Het levende organisme ontleent zijn benodigde energie aan dissimilatieprocessen. Vindt hierbij een oxydatie plaats onder opname van zuurstof, dan worden zij ademhalingsprocessen genoemd (z ademhaling); wordt de energie echter verkregen door intramoleculaire omzettingen van de organische substraatmoleculen, zonder zuurstofopneming, dan spreekt men van gisting (resp. rotting).
Een reeds lang bekend gistingsproces is de alkoholische gisting, waarbij door de stofwisseling van de gist (Saccharomyces) uit suikerhoudende vloeistoffen koolzuur en alkohol verkregen wordt volgens de brutovergelijking: C6H12O6 = 2 CO, + 2 C2H6OH + 28 cal.
Niet alle koolhydraten worden door de gist ver-gist: wel d-glucose, d-fructose, d-mennose en d-galactose; disacchariden als Saccharose (rietsuiker) worden eerst door de gist gesplitst in monosen.
Verschillende gistsoorten gisten niet even krachtig; behalve Saccharomyces geven ook Oidiumsoorten, Monilia, Mucor een sterk alkoholische gisting. Ook cellen van hogere planten zijn dikwijls tot een, zij het ook zwakke, alkoholische gisting in staat (onder anaerobe omstandigheden).
De omzetting van glucose in koolzuur en alkohol voltrekt zich niet in één enkele reactie, maar door een aantal op elkaar volgende omzettingen. Een onderzoek naar de daarbij gevormde tussenproducten werd eerst mogelijk, toen Büchner in 1903 de zgn. celvrije gisting verkreeg, d.w.z. uit gist praeparaten kon maken, die geen levende cellen bevatten, maar toch een krachtige gisting gaven. Door de omzettingen te onderzoeken, waartoe de enzymen in dit sap in staat zijn, heeft men het verloop van de gisting nader kunnen ontwarren. Sterk vereenvoudigd berust het gistingsproces op het volgende.
Door de inwerking van enkele fermenten staan twee moleculen adenosinetriphosphorzuur — dat in de gistcel aanwezig is —, ieder een phosphaatgroep af aan glucose, dat na enkele tussenreacties daarbij omgezet wordt in hexosediphosphorzuur (de zgn. Harden en Youngester). De Harden en Young-ester valt nu uiteen, waarbij ten slotte 2 moleculen glycerine aldehyde 3-phosphorzuur genoemd worden. Deze worden door het onttrekken van 2 H-atomen geoxydeerd tot 3-phosphoglycerinezuur.
Na enkele verdere omzettingen wordt uit het 3-phosphoglycerinezuur phosphopyrodruivenzuur gevormd, dat onder afsplitsing van de phosphaatgroep wordt omgezet in pyrodruivenzuur. Het pyrodruivenzuur wordt door het enzym carboxylase gesplitst in koolzuur en accetaldehyde, welke laatste verbinding de beide H-atomen, die bij de hierboven genoemde oxydatie werden afgesplitst, opneemt en omzet in alkohol.
Bij de melkzuurgisting voltrekt zich een anaërobe omzetting van hexose in twee mol. melkzuur. Dit proces treedt bij iedere spiercontractie op. In plantencellen wordt dit stofwisselingsproces veel minder algemeen gevonden, alleen bij bepaalde bacteriën. Haar werking neemt men waar bij het zuur worden van melk, en men maakt van haar omzettingen gebruik bij de bereiding van boter en karnemelk, van kaas, yoghurt, e.a.
Zo ook bij de ensilage van gras, groenvoeder en aardappelen, waarbij men deze producten laat verzuren om ze aldus voor bederf te vrijwaren.
Het proces van de melkzuurvorming verloopt in grote trekken gelijk aan die van de vorming van koolzuur en alkohol; bij het eerstgenoemde proces wordt het gevormde pyrodruivenzuur niet gedecarboxyleerd, maar direct gereduceerd tot melkzuur.
Andere bacteriën (o.a. Bact. coli) geven gemengd zure gistingen, waarbij melkzuur, barnsteenzuur, azijnzuur, mierenzuur, alkohol, koolzuur en waterstof gevormd kunnen worden; boterzuurbacteriën (Clostridium saccharobutyricum) geven uit suiker grote hoeveelheden boterzuur, naast azijnzuur, mierenzuur, koolzuur en waterstof.
Een grote groep van anaëroob levende micro-organismen verbruikt geen suiker, maar eiwitstoffen of haar bouwstenen (aminozuren). Zij geven de eiwitrotting. Andere bacteriën zijn zowel tot een vergisting van suiker als van eiwitten in staat. Onder invloed van eiwitsplitsende fermenten worden de eiwitten gehydrolyseerd; de daarbij gevormde aminozuren worden in het eigenlijke stofwisselingsproces betrokken.
Enkele bijzondere gistingsverschijnselen (methaangisting 𝛼, denitrificatie λ, sulfaatreductie a) worden elders besproken.
Gistingsbedrijven
Onder gistingsbedrijven worden verstaan die fabrieken, die met behulp van micro-organismen levensmiddelen, geneesmiddelen, genotmiddelen en stoffen voor chemisch gebruik fabriceren. Hieronder zijn dus bierbrouwerijen, gisten spiritusfabrieken, azijnfabrieken, melkzuur-, citroenzuur- en gluconzuurfabrieken en fabrieken voor de productie van antibiotica begrepen.
Lit.: S. C. Prescott and C. G.
Dunn, Industrial microbiology (New York 1949).
