Gist

de nuttige fysiologische eigenschappen van gist hebben geleid tot het gebruik ervan in de biotechnologie. Gisting van suikers door gist is de oudste en grootste toepassing van deze technologie. Vele soorten gisten worden gebruikt voor het maken van veel voedingsmiddelen: bakkersgist in broodproductie, biergist in bierfermentatie, en gist in wijnfermentatie en voor de productie van xylitol. Zogenaamde rode rijstgist is eigenlijk een schimmel, Monascus purpureus. Gisten omvatten enkele van de meest gebruikte modelorganismen voor genetica en celbiologie.,

alcoholhoudende dranken

alcoholhoudende dranken worden gedefinieerd als dranken die ethanol (C2H5OH) bevatten. Deze ethanol wordt bijna altijd geproduceerd door fermentatie – het metabolisme van koolhydraten door bepaalde soorten gisten onder anaërobe of zuurstofarme omstandigheden. Dranken zoals mede, wijn, bier of gedistilleerde dranken gebruiken allemaal gist in een bepaald stadium van hun productie. Een gedistilleerde drank is een drank die ethanol bevat en is gezuiverd door destillatie. Koolhydraat-bevattende plantaardig materiaal wordt gefermenteerd door gist, waardoor een verdunde oplossing van ethanol in het proces., Gedistilleerde dranken zoals whisky en rum worden bereid door deze verdunde oplossingen van ethanol te distilleren. In het condensaat worden andere bestanddelen dan ethanol verzameld, met inbegrip van water, esters en andere alcoholen, die (naast die van de eik waarin het kan rijpen) de smaak van de drank bepalen.

bier

Brouwgist kan worden ingedeeld als” top-cropping “(of” top-fermenteren”) en” bottom-cropping “(of”bottom-fermenteren”). Top-cropping gisten worden zo genoemd omdat ze een schuim vormen aan de bovenkant van het wort tijdens de gisting. Een voorbeeld van een top-cropping gist is Saccharomyces cerevisiae, soms een “ale gist”genoemd. Gisten van de bodem worden meestal gebruikt om bier van het type lager te produceren, hoewel ze ook bier van het type bier kunnen produceren., Deze gisten gisten goed bij lage temperaturen. Een voorbeeld van bodemgist is Saccharomyces pastorianus, voorheen bekend als S. carlsbergensis.

decennia geleden herclassificeerden taxonomisten S. carlsbergensis (uvarum) als lid van S. cerevisiae, waarbij ze opmerkten dat het enige verschil tussen de twee metabolisch is. Lagerstammen van S. cerevisiae scheiden een enzym af dat melibiase wordt genoemd, waardoor ze melibiose, een disaccharide, kunnen hydrolyseren tot meer vergistbare monosacchariden., Top-en bottom-cropping en koud-en warm-fermenteren verschillen zijn grotendeels generalisaties gebruikt door leken om te communiceren met het grote publiek.

De meest voorkomende biergist, S. cerevisiae, is dezelfde soort als de gewone bakgist. Biergist is ook zeer rijk aan essentiële mineralen en de B-vitamines (behalve B12)., Bakken en brouwen gisten behoren echter meestal tot verschillende soorten, gekweekt om verschillende kenmerken te bevorderen: bakgiststammen zijn agressiever, om deeg te carboneren in de kortst mogelijke tijd; brouwgiststammen werken langzamer, maar produceren meestal minder off-flavours en verdragen hogere alcoholconcentraties (bij sommige soorten tot 22%).

