Fascinerende wereld opent zich in ’s werelds grootste collectie
Verschenen in Bierpassie, oktober 2018
Eeuwenlang al hangt er een mysterie rondom biergist. Onder impuls van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie/KU Leuven en prof. Kevin Verstrepen, die ’s werelds grootste collectie van biergisten beheert, ruimt het mysterieuze karakter plaats voor een zich geleidelijk openende fascinerende wereld van nieuwe inzichten. Zo ontdekte men op basis van DNA-analyse van gistcellen een van origine uitgebreide zestiende eeuwse Belgisch-Duitse biergistfamilie en een waaier aan specifieke biergisten voor typische Belgische speciaalbieren zoals lambiek, saison, trappist en sterk blond.
Wereldwijd zijn er tot nu toe ongeveer 1500 verschillende gistsoorten geïdentificeerd. Eén van deze soorten is Saccharomyces cerevisiae, de gist die gebruikt wordt voor bieren van hoge gisting. Bieren van lage gisting worden gemaakt met een andere gist, namelijk Saccharomyces pastorianus. In bieren van spontane gisting kom je heel wat verschillende soorten gist tegen, waarvan Brettanomyces wellicht de meest bekende is. Alsof dat niet genoeg was, zijn er binnen elke soort dan ook nog heel wat varianten of “stammen”. Hoewel ze tot dezelfde soort behoren, kan elke stam behoorlijk verschillen. Je kan het vergelijken met de rassen bij honden – een poedel verschilt ook nogal van een Mechelse scheper of een teckel… Zo is de gist die gebruikt wordt om pakweg Duvel te maken niet dezelfde als de Leffe-gist, of de Westmalle gist.
Meer dan duizend gisten
In het labo van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB)/KU Leuven in Heverlee beheren prof. Kevin Verstrepen en zijn medewerkers ’s werelds grootste collectie geselecteerde en frequent gebruikte ‘industriële gisten’. Meer dan duizend gisten, waarvan de helft biergisten, worden hier gekoesterd. “Gist is een microbe, een klein levendig beestje amper 5 honderdsten van een millimeter groot. Maar gisten zijn geen bacteriën, ze zijn veel complexer en lijken meer op menselijke cellen”, beklemtoont prof. Kevin Verstrepen.
“Het is een cruciale ‘grondstof’ voor het maken van bier. Die beestjes zijn voor de brouwer minstens even belangrijk als mout en hop. De meeste brouwers hebben een eigen gist en hun bier is niet meer hetzelfde wanneer zij een andere gist gebruiken. Enerzijds zet gist de suikers om in alcohol en koolzuurgas, anderzijds tekent gist voor talrijke aromacomponenten die bijdragen tot specifieke smaken of zelfs nieuwe smaken vormen. Gist gaat bijvoorbeeld het boterachtige diacetyl omzetten naar een minder ruikbare component. Even goed vormt gist nieuwe componenten zoals fruitige esters die exact hetzelfde aroma bezitten als de originele vrucht. Denk aan het banaanachtige isoamylacetaat dat je veel terugvindt in Westmalle”.
DNA-analyse leidt tot stamboom van gisten
“Omdat alle gisten verschillend zijn en nauwelijks bekend is hoe zij zich tot mekaar verhouden, proberen wij die gisten in kaart te brengen”, vervolgt Kevin Verstrepen. “Enkele jaren geleden zijn wij gestart met een nauwgezette analyse van die gisten. Ondertussen hebben we van bijna alle gisten in de collectie bepaald hoe goed ze fermenteren en welke aroma’s ze maken. Bovendien hebben we het complete DNA samengesteld van zo’n 250 gisten. Dat levert ons de stamboom van de gisten op. Wij zien daarin overduidelijk dat de wilde gisten een aparte familie vormen, afgescheiden van de ‘industriële gisten’. Eigenlijk zijn onze biergisten gedomesticeerd. Vergelijk het met de wolf en de hond die dezelfde voorouders hebben. Samen met huisdieren en landbouwgewassen is de mens, weliswaar zonder het goed te beseffen, gisten gaan selecteren. De wilde gisten werden als het ware ‘getemd’. Door het hergebruik ervan passen gisten zich snel en optimaal aan hun nieuwe leefwereld aan en treden er ook genetische veranderingen op die de gistcellen verbeteren en versterken. Gistcellen die zich vlot hebben aangepast, overleven beter en geven hun eigenschappen door aan de volgende generatie”.
Naast de wilde gisten tekenen zich in de stamboom der gisten verschillende families af: 2 bierfamilies, 1 wijnfamilie, 1 sakéfamilie en 1 gemengde familie van kruisingen tussen allerlei gisten en die wij nu kennen als bakkersgisten en hergistingsgisten voor bieren. “Bierfamilie 1 is de oudste familie en zij vindt haar oorsprong aan het einde van de zestiende eeuw. Wij onderscheiden hierin drie subfamilies: een Belgisch-Duitse, een Britse en een Amerikaanse tak. In die periode floreert de handel en zien wij ook hoe brouwers hun gist meenemen om in het buitenland te gaan brouwen. Zo migreren Britse gisten bijvoorbeeld naar Amerika. Zij verspreiden zich aldaar en er ontstaan nieuwe, afgeleide takken. Bierfamilie 2 ontstaat rond 1600. De familie is sterk verwant met de wijngisten en bevat gisten die beter overleven in een omgeving met veel alcohol. Geen wonder dus dat in deze familie heel wat gisten zitten die gebruikt worden voor onze zware Belgische bieren”, licht prof. Kevin Verstrepen toe.
