Artikelen
Eén artikel uit het clubblad van Juni 2002
Terug naar overzicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In oorlog met besmettelijke micro-organismen. |
tww juni 2002 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Door: Jan Wurpel | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In oorlog met besmettelijke micro-organismen.Een introductie in de micro biologie m.b.t. het bederven van bier.Slecht nieuws en goed nieuws!Het slechte nieuws waarmee we dit verhaal beginnen is dat micro-organismen – levende organismen zo klein dat er een microscoop aan te pas moet komen wil je ze kunnen zien – zich overal bevinden! Onze wereld zit vol met bacteriën, gisten en schimmels. Het goede nieuws is, dat dit ook maar een gelukkige zaak is. De levende wereld om ons heen staat bekend als de biosfeer waarbinnen zich een zelf instandhoudende cyclus plaatsvindt. Hierbij bewegen zich energie en materie in een opeenvolging van verschillende vormen (transformaties). Deze omstandigheid is voor ons absoluut noodzakelijk om te kunnen overleven! Ten eerste zijn er de Producenten. Deze vormen van leven, hoofdzakelijk in de vorm van planten, vangen de energie welke de zon uitstraalt op. Voorts verzamelen zij nog koolstofdioxide vanuit de atmosfeer en water waar zij het ook maar vandaan kunnen halen. Binnen dit proces, fotosynthese genaamd, gebruiken deze planten koolstof (C), waterstof (H), en zuurstof (O) atomen om hiermee organische moleculen op te bouwen. Denk maar eens aan de door ons veelvuldig gebruikte gerst. Onder invloed van de energie van de zon worden reeksen van glucose (C6H12O6) moleculen gevormd. Hierdoor is de gersteplant in staat reserve energie voor het nageslacht in de vorm van zetmeel in haar vruchtlichaam – de gerstekorrel – op te slaan, hetgeen het jonge kiempje in staat stelt om met deze reserve energie zich te kunnen ontwikkelen tot een nieuw gersteplantje. Het zijn deze gevormde organische moleculen en de hierin gevangen energie welke in het levensonderhoud voorzien van alle andere levensvormen op deze aarde. Vandaar de naam Producenten. Vervolgens zijn er in de voedselketen de Consumenten, de dieren, welke we weer kunnen onderverdelen in twee soorten. Ten eerste zijn er de herbivoren die de planten eten, het zetmeel en de suikers verteren, waarbij de energie vrijkomt en hen daarmee in leven houdt. Met dit proces komen de ruwe materialen ( de koolstof, waterstof en zuurstof) weer voor hen vrij om met behulp van hun stofwisseling hun eigen organische moleculen te kunnen opbouwen. (Zo zou men, met enige humor, kunnen zeggen dat vlees gemaakt wordt van gras!) Ten tweede zijn er de carnivoren (consumenten), die de herbivoren eten en daarmee opnieuw de energie en de bouwstoffen extraheren benodigd om henzelf in stand te houden. Dit proces van het consumeren van andere organismen voor het vrijmaken van energie en bouwstoffen kan echter niet oneindig worden voortgezet. Op elk volgend niveau van de levensvorm vermindert de energie doordat er beweging, warmte en geluid geproduceerd wordt. Je zou kunnen zeggen dat de planten de geldverschaffers zijn van een rekening waar energie gestort wordt en waar dan alle andere levensvormen het weer uitgeven. Uiteindelijk zou dan de gehele opbouw van de piramide in elkaar storten en daarmee ook alle levensvormen. Het zou de onvermijdelijke dood voor ons allemaal betekenen. Echter op deze wijze is dit niet het einde! Ofschoon een dood lichaam geen genoeg energie meer bevat om het leven in gang te houden, bezit het nog wel voldoende bruikbaar materiaal. In het bijzonder, organische moleculen welke nog kleine hoeveelheden energie in zich bergen. Dit is het waar het derde niveau van leven ten tonele verschijnt. Hier verschijnt de opruimploeg der natuur, de ontbinders. Deze micro-organismen (bacteriën, gisten en schimmels) breken de overblijfselen van alle levensvormen af en extraheren de laatste energie door middel van de totale afbraak van de organische moleculen in