Dekkera / Brettanomyces is een geslacht van gist dat bekend staat om zijn belangrijke rol bij de productie van ‘lambische’ en speciale zure ales, samen met de secundaire conditionering van een bepaald Belgisch Trappistenbier., De taxonomie van het geslacht Brettanomyces is sinds de vroege ontdekking besproken en heeft in de loop der jaren vele herindelingen gekend. De vroege classificatie was gebaseerd op een paar soorten die zich ongeslachtelijk voortplantten (anamorfe vorm) door multipolaire knopvorming. Kort daarna werd de vorming van ascosporen waargenomen en het geslacht dekkera, dat zich seksueel reproduceert (teleomorfe vorm), werd geïntroduceerd als onderdeel van de taxonomie. De huidige taxonomie omvat vijf soorten binnen de geslachten van Dekkera / Brettanomyces., Dit zijn de Anamorphs Brettanomyces bruxellensis, Brettanomyces anomalus, Brettanomyces custersianus, Brettanomyces naardenensis, en Brettanomyces nanus, met teleomorphs bestaande voor de eerste twee soorten, Dekkera bruxellensis en dekkera anomala. Het onderscheid tussen Dekkera en Brettanomyces is discutabel, met Oelofse et al. (2008) Loureiro en Malfeito-Ferreira citeren uit 2006 toen zij bevestigden dat de huidige moleculaire DNA-detectietechnieken geen variantie tussen de anamorf en teleomorf Staten hebben blootgelegd. In het afgelopen decennium, Brettanomyces spp., hebben gezien een toenemend gebruik in de ambachtelijke brouwerij sector van de industrie, met een handvol brouwerijen hebben geproduceerd bieren die voornamelijk werden gefermenteerd met pure culturen van Brettanomyces spp. Dit is het gevolg van experimenten, aangezien er zeer weinig informatie bestaat over de fermentatieve eigenschappen van zuivere culturen en de aromatische verbindingen die door verschillende stammen worden geproduceerd. Dekkera / Brettanomyces spp. zijn de onderwerpen van tal van studies uitgevoerd in de afgelopen eeuw, hoewel een meerderheid van het recente onderzoek is gericht op het verbeteren van de kennis van de wijnindustrie., Recent onderzoek naar acht Brettanomyces-stammen die beschikbaar zijn in de brouwindustrie richtte zich op stamspecifieke fermentaties en identificeerde de belangrijkste verbindingen die tijdens anaërobe gisting in wort in zuivere cultuur worden geproduceerd.

Wijn

gist gebruikt bij de wijnbereiding, waar het de aanwezige suikers (glucose en fructose) omzet in druivensap (moet) in ethanol., Gist is normaal gesproken al aanwezig op druivenschillen. Fermentatie kan worden gedaan met deze endogene “wilde gist”, maar deze procedure geeft onvoorspelbare resultaten, die afhangen van de exacte soorten gistsoorten aanwezig. Om deze reden wordt meestal een zuivere gistcultuur aan de most toegevoegd; deze gist domineert snel de gisting. De wilde gisten worden onderdrukt, wat zorgt voor een betrouwbare en voorspelbare gisting.

De meeste toegevoegde wijngisten zijn stammen van S. cerevisiae, hoewel niet alle stammen van de soort geschikt zijn. Andere S., cerevisiae giststammen hebben verschillende fysiologische en fermentatieve eigenschappen, daarom kan de werkelijke stam van geselecteerde gist een directe invloed hebben op de afgewerkte wijn. Er is veel onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van nieuwe wijngiststammen die atypische smaakprofielen of een verhoogde complexiteit van wijnen produceren.

de groei van sommige gisten, zoals Zygosaccharomyces en Brettanomyces, in wijn kan leiden tot wijnfouten en vervolgens bederf. Brettanomyces produceert een reeks metabolieten bij het kweken in wijn, waarvan sommige vluchtige fenolverbindingen zijn., Samen worden deze verbindingen vaak aangeduid als “Brettanomyces karakter”, en worden vaak beschreven als” antiseptische “of” barnyard “type aroma’ s. Brettanomyces draagt in belangrijke mate bij aan wijnfouten binnen de wijnindustrie.

onderzoekers van de Universiteit van British Columbia, Canada, hebben een nieuwe giststam gevonden die aminen heeft verminderd. De amines in rode wijn en Chardonnay produceren off-smaken en veroorzaken hoofdpijn en hypertensie bij sommige mensen. Ongeveer 30% van de mensen is gevoelig voor biogene amines, zoals histamine.,

