1. “ Van gerst tot bier” Een biotechnologisch hoogstandje dat Vlaanderen wereldfaam verschaft. prof. dr. Guido Aerts

2. Wijnproductie versus bierproductie Wijnproductie Fruitsappen glucose vergistbare suikers N-componenten Wijn Vergisting gisttoevoeging

3. Bierproductie Granen Zetmeel en eiwitten Enzymproductie in de granen Enzymactiviteit Mouten kieming Vergistbare suikers N-componenten Bier brouwen brouwen gist

4. Grondstoffen voor de bierbereiding BROUW-WATER MOUT (extractbron) HOP GIST (facultatief)

5. Keuzemogelijkheden van de grondstoffen een variatie aan eindprodukten

11. Schematische voorstelling van een gerstkorrel aleuronlaag endosperm (meellichaam) schildje kiem (embryo) kaf korreleinde korrelbasis

12. Noodzaak van moutbereiding Het zetmeel en de eiwitten in granen zijn niet opneembaar. Zij moeten eerst gehydrolyseerd (= afgebroken) worden. Voor die afbraak zijn enzymen nodig. * Bij kieming worden in de korrel de nodige enzymen gevormd om die reservestoffen (zetmeel en eiwitten) af te breken en weer op te bouwen tot wortel, stengel en bladmateriaal.

14. Schematische voorstelling van enkele processen tijdens een kieming aleuronlaag

16. Stadia in de moutproductie einde weken begin kiemen einde kiemen

17. Enkele mouttypes pilsmout caramelmout geroosterd mout

18. BROUWEN = de enzymatische extractie van mout voor het verkrijgen van een gedeeltelijk vergistbare oplossing Stap 1 Malen van mout (= schroten) Kaf onbeschadigd, meelkern fijn Stap 2 Enzymatische afbraak Hydrolyse en oplossen van mout Stap 3 Filtratie Verwijdering van de niet opgeloste stoffen Stap 4 Koken van de wort Stabilisatie en aromatisatie van de wort Stap 5 Klaring van de wort Verwijdering van de hopresten en eiwitneerslag Stap 6 Koeling tot de ingistingstemperatuur en beluchting

19. Schematische voorstelling van de bierproduktie Brouwwater Molen Draf Hopping Maischketel Whirlpool Kookketel Filtreerkuip Warmtewisselaar

20. Filter Fermentatie tank Lager tank Whirlpool Toevoeging van de gist Schematische voorstelling van de bierproduktie (vervolg) Bier Warmtewisselaar

21. BROUWEN = de enzymatische extractie van mout voor het verkrijgen van een gedeeltelijk vergistbare oplossing Stap 1 Malen van mout (= schroten) Kaf onbeschadigd, meelkern fijn Stap 2 Enzymatische afbraak Hydrolyse en oplossen van mout Stap 3 Filtratie Verwijdering van de niet opgeloste stoffen Stap 4 Koken van de wort Stabilisatie en aromatisatie van de wort Stap 5 Klaring van de wort Verwijdering van de hopresten en eiwitneerslag Stap 6 Koeling tot de ingistingstemperatuur en beluchting

22. Interactie enzym / substraat bepalend voor de effektiviteit van de enzymkatalyse substraat enzym a b c + ES complex a b c

23.    - en  -amylase inwerking op amylose met vorming van maltose en malto-oligosacchariden  -amylase  -amylase reducerend einde reducerend einde

24.   -amylase inwerking op amylopectine met vorming van maltose en hoog-moleculaire dextrinen reducerend einde  -amylase

25.  -amylase inwerking op amylopectine met vorming van dextrinen reducerend einde  -amylase 

26. Proteasen betrokken bij de hydrolyse van proteïnen cys cys lys val phe gly leu ala glu met tyr S S leu val tyr phe gly glu met thr asn lys phe gly glu asp his gly leu ala glu met tyr leu val tyr phe gly glu met tyr leu val tyr asp his glu met ala phe val leu C OH O EXOPEPTIDASE (CARBOXY-PEPTIDASE) EXOPEPTIDASE (AMINO-PEPTIDASE) N H H ENDOPEPTIDASE carboxyl-end C-terminal A.A. amino-end N-terminal A.A.