kooldioxide en water, precies die materie waarmee we begonnen zijn. Denk hierbij maar eens aan een dode boom waarop paddestoelen (een schimmel, " Mycelium") groeien. Dit maakt de cyclus van al het leven compleet! Ruwe materialen welke het eerst in levensvormen worden opgenomen zoals planten worden door verschillende levenvormen omgezet en worden uiteindelijk weer gerecycled in de atmosfeer alwaar de cyclus weer opnieuw begint. Zonder deze cyclus zou er geen leven mogelijk zijn op deze planeet. Er is onvoldoende ruw materiaal aanwezig om zoveel leven mogelijk te maken in het geval er geen recycling zou bestaan. Zonder deze recycling zouden de atomen en moleculen waaruit wij bestaan zich nog in de lichamen van de dinosauriërs bevinden diep in de grond en zou er geen koolstof meer over zijn om enige andere vorm van leven te kunnen vormen. Ja reïncarnatie bestaat dus, tenminste op chemisch niveau. Vanuit dit gezichtspunt kunnen we stellen dat we geheel bestaan uit eerder gebruikt materiaal. Iedere atoom in ons lichaam is sinds het bestaan van de aarde al drie keer eerder gebruikt in een of andere levensvorm. De micro-organismen – de afbrekers – zijn nuttig. Zij zijn het die al het leven mogelijk maken. Ze zijn uiterst klein omdat er niet veel energie aanwezig is in wat zij eten en zij bevinden zich overal. Ze zijn aanwezig in de aarde, de lucht en het water – rondhangend in afwachting of er in hun buurt iets sterft zodat ze het kunnen gaan afbreken. Echter hierbij doet zich nog wel een probleempje voor. Sommige van deze micro-organismen zijn wat minder geduldig en zijn niet van plan netjes af te wachten totdat je dood bent. De reden waarom wij mensen toch wel bang zijn voor deze micro-organismen, is omdat een zeer gering aantal hiervan overbegerig is en zelfs levende organismen binnenvallen, hierbij hun gang gaan en ziekten veroorzaken. Deze micro-organismen worde Pathogenen genoemd. We proberen hen de baas te blijven d.m.v. algemene hygiëne toe te passen op voedsel en water door deze gescheiden te houden van afval en dode dingen. Een tweede probleem is dat, om in hun werk te kunnen volharden, deze micro-organismen het lang kunnen uithouden zonder voedsel. Maar als er voedsel op hun pad komt doen zij zich ogenblikkelijk hieraan tegoed en vermenigvuldigen zich snel tot enorme aantallen. Pas dan als zij zich te buiten gegaan zijn in een gulzige orgie trekken ze zich kalm terug in hun omgeving totdat de volgende portie voedsel langs komt. Alles wat zij nodig hebben om in leven te blijven zijn warmte, water en voedsel. In algemene zin kan gesteld worden, dat wat goed voor ons is ook goed voor micro-organismen is. Zij kunnen eten wat wij eten. En als we niet voorzichtig zijn eten zij eerder de dingen dan wij dat doen en veroorzaken dan het bederf van voedsel. Dit bederven van voedsel is eigenlijk maar zelden en probleem voor ons, behalve als deze micro-organismen tot de categorie Pathogenen behoren, ofwel producenten van gif zijn en waarmee we voedselvergiftiging oplopen. Samonella is hiervan de laatste jaren een sprekend voorbeeld geweest. Gelukkig betreft het maar een gering aantal van deze micro-organismen en hebben we geleerd bedachtzaam te zijn op slecht ruikend voedsel alsmede vlees dat licht geeft in het donker. Meestal zijn het geen erge dingen, pas bedorven melk, beschimmeld brood en fruit. Uit oogpunt van veiligheid en ter voorkoming van het verknoeien van kostbaar voedsel hebben we geleerd hoe we voedsel kunnen opslaan en bewaren. We hebben het bederf van voedsel geleerd te beheersen door het minder toegankelijk te maken voor micro-organismen, door het te drogen, te zouten, het in het zuur zetten (inmaken) en het te koelen in ijskast en vriezer. Lang geleden hebben we nog een andere manier uitgevonden m.b.t. het omgaan bacterieel bederf en de daarmee samenhangende kans op voedselvergiftiging. Als we het verval van voedsel niet zelf kunnen stoppen zullen we het met opzet laten verrotten, echter dan wel met de