bakken

gist, de meest voorkomende is S. cerevisiae, wordt gebruikt in het bakken als rijsmiddel, waar het het voedsel/vergistbare suikers in deeg omzet in het gas kooldioxide. Dit zorgt ervoor dat het deeg uitzet of stijgt als gas zakken of bellen vormt., Wanneer het deeg wordt gebakken, sterft de gist en de luchtzakken “set”, waardoor het gebakken product Een Zachte en sponsachtige textuur. Het gebruik van aardappelen, water van aardappel koken, eieren, of suiker in een brooddeeg versnelt de groei van gisten. De meeste gisten die bij het bakken worden gebruikt, zijn van dezelfde soort die gebruikelijk is bij alcoholische gisting. Daarnaast wordt Saccharomyces exiguus (ook bekend als S. minor), een wilde gist gevonden op planten, vruchten en granen, af en toe gebruikt voor het bakken. Bij de broodbereiding ademt de gist aanvankelijk aëroob, waardoor kooldioxide en water worden geproduceerd., Wanneer de zuurstof is uitgeput, begint de fermentatie, waardoor ethanol als afvalproduct wordt geproduceerd; dit verdampt echter tijdens het bakken.

Het is niet bekend wanneer gist voor het eerst werd gebruikt om brood te bakken. De eerste verslagen die dit gebruik laten zien kwamen uit het oude Egypte. Onderzoekers speculeren dat een mengsel van meelmeel en water langer dan normaal werd achtergelaten op een warme dag en de gisten die voorkomen in natuurlijke verontreinigingen van het meel zorgden ervoor dat het fermenteerde voor het bakken., Het resulterende brood zou lichter en smakelijker zijn geweest dan de normale platte, harde cake.

tegenwoordig zijn er verschillende detailhandelaren van bakkersgist; een van de eerdere ontwikkelingen in Noord-Amerika is Fleischmann ‘ s gist, in 1868. Tijdens de Tweede Wereldoorlog ontwikkelde Fleischmann een gegranuleerde actieve droge gist die geen koeling nodig had, een langere houdbaarheid had dan verse gist en twee keer zo snel steeg., Bakkersgist wordt ook verkocht als een verse gist samengeperst tot een vierkante “cake”. Deze vorm vergaat snel, dus moet snel na productie worden gebruikt. Een zwakke oplossing van water en suiker kan worden gebruikt om te bepalen of gist is verlopen. In de oplossing schuimt en borrelt actieve gist als het de suiker vergist in ethanol en kooldioxide. Sommige recepten verwijzen naar dit als proofing de gist, omdat het “bewijst” (testen) de levensvatbaarheid van de gist voordat de andere ingrediënten worden toegevoegd. Wanneer een zuurdesem starter wordt gebruikt, worden bloem en water toegevoegd in plaats van suiker; Dit wordt aangeduid als proofing the spons.,

wanneer gist wordt gebruikt voor het maken van brood, wordt het gemengd met bloem, zout, warm water of melk. Het deeg wordt gekneed tot het glad is, en dan laten stijgen, soms tot het in grootte is verdubbeld. Het deeg wordt vervolgens tot broden gevormd. Sommige brooddeeg worden na het rijzen teruggeslagen en weer laten rijzen (dit wordt deegproofing genoemd) en vervolgens gebakken. Een langere rijstijd geeft een betere smaak, maar de gist kan er niet in slagen om het brood in de laatste stadia te verhogen als het in eerste instantie te lang wordt gelaten.,

bioremediatie

sommige gisten kunnen een mogelijke toepassing vinden op het gebied van bioremediatie. Een dergelijke gist, Yarrowia lipolytica, is bekend om palmolie molen effluent, TNT (een explosief materiaal), en andere koolwaterstoffen, zoals alkanen, vetzuren, vetten en oliën af te breken. Het kan ook hoge concentraties van zout en zware metalen verdragen, en wordt onderzocht voor zijn potentieel als biosorbent van zware metalen. Saccharomyces cerevisiae kan toxische verontreinigende stoffen zoals arseen uit industrieel effluent bioremedieren., Bronzen beelden zijn bekend te worden afgebroken door bepaalde soorten gist. Verschillende gisten uit Braziliaanse goudmijnen bioaccumuleren vrije en gecomplexeerde zilverionen.

