Microbiologie in hapklare porties
Wijn verbeteren met een cocktail van microben
Micro-organismen leven in verschillende ecosystemen, en worden zelfs gebruikt bij het fermenteren van voedsel. Wijn, bijvoorbeeld, bevat veel verschillende eencellige schimmels: De gisten. Deze populatie van micro-organismen bestaat normaal gezien uit verschillende soorten en zelfs verschillende stammen. De meeste wijnen worden geproduceerd door de gisting van industrieel geproduceerde stammen van Saccharomyces cerevisiae. S. cerevisiae zorgt voor een goede kwaliteit van de wijn, omdat het tijdens de gisting suiker bijzonder efficiënt omzet in alcohol. Zodra de suikers zijn omgezet in ethanol, is de gisting voltooid. In een recent experiment is de toevoeging van een tweede soort gist van een andere schimmelsoort onderzocht om de aromatische complexiteit van de wijn te proberen verbeteren en het alcoholgehalte te beheersen. Sommige soorten maken een verlaging van de concentratie ethanol mogelijk, anderen zorgen voor bloemige, rokerige, fruitige of nootachtige aroma’s en smaken.
Wat zijn de optimale omstandigheden voor deze gemengde gisting? Een studie van een team onderzoekers uit Montpellier geeft inzicht in de interacties tussen gisten onder omstandigheden die worden gebruikt in het gistingsprocess.
Het experiment betrof vier nieuwe gisten: twee soorten van het geslacht Hanseniaspora en twee soorten van het geslacht Metchnikowia. Ze werden ieder voor zich vergist (monocultuur) en ook samen met S. cerevisiae (gemengde culturen). De fermentatie werd 300 uur lang gevolgd en de parameters, waaronder het verbruik van suikers, stikstof en de productie van metabolieten, werden geanalyseerd.
Alleen de monocultuur van S. cerevisiae voltooit de vergisting, waarbij slechts 0,1% van de initiële suikerconcentratie overblijft na 220 uur. Het is niet gek dat deze monocultuur beter presteert dan de andere monoculturen. Deze waren niet in staat de gisting te voltooien, en lieten tussen 45% en 71% van de suikers achter. De gemengde culturen voltooiden de gisting niet na 300 uur, maar verschillende aanwijzingen duiden erop dat ze dat wel zouden kunnen met wat meer tijd. De consumptie van assimileerbare stikstof, wat essentieel is voor de groei van de gist, volgt dezelfde dynamiek als die van suikers. De sterfte van cellen in gemengde culturen is ook hoger dan in de monoculturen. Een theorie om deze resultaten te verklaren is dat één van de twee soorten stoffen produceert die de andere gist beïnvloeden. Bijvoorbeeld, ethanol geproduceerd door S. cerevisiae wordt niet goed verdragen in hoge concentraties door de andere soort. De hoeveelheid ethanol die in gemengde culturen wordt geproduceerd, is inderdaad vergelijkbaar met de hoeveelheid die door een monocultuur van S. cerevisiae wordt geproduceerd, terwijl die bij de andere monoculturen lager is. De productie van azijnzuur, waarvan we zo weinig mogelijk in de wijn wil hebben, lijkt af te hangen van het geslacht van de gist. De gisten van Hanseniaspora produceren meer azijnzuur dan de andere, en Metchnikowia produceert het minst. Tenslotte produceerden de gemengde culturen meer glycerol dan alle monoculturen, wat de wijn niet meer smaak geeft, maar wel een zachtere textuur. Dit laatste resultaat bewijst het vermogen van een gemengde fermentatie om beter te presteren dan fermentatie met alleen monoculturen.
De conclusie is dat S. cerevisiae de gisting domineert, wat zijn betere efficiëntie bevestigt, en dat de gistingparameters van de gemengde culturen slechts een gemiddeld niveau bereiken wanneer ze worden vergeleken met de monoculturen. Voor de productie van sommige metabolieten, zoals glycerol, zijn de gemengde culturen echter efficiënter dan de gisten op zichzelf.
Er is geen gebrek aan ideeën voor verder onderzoek. Nieuwe interacties van stammen van dezelfde gistsoort of fermentaties zonder S. cerevisiae worden op de rails gezet om te worden getest. De voortzetting van dit werk belooft de ontdekking van intens aromatische wijnen.
Featured image: https://www.flickr.com/photos/benmacaskill/43835494530
Vertaald door: Charlotte van de Velde
micro-bites.org 