Botanisk og plantefysiologisk leksikon

Gjær – Sopp som har gjærceller istedet for mycel. Lager ikke fruktlegemer. Vanlig i slekten Saccharomyces hvor vanlig bakegjær og ølgjær hører hjemme. Kan gjærcellene også danne hyfer kalles de dimorfe. Gjær er en av menneskets viktigste kulturvekster. Gjærceller er fra runde til avlange i formen og danner nye celler vegetativt ved knoppskyting. Knoppskytingen gjør at flere gjærceller henger sammen i kjeder. Gjær er fakultativt anaerobe og trives best ved god lufttilgang, men de klarer seg godt uten oksygen og tåler alkohol. De forgiftes imidlertid av etanolkonsentrasjonen hvis den blir tilstrekkelig høy f.eks. 14 %. Gjær finnes både blant stilksporesopp og sekksporesopp. Gjær er kjemoorganotrofe organismer som trenger organisk karbon for å vokse. Under dårlige vekstforhold kan gjærsoppen danne asci (teleomorf (gr. teleos – fullstendig; morphe – form)) med fire sporer i hver celle.

Gjær kan ha kjønnet formering mellom forskjellige haploide krysningsvarieteter a og a. F.eks. vil a-celler skille ut en a-faktor som bindes til a-celler og kobler celler sammen og lager diploide celler. Deretter kan det lages en kjerne med alle genene til krysningsvarietetene a og a med mulighet for rekombinasjon. a og a er peptidferomoner. Hvis a a-diploide gjærceller sultes på nitrogen eller andre næringsstoffer kan de sporulere og danne fire sporer i en ascus (sporesekk). Sporuleringen er en tilpasning til skiftning i omgivelsene ved å skape genetisk variasjon. Sporene vil gi haploide gjærceller som kan formere seg videre (kjønnet eller ukjønnet).

Gjær er omgitt av en cellevegg og innenfor denne et rom med periplasma og deretter følger plasmamembranen som består av fosfolipider. Plasmamembranen inneholder mye oljesyre (C18:1) og ergosterol som er et sterol som tåler alkohol. Periplasma inneholder enzymer bl.a. invertase og fosfatase. Invertase fra gjær brukes til å hydrolysere krystallinsk sukrose til glukose og fruktose i sjokolade. Celleveggen inneholder b-1,6- og b-1,3- glukaner og mannaner og litt kitin. Gjærceller kan mangle kitin i veggen noe som ansees som en evolusjonsmessig avledet egenskap. Genomet i gjær er lokalisert i en cellkjerne og varierer i størrelse fra 10-15 Mbp og haploid kromosomtall varierer fra 2-16. Det finnes også ikke- kromosomale nukleinsyrer i mitokondrier, kjernen (nukleært plasmid i flere kopier) og i cytoplasma. Eksempler på dette er retrotransposons som flytter seg i genomet via RNA intermediat. Nakent sirkulært enkelttrådet RNA (ssRNA) og dobbelttrådet RNA (dsRNA) dreperplasmid.

Gjær inneholder også prioner som er kjent som den infektiøse komponenten i hjernesykdommene scrapie hos sau, bovin spongioform encaphalopati hos storfe og Creutzfeldt-Jacob hos mennesker.

Gjær har vært brukt som modellorganisme for en eukaryot celle og inneholder således også glyoksysomer, peroksisomer, vakuole omgitt av tonoplast (lysosom), endoplasmatisk retikulum, proteasomer, cytoskjelett og sfærosomer med sterolestere.

Gjær er mye brukt i næringsmiddelindustri. Produksjon av gjær er en aerob prosess hvor det er om å gjøre å lage mest mulig cellemateriale, mens fermentering for å lage etanol er en anaerob prosess. Gjæren Saccharomyces cerevisae er fremkommet ved seleksjon fra ville gjærstammer. Ved baking omdanner gjæren sukker til etanol og CO2. Pga. av proteinet gluten i hvetemel (endosperm) lukkes CO2 inne i hulrom og bakeverket hever seg samtidig som det gir aroma. Det er mulig å heve bakeverk ved kunstige CO2-kilder som bakepulver, men det er bare bakst hevet med gjær som kalles brød. I gamle dager brukte man ølgjær, men idag lages bakegjær spesielt for brødbaking ved å la gjæren vokse på melasse, et biprodukt fra sukkerraffinering fra sukkerbete og sukkerrør. Gjæren selges som presset gjær eller tørrgjær.

Alkoholholdige drikkevarer lages som vin ved fermentering av fruktsaft, øl ved fermentering av maltet korn og sprit ved destillering av alkohol laget ved fermentering. Det finnes en rekke sorter vin, de fleste basert på bruk av vindruer. Tørr vin hvor det meste av sukkeret er fermentert og brukt opp. Søt vin hvor noe sukker er igjen eller tilsatt sukker etter gjæringen. Sprudlende viner som skyldes karbondioksid fra fermentering som gjæren forårsaker på flasken. Gjæren er av to typer: villgjær som lever utenpå vindruene, men som bare tåler en alkoholprosent på ca. 4, og kultivert vingjær (Saccharomyces ellipsoideus) som tåler opptil 14 % etanol før den stopper å vokse. Vindruene knuses i en maskin og fruktsaften kalt most blir presset ut. Hvitvin lages fra hvite druer eller fra røde druer hvor fruktskallet med anthocyaniner er fjernet. Når det lages røde viner brukes også fruktskall, frø og stilker (pomace) under fermenteringen, noe som gir større innhold av garvestoffer (tanniner) i vinen. Vanligvis drepes villgjæren med 100 ppm svoveldioksid (benevnt sulfitt på flasken), mens den foredlete vingjæren tåler dette og kan deretter tilføres den steriliserte fruktsaften. I starten er veksten aerob, men blir etterhvert anaerob og det lages etanol ved fermentering.

Øl brygges fra malt som er spirte byggkorn som er tørket. Ølgjæren kan ikke utnytte stivelse direkte, derfor må stivelsen i kornet brytes ned av plantens egne enzymer i en maltingsprosess. Koking av det tørkede maltet gir en vørter, etter fjerning av frøskall og rester fra meskingen. Humle brukes som bitterstoff og har også antimikrobielle egenskaper og kokes sammen med vørteren. Ølgjæren er av to typer avhengig av i hvilken grad den kan flokkulere til aggregater ved at celler fester seg til hverandre. 1) toppgjær (Saccharomyces cerevisae) som flokkulerer i mindre grad og er jevnt fordelt i hele vørteren og bringes til toppen av vørteren med CO2 fra fermenteringen som stiger opp, mens bunngjær som flokkulerer sterkt (Saccharomyces carlsbergensis) synker til bunns. Dansken Emil Christian Hansen (1842-1909) rendyrket gjær isolert fra ville former og renkulturene var en viktig for dansk ølindustri. Gram-negative bakterier fra slekten Zymomonas er ofte den dominerende arten ved gjæring av plantesaft og erstatter gjær i mange tropiske områder hvor man gjærer plantesaft. Zymomonas er også en del av bakteriefloraen som kan ødelegg øl og gir en lukt av råtne epler (acetaldehyd og hydrogensulfid). Overmodne epler og bær kan smake av sprit, noe som skyldes etanolgjæring. Candida albicans gir mykose hos mennesker. Phaffia rhodozyma brukes til industriell fremstilling av astaxanthin som gir rødfarge på oppdrettsfisk i laksefamilien.

Det finnes flere vektorer som kan brukes til å klone gjær f.eks. YAC (“yeast artificial chromosome”) som kan brukes til å klone lange sekvenser i ett fragment.Tilbake til G