industriële ethanolproductie

het vermogen van gist om suiker om te zetten in ethanol is door de biotechnologie-industrie benut om ethanolbrandstof te produceren. Het proces begint met het Malen van een grondstof, zoals suikerriet, veldmais, of andere graankorrels, en vervolgens het toevoegen van verdund zwavelzuur, of schimmel alfa amylase enzymen, af te breken van de zetmelen in complexe suikers., Vervolgens wordt een glucoamylase toegevoegd om de complexe suikers af te breken in eenvoudige suikers. Hierna worden gisten toegevoegd om de eenvoudige suikers om te zetten in ethanol, dat vervolgens wordt gedestilleerd om ethanol tot 96% zuiver te krijgen.Saccharomyces gisten zijn genetisch gemanipuleerd om xylose te fermenteren, een van de belangrijkste vergistbare suikers die aanwezig zijn in cellulosebiomen, zoals landbouwresiduen, papierafval en houtspaanders., Een dergelijke ontwikkeling betekent dat ethanol efficiënt kan worden geproduceerd uit goedkopere grondstoffen, waardoor cellulosehoudende ethanol brandstof een meer concurrerend geprijsd alternatief voor benzine brandstoffen.,

Niet-alcoholische dranken

Een aantal van de zoete koolzuurhoudende dranken kunnen worden geproduceerd door dezelfde methoden als bier, met uitzondering van de gisting is gestopt vroeg, produceren koolstofdioxide, maar slechts sporen van alcohol, waardoor een aanzienlijk bedrag van de resterende suiker in de drank.,Root beer, oorspronkelijk gemaakt door Indianen, in de Verenigde Staten gecommercialiseerd door Charles Elmer Hires en vooral populair tijdens het verbod Kvass, een gefermenteerde drank gemaakt van rogge, populair in Oost-Europa. Het heeft een herkenbaar, maar laag alcoholgehalte.

voedingssupplementen

gist wordt gebruikt in voedingssupplementen, vooral die welke aan veganisten op de markt worden gebracht. Het wordt vaak aangeduid als “voedingsgist” wanneer verkocht als een voedingssupplement. Voedingsgist is een gedeactiveerde gist, meestal S. cerevisiae., Het is van nature laag in vet en natrium, evenals een uitstekende bron van eiwitten en vitaminen, vooral de meeste B-complex vitaminen (hoewel het niet veel vitamine B12 zonder versterking bevat), evenals andere mineralen en cofactoren die nodig zijn voor de groei. Sommige merken van voedingsgist, hoewel niet alle, zijn verrijkt met vitamine B12, die afzonderlijk wordt geproduceerd door bacteriën.in 1920 begon de Fleischmann gist Company gistkoeken te promoten in een” gist voor de gezondheid ” campagne. Ze benadrukten aanvankelijk gist als een bron van vitaminen, goed voor de huid en de spijsvertering., Hun latere reclame beweerde een veel breder scala van voordelen voor de gezondheid, en werd als misleidend gecensureerd door de Federal Trade Commission. De rage voor gistkoeken duurde tot eind jaren dertig.

voedingsgist heeft een nootachtige, kazige smaak en wordt vaak gebruikt als ingrediënt in kaasvervangers. Een ander populair gebruik is als topping voor popcorn. Het kan ook worden gebruikt in aardappelpuree en gebakken aardappelen, evenals in Roerei. Het komt in de vorm van vlokken, of als een geel poeder vergelijkbaar in textuur maïsmeel. In Australië wordt het soms verkocht als “hartige gistvlokken”., Hoewel ” voedingsgist “meestal verwijst naar commerciële producten, hebben onvoldoende gevoede gevangenen” home-grown ” gist gebruikt om vitaminetekort te voorkomen.

probiotica

sommige probiotische supplementen gebruiken de gist S. boulardii om de natuurlijke flora in het maagdarmkanaal in stand te houden en te herstellen. S. boulardii is aangetoond dat de symptomen van acute diarree te verminderen, verminderen de kans op infectie door Clostridium difficile (vaak gewoon geïdentificeerd als C. difficile of C., diff), verminderen stoelgang bij diarree-overheersende IBS patiënten, en verminderen de incidentie van antibiotica -, reiziger -, en HIV/AIDS-geassocieerde diarree.