zekerheid dat enkel de goede micro-organismen in het voedsel gedijen en we een stabiel voedsel verkrijgen wat niet langer bederfelijk is. Denk hierbij eens aan de hygiënische inrichting van een koe, dan kun je het potentiële bederf zien t.a.v. de melk met de micro-organismen, welke voorkomen in de ingewanden van het beest. Om te voorkomen dat deze in de melk gaan gedijen en ziekte bij de consument kunnen veroorzaken, voegen we opzettelijk heilzame bacteriën of bacillen toe. Deze lactobacilli verbruiken het goede in de melk en transformeren de melksuiker lactose in melkzuur, welke de melk daarmee ongeschikt maakt voor andere mogelijke schadelijke micro-organismen. Op gelijke wijze bederven plantensappen en groentesoep zeer snel en worden zuur, maar soms veranderen goede micro-organismen de suikers in alcohol en stabiliseert de sap, zonder suikers over te laten voor het gedijen van de panthogenen. Zo werkt de alcohol als een conserveringsmiddel. Koppel dit aan de psychoactieve eigenschappen van alcohol en we hebben hiermee een grote winnaar in de voedselbereiding; alcoholische vergisting van drank. Micro-organismen en bierOns bier is graan dat op deze wijze zodanig bewerkt is dat het kan worden bewaard. Het zetmeel is hoofdzakelijk omgezet in suiker (maltose) door de uitvoering van het maischproces en deze suiker wordt uiteindelijk weer omgezet in ethanol (alcohol) gedurende de vergisting. Hiermee is een biologisch stabiele voedselbron ontstaan, vol met voedingsstoffen en energie (calorieën) dat langer houdbaar is dan het oorspronkelijke graan waarmee het gemaakt is en (met meer plezier) te nuttigen is. In die zin is het van essentieel belang bij het brouwen van bier er zeker van te zijn dat de gist welke de brouwer bewust heeft geënt snel de suikers in het wort zullen verteren voordat andere micro-organismen er in zullen huishouden. Bedenk goed dat elke brouwerij beladen is met andere micro-organismen en die hun kans afwachten om een orgie op te zetten in maar een klein beetje kwetsbare wort. Veel gangbare processtappen tijdens het brouwen zijn er op gericht om dit te voorkomen. Dit door het wort te koken, een grote hoeveelheid actieve gist in het wort te enten en de bacterieremmende stoffen vanuit de hop in het wort te extraheren. Al deze procedures zijn er op gericht de gewenste vergisting te bevorderen en alle andere fermentaties te ontmoedigen. Een van de redenen dat het bier al zo lang bestaat is het feit dat het bijna onmogelijk is om bier te brouwen wat pathogenen zal bevatten die ernstige ziekten veroorzaken of, erger nog, de dood kunnen veroorzaken. Het koken van het wort en de door de vergisting geproduceerde koolzuurdeken boven het wort, welke deels in alcohol wort omgezet doden deze pathogenen, zelfs in de smerigste brouwerij van de wereld. In die zin ben je waar je ook ter wereld gaat altijd beter beschermd door bier te drinken in plaats van water. Dit verklaart tevens het gebruik van grotere hoeveel heden bier in vroegere tijden. Dit was in die dagen de wijze waarop veel mensen vocht tot zich namen toen er nog geen sprake was van een goede waterbehandeling en men het uit de grachten en kanalen moest halen. Echter het moet wel opgemerkt worden dat indien de condities waaronder bier gemaakt wordt niet optimaal zijn, het toch nog mogelijk blijft dat andere micro-organismen in het bier kunnen gedijen. Wanneer dat toch het geval mocht blijken, dan bederven deze micro-organismen het bier door de productie van ongewenste geuren en smaken alsmede afwijkingen zoals mistigheid, tot zelfs slijm in het bier, maar nooit gif. Dus elke brouwer dient voortdurend te strijden tegen deze bederf veroorzakende micro-organismen. Als amateur brouwer behoef nu niet exact alle principes van de microbiologie in de brouwerij te weten, maar wel de principes van wat micro-organismen zijn die bederf kunnen veroorzaken en hoe zij in het brouwproces binnen kunnen treden. Pas dan ben je in staat om te bepalen hoe je het binnendringen van