Teigausbeute TA eher zu weniger Volumen im Teig führt.
-
Mehlqualität: Der Zuckergehalt im Mehl beeinflusst die Aktivität der Hefen. Vollkornmehle enthalten mehr Zucker und Nährstoffe, weshalb sie oft zu einer stärkeren Gärung führen.
-
Salzgehalt: Salz hemmt die Aktivität der Hefen. Eine zu hohe Salzkonzentration kann die Gärung verlangsamen. Daher ist es wichtig, die richtige Menge Salz (1,7-2,5%) zu verwenden.
-
Teigruhe und Gärzeit: Längere Gärzeiten, vor allem bei niedriger Temperatur (Kühlschrankgare), führen zu einer intensiveren Aromenbildung und einer gleichmäßigeren CO₂-Verteilung im Teig.
Der Backprozess und der Ofentrieb
Sobald der Teig in den Ofen kommt, passiert etwas Magisches: der Ofentrieb. Hier ist das CO₂ der entscheidende Faktor.
Zu Beginn des Backens, in den ersten Minuten, heizt sich der Teig schnell auf. Die Hefe wird aktiver, bevor sie durch die Hitze abstirbt, und produziert in dieser Phase noch eine letzte Menge CO₂. Gleichzeitig verdampft das im Teig enthaltene Wasser, und es entstehen kleine Dampfblasen. Diese beiden Effekte führen dazu, dass der Teig noch einmal kräftig aufgeht.
Sobald die Temperatur weiter ansteigt, stirbt die Hefe ab, und die Struktur des Brotes verfestigt sich. Die CO₂-Bläschen, die während der Gärung entstanden sind, werden im fertigen Brot als Poren sichtbar, sobald das Glutengerüst erstarrt.
Beispiel für einen gelungenen Ofentrieb:
Sauerstoff im Teig während der Gärung
Eine spannende Frage ist, ob während der gesamten Gärung Sauerstoff im Teig vorhanden ist. Die Antwort ist: eher nicht. Sobald der Teig geknetet und zur Ruhe gestellt wird, ist der verfügbare Sauerstoff schnell verbraucht. Der Teig geht dann in einen anaeroben Zustand über, das heißt, die Hefen und Bakterien arbeiten ohne Sauerstoff weiter.
Dieser anaerobe Zustand ist entscheidend für die CO₂-Produktion, da die Hefen in der anaeroben Phase vermehrt Zucker zu Ethanol und CO₂ umsetzen. Wenn während der Gärung noch Sauerstoff vorhanden wäre, würde weniger CO₂ produziert, da die Hefen den Sauerstoff zur Energiegewinnung nutzen würden, ohne dabei CO₂ freizusetzen.
Fazit
Das Zusammenspiel von Sauerstoff und CO₂ ist also ein komplexes, aber faszinierendes Wechselspiel. Sauerstoff spielt vor allem zu Beginn des Knetens eine Rolle, um die Hefen zu aktivieren und zu vermehren. Danach übernehmen die anaeroben Prozesse die Hauptarbeit und sorgen dafür, dass das CO₂ im Teig entsteht und diesen aufgehen lässt.
Die Milchsäurebakterien tragen nicht nur zur Säuerung, sondern auch zur CO₂-Bildung bei, während die Hefen zusätzlich Aromastoffe und Ethanol produzieren. Alles zusammen führt zu einem gut gelockerten, aromatischen und schmackhaften Brot.
FAQ
Wie entsteht CO₂ im Brotteig?
Hefen und Milchsäurebakterien verstoffwechseln Zucker im Teig und produzieren dabei Kohlendioxid (CO₂), das den Teig aufgehen lässt.
Wie gelangt Sauerstoff in den Teig?
Beim Kneten wird Sauerstoff in den Teig eingearbeitet, den die Hefen für ihre Vermehrung nutzen. Bei No Knead Broten sollte über Dehnen und Falten Sauerstoff in den Teig eingearbeitet werden.
Welche Rolle spielt Sauerstoff im Brotteig?
Sauerstoff unterstützt die Vermehrung der Hefen. Sobald er verbraucht ist, beginnen die Hefen mit der anaeroben Gärung und produzieren CO₂.
Was produzieren Milchsäurebakterien im Brotteig?
Milchsäurebakterien erzeugen Milchsäure, Essigsäure und in geringerem Maße CO₂, was den Geschmack und die Textur des Brotes beeinflusst.
Was produzieren Hefen im Brotteig?
Hefen produzieren hauptsächlich CO₂ und Ethanol; das CO₂ lässt den Teig aufgehen, während Ethanol beim Backen verdampft.
Welche Faktoren beeinflussen die Gasbildung im Teig?
Temperatur, Menge und Art der Triebmittel, Teigfeuchtigkeit, Mehlqualität, Salzgehalt, Zuckergehalt und Gärzeit beeinflussen die Aktivität von Hefen und Bakterien und somit die CO₂-Produktion.
Warum ist die CO₂-Produktion wichtig für das Brotbacken?
CO₂ bildet Gasblasen im Teig, die für die Lockerung und das Volumen des Brotes sorgen, was zu einer luftigen Krume führt.
Wie beeinflusst die Gärung den Sauerstoffgehalt im Teig?
Während der Gärung wird der vorhandene Sauerstoff von den Hefen verbraucht, wodurch der Teig in einen anaeroben Zustand übergeht.
Was passiert mit dem CO₂ während des Backens?
Beim Backen dehnen sich die CO₂-Blasen aus (Ofentrieb), ehe das Teiggerüst erstarrt, wodurch die endgültige Struktur und das Volumen des Brotes entstehen.
Wie kann ich die Gasbildung im Teig optimieren?
Durch kontrollierte Teigtemperatur, ausreichende Hydratation, Verwendung hochwertiger Mehle und angemessene Gärzeiten lässt sich die Gasbildung und somit die Brotqualität verbessern.