aquariumhobby

gist wordt vaak gebruikt door aquariumhobbyisten om kooldioxide (CO2) te genereren om planten in geplante aquaria te voeden. CO2-niveaus van gist zijn moeilijker te reguleren dan die van CO2-systemen onder druk. Echter, de lage kosten van gist maakt het een veel gebruikt alternatief.,

gistextract

gistextract is de gemeenschappelijke naam voor verschillende vormen van verwerkte gist producten die worden gebruikt als additieven en smaakstoffen. Ze worden vaak op dezelfde manier gebruikt als Mononatriumglutamaat (MSG) en bevatten, net als MSG, vaak vrij glutaminezuur., De algemene methode voor het maken van gistextract voor voedingsmiddelen zoals vegemiet en marmiet op commerciële schaal is om zout toe te voegen aan een suspensie van gist, waardoor de oplossing hypertoon wordt, wat leidt tot het verschrompelen van de cellen. Dit veroorzaakt autolyse, waarbij de spijsverteringsenzymen van de gist hun eigen eiwitten afbreken in eenvoudiger verbindingen, een proces van zelfvernietiging. De stervende gistcellen worden vervolgens verhit om hun afbraak te voltooien, waarna de schillen (gist met dikke celwanden die een slechte textuur zouden geven) worden gescheiden., Gist autolysaten worden gebruikt in Vegemite en Promite (Australië); Marmite (het Verenigd Koninkrijk); de niet-verwante Marmite (Nieuw-Zeeland); Vitam-R (Duitsland); en Cenovis (Zwitserland).

wetenschappelijk onderzoek

verschillende gisten, met name S. cerevisiae en S., pombe, zijn wijd gebruikt in genetica en celbiologie, grotendeels omdat zij eenvoudige eukaryotic cellen zijn, die als model voor alle eukaryotes, met inbegrip van mensen, voor de studie van fundamentele cellulaire processen zoals de celcyclus, de replicatie van DNA, nieuwe combinatie, celdeling, en metabolisme dienen. Ook worden gisten gemakkelijk gemanipuleerd en gekweekt in het laboratorium, dat Voor de ontwikkeling van krachtige standaardtechnieken, zoals gist twee-hybride, synthetische genetische array analyse, en tetrad analyse heeft toegestaan., Vele proteã nen belangrijk in menselijke biologie werden eerst ontdekt door hun homologues in gist te bestuderen; deze proteã nen omvatten de proteã nen van de celcyclus, signalerende proteã nen, en eiwit-verwerkingsenzymen.op 24 April 1996 werd aangekondigd dat S. cerevisiae de eerste eukaryote was die zijn genoom, bestaande uit 12 miljoen basenparen, volledig sequenced had als onderdeel van het genoomproject. Op het moment, was het het meest complexe organisme om zijn volledige genoom te laten rangschikken, en het werk zeven jaar en de betrokkenheid van meer dan 100 laboratoria te bereiken., De tweede gistspecies om zijn genoom te hebben gerangschikt was Schizosaccharomyces pombe, die in 2002 werd voltooid. Het was het zesde sequenced eukaryotic genoom en bestaat uit 13,8 miljoen basenparen. Vanaf 2014 hebben meer dan 50 gistsoorten hun genomen gerangschikt en gepubliceerd.

genomische en functionele genannotatie van de twee belangrijkste gistmodellen kan worden geraadpleegd via hun respectieve modelorganismedatabases: SGD en PomBase.,

genetisch gemanipuleerde biofacturen

verschillende gistsoorten zijn genetisch gemanipuleerd om verschillende geneesmiddelen efficiënt te produceren, een techniek die metabole engineering wordt genoemd. S. cerevisiae is gemakkelijk genetisch te ontwerpen; zijn fysiologie, metabolisme en genetica zijn bekend, en het is vatbaar voor gebruik in zware industriële omstandigheden. Een grote verscheidenheid van chemische stof in verschillende klassen kan worden geproduceerd door gemanipuleerde gist, met inbegrip van fenolen, isoprenoïden, alkaloïden, en polyketiden. Ongeveer 20% van Biofarmaceutica wordt geproduceerd in S., cerevisiae, waaronder insuline, vaccins tegen hepatitis en humaan serumalbumine.