Stofwisseling

Bron: brouw-bier.nl - Alles wat de amateur bierbrouwer of bierliefhebber moet weten over het brouwen van bier bierliefhebber moet weten over het brouwen van bier

Stofwisseling, ook metabolisme genoemd bestaat uit een groot aantal biochemische processen die plaats vinden in cellen en organismen, dus ook in gist. Deze processen hebben onder meer de volgende functies
  • het vrijmaken van energie uit opgenomen stoffen
  • het gebruik van bouwstoffen en energie als bron voor alle biologische processen
  • het verwerken van afvalstoffen
  • de aanmaak en het gebruik van reserves
Metabolisme kan onderverdeeld worden in dissimilatie en assimilatie:
  • dissimilatie is de afbraak van stoffen waarbij energie vrij komt, ook wel katabolisme of verbranding genoemd.
  • assimilatie is de opbouw van stoffen (waarvoor energie nodig is), ook wel anabolisme genoemd
Voor de productie van bier is het dissimilatieproces voor ons het belangrijkste, omdat daarin de vorming van alcohol in voorkomt.

Dissimilatie

Dissimilatie Koolhydraten Glycolyse

Eiwitten

Eiwitten worden afgebroken tot aminozuren. In de aminozuuroxidatie wordt uit aminozuren onder andere weer acetyl-CoA gevormd. Maar aminozuren kunnen ook worden omgezet worden in allerlei andere stoffen, zoals nieuwe eiwitten.

Koolhydraten

Koolhydraten worden omgezet in glucose. Dit wordt in de glycolyse afgebroken tot pyrodruivenzuur.
Afhankelijk van de hoeveelheid aanwezige zuurstof zal hierna de stofwisseling een bepaalde richting in gaan.
Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Zuurstof Zuurstof Zuurstof Zuurstof Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Biomassa Zuurstof Zuurstof Zuurstof
Zoals in bovenstaande grafiek te zien is, is in het begin in het wort nog zuurstof aanwezig. Tijdens de ademhalingsfase zal deze zeer snel verbruikt zijn, waarna de gist tot de alcoholische dissimilatie overgaat.

Aëroob of zuurstofrijk

Dit wordt ook de ademhalingsfase genoemd. Pyrodruivenzuur wordt eerst gebruikt voor de aanmaak van acetyl-CoA, die daarna de citroenzuurcyclus doorloopt. Daarbij komen energierijke elektronen vrij en wordt koolstofdioxide gevormd als afvalproduct. De energierijke elektronen uit de citroenzuurcyclus doorlopen de oxidatieve fosforylatie. De energie uit deze elektronen wordt gebruikt voor het genereren van ATP, de belangrijkste energiebron voor de cel.
In deze fase krijgt de gist 95% van zijn noodzakelijke energie om zijn cellen te vermeerderen.
De netto reactie van de aërobe dissimilatie van glucose is:

C6H12O6 + 6 O2 → 6 H2O + 6 CO2 + 38 ATP

Anaëroob of zuurstofarm

Wanneer alle zuurstof is verbruikt, stopt de citroenzuurcyclus en gaat gist na de glycolyse over tot de alcoholische dissimilatie, gisting genoemd, waarbij ethanol wordt gevormd:

C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP

In deze fase komt veel minder energie en koolzuurgas vrij dan tijdens de ademhaling.

Vetten

Vetten worden omgezet in vetzuren, die weer worden gebruikt in de aanmaak van acetyl-CoA, in een proces dat beta-oxidatie wordt genoemd.

Vitaminen

Vitaminen spelen vaak een rol bij diverse stofwisselingsprocessen.

Mineralen

Ook mineralen spelen een belangrijke rol in de verschillende stofwisselingsprocessen.