Column Bespiegelingen van een wetenschapsjournalist: gistcellen

Soms komt er ineens een inzicht op je pad waarvan je niet eens wist dat je ernaar verlangde. Een soort Iphone onder de feiten. Vaak betreft het iets waar je vaak mee in aanraking komt, maar nog nooit echt bij stilgestaan had. En laat ik het nou bij uitstek een taak vinden van wetenschapsjournalisten, om te schrijven over de mysteries en mechanismen achter de vanzelfsprekendheden in ons dagelijks leven.

Vandaar ook mijn enthousiasme voor het bericht wat ik, nota bene op de door mij zo geprezen site Eurekalert, zag langskomen. Het was afkomstig van de Rijksuniversiteit Groningen en gebaseerd op een artikel in het tijdschrift Nature Metabolism.

De vraag was deze: waarom produceren gistcellen eigenlijk alcohol?

De alchemie van vergisting
Gisting, alcohol, daar weet ik wel het nodige vanaf. In de loop van mijn studententijd en journalistieke carrière liet ik mij rondleiden door menig bierbrouwerij en recent nog bezocht ik verschillende whiskystokerijen in Schotland. Waar de processen die centraal staan bij de totstandkoming van deze dranken in vroeger tijden nog werden omschreven in termen van alchemie, worden ze tegenwoordig door middel van streng geselecteerde micro-organismen en even strikte protocollen volledig onder controle gehouden.

Alcoholvrij
Dat gistcellen niet altijd alcohol produceren, weet ik überhaupt pas sinds kort, nadat ik me voor een artikel wat verscheen in De Volkskrant verdiepte in het brouwproces van alcoholvrij bier. Dat wordt grofweg op twee manieren alcoholvrij gemaakt: door de alcohol na afloop uit het brouwsel te halen of door de gisting dusdanig te verstoren dat die alcohol niet of nauwelijks ontstaat.

Omdat er op alcoholvrij pils geen accijns geheven wordt, zijn daar riante winstmarges mee te behalen

De laatste jaren heeft het brouwen van alcoholvrij bier een vlucht genomen. Consumenten voelen zich graag gezond tijdens het borrelen en omdat er op alcoholvrij pils geen accijns geheven wordt, zijn daar riante winstmarges mee te behalen. Vandaar dat er flink in geïnvesteerd is en inderdaad, de processen verbeterd en de smaken verfijnd zijn.

Energieverkwisting
Terug naar de vraag van de Groningse onderzoekers. Wij mogen de alcoholische gisting dan wel een godsgeschenk vinden, evolutionair gezien is het maar een raar fenomeen. Het is immers feitelijk een vorm van energieverkwisting. Cellen verbranden voedingsstoffen zoals glucose met behulp van zuurstof af tot koolstofdioxide, waarbij energie vrijkomt. De gist Saccharomyces cerevisiae, inderdaad, biergist, maakt echter geen koolstofdioxide maar ethanol. Door een molecuul van zes koolstofatomen af te breken tot een molecuul van twee koolstof, en niet tot één, blijft een deel van de energie uit glucose onbenut, vertelt hoofdonderzoeker Matthias Heinemann in het persbericht. En dat is niet logisch.

Waarom dit precies gebeurt staat nog niet vast, maar volgens de Groningers fungeert deze switch als een soort veiligheidsklep

Voor zo'n energieslurpende afwijking moet de evolutie toch een reden hebben, redeneerden Heinemann en co. Ze vermoedden dat de cellen een maximale hoeveelheid energie kunnen opwekken, net zoals een zonnepaneel op uw dak een maximale hoeveelheid stroom kan opwekken. Ze bouwden een model met daarin duizenden celreacties en de thermodynamica. Daarin stopten ze experimentele gegevens van biergist en jawel: precies daar waar de cel nauwelijks nog meer energie kon vrijmaken, gaat de verbranding over in vergisting. Waarom dit precies gebeurt staat nog niet vast, maar volgens de Groningers fungeert deze switch als een soort veiligheidsklep, die voorkomt dat de enzymen in de cel het allemaal niet meer aankunnen en er een soort 'metabole oververhitting' zou optreden.

Nieuwe stap naar alcoholvrij
Nu zult u misschien denken: wat een leuk weetje, maar wat moeten we ermee? Nou, die bierbrouwers die zo hard hun best doen om hun alcoholvrije biertjes nét zo lekker te maken als de gewone, proberen op de gekste manieren hun gist zover te krijgen dat ie wel zoveel mogelijk geur- en smaakvolle esters maakt, maar geen alcohol.

Wat als ze hun favoriete gist nou net onder dat overgangspunt weten te duwen? Dat zou hen zomaar een stap verder kunnen helpen richting hun ultieme 0.0-biertje.

Ik heb het bericht dan ook meteen doorgestuurd naar een aantal van de brouwers die ik eerder interviewde. Zo ben ik dan ook wel weer.