deze slechte jongens tijdens je brouwproces kunt minimaliseren. Tabel 1 geeft een aantal fouten in het bier weer met de meest waarschijnlijke oorzaken en aanwijzingen om die te voorkomen. Je kunt aardig bepalen wie de schuldige is door te ruiken en te proeven en er wordt verwezen naar welk deel van het brouwproces wat juist daarom de aandacht verdient. We moeten wel opmerken dat in al deze gevallen de oplossing echter dezelfde is; laat de balans doorslaan ten gunste van je brouwgist. Maximaliseer de hoeveelheid brouwgist door gebruik te maken van veel pure en actieve gistcellen t.b.v. het enten van de gist in het wort en minimaliseer de aanwezigheid van andere micro-organismen in de buurt door schoon te zijn, met schoon materiaal te werken en snel de gist in het wort te enten. Voor wie nog wat meer in detail wil weten moet tabel 2 raadplegen. Hierin worden de namen en de karakteristieken van de meest voorkomende micro-organismen weergeven die het uiteindelijke bier kunnen bederven. Nauwkeurige identificatie kan alleen in een laboratorium gedaan worden, hoewel er procedures beschikbaar zijn om dit gemakkelijk zelf te bepalen. Deze testen zijn niet moeilijk en iedere afgestudeerde student microbiologie moet in staat zijn ze eenvoudig uit te voeren. In het resterende deel van deze verhandeling zal getracht worden om wat meer informatie m.b.t de strijd tegen de vijand te verschaffen, met het doel bijna na elke oorlog tegen hen te winnen. Het is bekend dat grote hoeveelheden gezonde en actieve gistcellen de suikers in het wort snel zullen omzetten in alcohol en zuren. Dit berooft de bederf veroorzakende micro-organismen van hun voedsel en verhindert tevens de groei van degene die gevoelig zijn voor zuren en alcohol. En dat zijn de meeste van deze jongens! Om er zeker van te zijn dat de gist de slag zal gaan winnen, dient aan deze zoveel mogelijk hulp geboden te worden. Indien je in staat zou zijn het gehele proces – de ingrediënten en alle apparatuur- steriel te laten verlopen (geen enkel levend micro-organisme meer aanwezig) zou je theoretisch gezien voldoende hebben aan slechts één goede geënte gistcel in de steriele wort om een perfect bier te maken. Dit is echter absoluut niet mogelijk, thuis niet, maar ook niet in commerciële brouwerijen. ( In het laboratorium is het mogelijk gebleken, maar het verkregen bier smaakte zeer slecht.) Indien we de vijand goed kennen, dienen we meer aandacht te schenken aan onze gist, zelfs in een micro-organisme geleide wereld waarvan onze gistcellen zelf ook deel uitmaken. De procedure die hiervoor uigevoerd moet worden heet reinheid en betekent dat alles wat met wort en bier in aanraking komt schoon en zonodig ontsmet moet zijn. We kunnen hierbij gebruikmaken van chemicaliën en zonodig van hitte om micro-organismen te weerhouden of zelfs te doden, welke anders in staat zouden zijn ons bier te bederven. De strategie voor het succesvol brouwen is het, tot een acceptabele niveau terugbrengen van het aantal micro-organismen. Dit t.a.v. de te gebruiken ingrediënten, de te gebruiken installatie en hulpmiddelen en de handelingen tijdens het te volgen brouwproces. Bedenk hierbij wel dat de bepaling van wat acceptabele niveau’s van de schadelijke micro-organismen vormt uiteindelijk van je resultaten afhangt. Indien je bier er goed uitziet, ruikt en smaakt, heb je het goed gedaan. De sleutel voor deze strategie is als volgt:
bezig met een zure maisch
Conclusie Dus wees bezorgd, maas wees niet al te bezorgd. Wees schoon en ontsmet in alle fasen en wees zeer voorzichtig met het gekoelde wort voordat het begint te vergisten. Kies en behandel je gist met zorg. De wereld vol met micro–organismen houden hun levenscyclus echt in tact, maar de bereiding van het bier kan met passende maatregelen hierin toch plaatsvinden.
Vertaald en bewerkt door Jan Wurpel vanuit Zymurgy volume 24 No2 Titel: Germ Warfare" door Paul Farnsworth. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Terug naar overzicht |