Minder strak onderscheid tussen hoge en lage gisten
“Een buitenbeentje zijn de lage gisten, zoals wij ze nu kennen. Je mag niet vergeten dat de hoge gisten destijds de gewone, normale, gisten waren. De lage gisten zijn een kruising tussen een hoge gist (Saccharomyces cerevisiae) en andere soort die beter overleeft in koude temperaturen, net zoals je in de dierenwereld een hybride kruising hebt tussen een leeuw en een tijgerin. De lage gisten komen uit bierfamilie 1, zijn minder divers en beter bestand tegen de koude. Zij vinden hun oorsprong in het Duitse Reinheitsgebot (1516) dat brouwers dwong om in de winter te brouwen. Wellicht is er in één of ander vat een kruising gebeurd tussen de normale hoge gist en de koude-tolerante gist. Het resultaat was de eerste lage gist, die de fermentatiecapaciteit van de hoge gist combineerde met de koudetolerantie van de andere soort. Vervolgens is men deze gisten gaan isoleren en koel bewaren waardoor zij veel minder snel veranderden en nauwelijks evolueerden”.
Hoge en lage gisten onderscheiden zich alleszins van mekaar, maar zonder DNA analyse blijkt het niet zo gemakkelijk om de gisten correct in te delen. Traditioneel klinkt het dat lage gisten actief zijn op lagere temperaturen (2-12°C), dat de gist naar de bodem zakt en dat overwegend bier met een laag alcoholgehalte worden gebrouwen. Hoge gisting functioneert best tussen 10-25°C en hoger, de gist drijft naar het oppervlak en het gaat meestal om bieren met een hoger alcoholgehalte.
“Lang niet alle lage gisten zijn beperkt tot lage temperaturen; er zijn er die zelfs opperbest zijn bij 20°C en die dan meer fruitigheid opwekken, terwijl fruitigheid eerder een kenmerk van hogegistingsbieren is. Verder zullen niet alle hoge gisten stijgen”, werpt prof. Kevin Verstrepen op. “Onze analyses van het DNA van gisten tonen dat diverse bieren waarvan tot op heden werd gezegd dat het hogegistingsbieren zijn, eigenlijk bieren van lage gisting zijn, tenminste als je naar de gist kijkt. Het betreft gisten die actief zijn in die overlappende temperatuursvork tussen lage en hoge gisting. In grote pilsbrouwerijen wordt overigens volgens ‘high gravity brewing’ een 7 tot 9 vol.% sterk lagegistingsbier gebrouwen dat nadien met water wordt verdund om te komen tot een fris doordrinkbier van zo’n 5 vol.%”.
Gistveredeling levert nieuwe giststammen en bieren op
Verregaand inzicht in de DNA-structuur van gistcellen en de wijze waarop die gistcellen zich tot mekaar verhouden in de stamboom der gisten, leidt ertoe dat het laboratorium van prof. Kevin Verstrepen wereldwijd wordt geconsulteerd door brouwerijen die nieuwe bieren willen ontwikkelen. “Brouwerijen willen bijvoorbeeld een fruitiger bier creëren maar hun gistcultuur laat dat niet altijd toe. In plaats van zich in allerlei bochten te wringen om toch maar dat gewenste biertype te kunnen maken met hun gist, komen zij dan langs bij ons. In onze gistcollectie zoeken wij dan de geschikte gist of gaan wij gisten kruisen. Noem het ‘gistveredeling’ net zoals men tomatenvariëteiten of koeienrassen seksueel gaat opkweken tot een nieuwe soort. Er wordt genetisch gemanipuleerd of gemodificeerd in het labo, het is een volledig natuurlijk proces dat een meteen bruikbaar resultaat oplevert. Zo kan je bijvoorbeeld een gist ontwikkelen voor een bier dat lijkt op een Belgische tripel met fruitige esters maar met een alcoholgehalte van slechts 6-6,5 vol.%”.
“Wij werken bijvoorbeeld ook rond giststammen die meer smaak geven aan bier, die zorgen voor meer helder of meer troebel bier, die beter bestand zijn tegen hogere alcoholpercentages of temperaturen, die sneller en beter fermenteren, die de houdbaarheid van het bier verlengen, enzovoort. Door giststammen met succesvol met mekaar te kruisen, bekomen wij nieuwe biergisten en kunnen er ook nieuwe, originele, bieren ontstaan”.
Gistveredeling leidt ook tot de creatie van specifieke gisten voor alcoholvrije bieren, een trend die zich, volgens prof. Kevin Verstrepen, veel sterker dan voorheen gaat manifesteren. “Voor alcoholvrij bier zijn er twee knelpunten omdat gist tekent voor alcohol én aroma. Bij koude zet een gist veel minder suikers om in alcohol maar creëert hij ook veel minder aroma’s. Je moet eigenlijk de alcoholvorming afremmen zonder te raken aan het ontstaan van aroma’s. Wanneer je de alcohol nadien uit het bier gaat verwijderen, riskeer je de vorming van negatieve ‘off flavours’. Nieuwe technologieën zoals vacuümdestillatie en membraanfiltratie leveren alvast betere resultaten op, maar er zijn alleszins gisten beschikbaar die veel beter zijn om 0,0 vol.%-bieren te maken dan deze die tot op heden worden gebruikt”.
