Bionieuws

Ecologie & Evolutie

Domesticatie en eilandevolutie in bier

Brouwers hebben biergisten gedomesticeerd. Hier een detail uit de voorstelling van biermeester Hanns Franck die leefde rond de tijd dat in Europa de gisten Saccharomyces cerevisiae en S. eubayanus hybridiseerden. Illustratie: Hausbuch der Mendelschen Zwölfbrüderstiftung, Nuremberg 1426–1549.

‘Wat eilanden zijn voor reuzenschildpadden en darwinvinken, dat zijn brouwerijen voor biergisten. Een biergist zit opgesloten in een brouwerij en is daarmee onderhevig aan eilandevolutie’, zegt de Wageningse levensmiddelenmicrobioloog en fermentatie-expert Eddy Smid. Hij geeft maandag 12 februari op Darwin Dag een lezing over ‘Evolutie van Bier’ in het Darwin Café dat Bionieuws en Stadsbrouwerij Wageningen organiseren.

Domesticatie
‘Darwin baseerde zijn evolutietheorie op een analogie met domesticatie en dat is ook een proces dat bij biergist een grote rol speelt. Biergisten zijn beestjes waarvan de domesticatie in een industriële omgeving plaatsvindt, in bierbrouwerijen. Het mooie is ook dat die domesticatie en evolutie al in de middeleeuwen begon, lang voordat ook maar iemand wist van het bestaan van microben’, aldus Smid. Bij bier en wijn spelen in evolutionair opzicht verschillende processen. ‘Bij wijn is de gist steeds afkomstig van druiven en weerspiegelt het de wijngaard. Het bierbrouwproces begint echter met wort, een suikerrijke oplossing van granen die wordt gekookt en dus steriel is’, weet Smid. ‘Bij de meeste biersoorten ent de brouwer het brouwmengsel bewust, meestal met een in de brouwerij geëvolueerde gist.’

‘Biergisten evolueren
snel en kennen een grote
diversiteit, dankzij
eilandevolutie’

‘Biergisten evolueren snel en kennen een grote diversiteit, dankzij eilandevolutie’, legt Smid uit. De diepe sporen van domesticatie zijn zichtbaar in genoomanalyses en fenotyperingen van industriële gistlijnen van Saccharomyces cerevisiae (Cell, 2016). ‘Je ziet een diversificatie die samenhangt met de verschillende niches voor bieren’, vertelt Smid. Genetisch zijn de biergisten die gebruikt worden voor de productie van ondergistende bieren of lagers een complete chaos, met veel chromosoomverdubbelingen en hybridisaties. ‘Bij deze lager bieren zoals pilsner, met een Europese oorsprong, is al in de 15de eeuw sprake geweest van hybridisatie tussen de standaardbiergist Saccharomyces cerevisiae en S. eubayanus.’ De oorspronkelijke publicatie hierover (PNAS, 2011) wees als bron een wilde gistpopulatie uit Patagonische bossen aan, maar later bleek dat een stam uit Tibet nog betere papieren heeft (Current Biology, 2014). ‘Die gist heeft ons via de zijderoute bereikt’, meent Smid.

Co-vergisting
‘Heel revolutionair en nog niet echt aan de grote klok gehangen’ is volgens hem de ‘wilde lager’ H41, door Heineken gebrouwen met S. eubayanus-gist, afkomstig van de 41ste zuiderbreedtegraad in Patagonië. Smid ziet zelf perspectieven in co-vergisting: toevoeging van niet-conventionele gisten aan de traditionele biergist S. cerevisiae. De bij hem gepromoveerde microbioloog Irma van Rijswijck ontdekte dat co-vergisting met de gist Cyberlindnera fabianii resulteerde in bier met een lager alcoholpercentage, maar een veel complexer aromaprofiel (Microbial Biotechnology, 18 augustus 2017). Smid: ‘Het gaat vooral om esters die alleen ontstaan als gisten echt samenleven en elkaar metabolisch aanvullen. Het levert bier met veel smaak. Er zit geen patent op dus iedereen kan ermee aan de slag.’ Smid denkt niet dat de evolutie van biergisten meer wind in de zeilen krijgt door de enorme opbloei van het thuisbrouwen. ‘Veel thuisbrouwers halen hun gisten steeds opnieuw bij de groothandel. De variatie zit in de mengsels die ze vergisten, maar bij de gisten zelf is helaas sprake van extreme monoculturen.’

Darwin Café 2018, 12 februari, vanaf 16.00 uur in Café Rad van Wageningen in Wageningen: www.facebook.com/DarwinCafe

Dit artikel verscheen in Bionieuws 3 van 10 februari 2018.