27. Relatie tussen enzymactiviteit en temperatuur

28. Een voorbeeld van een maïschprocedure : infusiebrouwen

29. BROUWEN = de enzymatische extractie van mout voor het verkrijgen van een gedeeltelijk vergistbare oplossing Stap 1 Malen van mout (= schroten) Kaf onbeschadigd, meelkern fijn Stap 2 Enzymatische afbraak Hydrolyse en oplossen van mout Stap 3 Filtratie Verwijdering van de niet opgeloste stoffen Stap 4 Koken van de wort Stabilisatie en aromatisatie van de wort Stap 5 Klaring van de wort Verwijdering van de hopresten en eiwitneerslag Stap 6 Koeling tot de ingistingstemperatuur en beluchting

32. OMZETTING VAN  -ZUREN NAAR ISO-  -ZUREN  -zuur trans-iso-  -zuur cis-iso-  -zuur R CH(CH 3 ) 2 cohumulon trans-isocohumulon cis-isocohumulon CH 2 CH(CH 3 ) 2 humulon trans-isohumulon cis-isohumulon CH(CH 3 )C 2 H 5 adhumulon trans-isoadhumulon cis-isoadhumulon

33. myrceen  -caryofylleen  humuleen linalool geraniol (2-methylpropyl)isobutyraat 2-methylboterzuur humuleen-1,2-epoxide humuladiënon 1,2-epithiohumuleen Enkele componenten van hopolie

34. primaire omzetting bij de gisting C 6 H 12 O 6 glucose gist 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2

35. Metabole bijproducten van het suiker- en aminozuur metabolisme - organische zuren - diacetyl en 2,3-pentaandion - hogere alcoholen - aldehyden en ketonen - esters - zwavelverbindingen

36. Concentratieverloop van enkele metabole bijproducten van het suiker- en aminozuur metabolisme Gisting en lagering (dagen) Aldehyden in mg/l Diacetyl in mg/l Hogere alcoholen in mg/l Esters in mg/l

37. Threonine Threonine  -ketobutyraat  -acetohydroxybutyraat CO 2 2,3 - PENTAANDION ISOLEUCINE Acetylethylcarbinol 2,3 - PENTAANDIOL Pyruvaat  -acetolactaat  -acetolactaat CO 2 DIACETYL Acetoïne 2,3 - BUTAANDIOL VALINE oxidatieve decarboxylatie = beperkende stap Vorming en reductie van vicinale diketonen tijdens fermentatie en lagering  -acetohydroxybutyraat

38. Vorming van organische zuren tijdens de fermentatie Oxaloacetaat Pyruvaat Triose fosfaten Glucose-6-fosfaat Vergistbaar suiker Glycerol Ethanol Lactaat CO 2 CO 2 Malaat Fumaraat Succinaat Acetaat Acetyl CoA Citraat  -Keto- glutaraat  -Hydroxy glutaraat Glutamaat CO 2 Gistcel-membraan

39. carbohydraat metabolisme CO 2 specifiek decarboxylase alcohol dehydrogenase NAD + NADH (H + ) X glutamaat  -keto glutaraat trans- aminase Feed-back controle De vorming van hogere alcoholen : algemeen schema aminozuur metabolisme

41. Sensorische evaluatie van bier kijken : schuim - kleur ruiken : geur proeven : smaak en aroma mondgevoel nasmaak

42. Schematische voorstelling van de receptor-sites en van de begrippen geur en aroma

43. De verschillende zones op de tong die gevoelig zijn voor zoute, zure en bittere smaak Ongevoelig voor zoete smaak Bijzonder gevoelig voor zoete smaak Bijzonder gevoelig voor zure smaak Ongevoelig voor zure smaak Ongevoelig voor zoute smaak Bijzonder gevoelig voor zoute smaak Bijzonder gevoelig voor bittere smaak Ongevoelig voor bittere smaak

44. Deze presentatie kan aangevraagd worden bij prof. dr. Guido Aerts . (U krijgt dan per kerende mail een powerpoint-versie van deze voorstelling.)