lundi 16 mars 2020

Fermentation alcoolique


Fermentation alcoolique

1)- Historique.

               - 1815 : Gay Lussac écrit l’équation de la fermentation alcoolique (FA).

C6H12O6  è 2 CO2 + 2C2H5OH
sucres (glucose)       éthanol

               Cela donne le degré Gay Lussac. C’était une théorie chimique de la FA car on n’avait pas encore mis en évidence l’intervention des  levures.                  .

               - 1857-1866 : Pasteur met en évidence l’intervention des microbes dans la FA. Il décrit la levure comme un animal mangeant des morceaux de sucre, expirant du gaz carbonique, et rejetant de l’alcool          comme urine. Il y a alors une forte contestation des chimistes qui le prennent pour un fou.

               Les théories utilisées de nos jours sont basées sur les travaux de Pasteur.

2)- Aérobie et anaérobie : respiration et fermentation.

               En présence d’oxygène (aérobie), les levures fabriquent de l’énergie en consommant les sucres par respiration :                         :

C6H12O6 + 6O2 è 6CO2 + 6H2O + énergie
                             

               En l’absence d’oxygène (anaérobie), les levures fabriquent de l’énergie en consommant les sucres par fermentation alcoolique avec formation d’éthanol :

                              C6H12O6  è 2 CO2 + 2C2H5OH + énergie
        sucres (glucose)       éthanol
                                           
               Pasteur a montré que la fermentation alcoolique (anaérobie) est beaucoup moins énergétique que la respiration (aérobie).

               D’où l’effet Pasteur :

  • Tout apport d’oxygène dans le milieu favorise la respiration au dépend de la fermentation alcoolique
  • Toute raréfaction de l’oxygène dans le milieu favorise la fermentation alcoolique au dépend de la respiration              .

               En réalité, une FA ne peut se faire en l’absence totale d’oxygène. En effet, celui-ci est nécessaire pour la multiplication des levures. Au cours de cette multiplication, les levures font des réserves d’oxygène qu’elles utilisent ensuite pendant la FA.

3)- Energétique de la respiration et de la FA : croissance des levures et production d’alcool.

               L’énergie produite pendant la respiration ou pendant la FA est en partie perdue sous forme de chaleur, et en partie utilisée par les levures pour leur croissance (multiplication).               .

               Seule la respiration permet une multiplication importante des levures, c’est pourquoi il faut aérer dans un premier temps pendant les vinifications.

4)- Formation des produits secondaires pendant la FA.

               41)- Le glycérol.

               Après l’eau et l’éthanol, c’est le troisième constituant du vin sur le plan quantitatif.

               Le glycérol se forme en début de FA.

               Le sulfitage des vendanges favorise donc la formation de glycérol en ralentissant le démarrage de la FA.

               Le glycérol donne de la rondeur au vin.

               La quantité de glycérol formé dépend :
                             
  • De la souche de levure utilisée.
  • De la température. Une température au dessus de 30 °C diminue la formation de glycérol.

Remarques :

               Les vins issus de vendanges pourries noble contiennent beaucoup de glycérol, car la pourriture forme du glycérol dans la vendange même, à partir du sucre.

               Le glycérinage des vins est interdit.                         .

               42)- L’éthanal (acétaldéhyde) et ses dérivés.

                              421)- Ethanal (acétaldéhyde - odeur de pomme verte).

               Dans tous les vins il y a de petites quantités d’éthanal.

               Plus le sulfitage à la vendange a été abondant, plus il y a d’éthanal dans les vins, car les levures produisent de l’éthanal tant que la totalité du SO2 mis dans la vendange n’est pas combiné à de l’éthanal.

               L’éthanal est recherché dans les vins jaunes du Jura et dans les vin de Xeres espagnol. Là, l’éthanal est produit en grande quantité par des levures de voile (Candida mycoderma).

                              422)- Acide acétique.

               Les levures de la FA forment toujours de petites quantités d’acide acétique en fin de FA (AV entre 0,2 et 0,4 g/l H2SO4).

               L’acide acétique se forme surtout en début de FA puis sa teneur diminue au cours de la FA.

               Une partie de l’acide acétique est transformé en acétate d’éthyle (seuil de perception  : 50 mg/l).

               La production d’acide acétique au cours de la FA dépend :

  • De la souche de levure : Kloekera apiculata produit plus d’acidité volatile que les autres souches de levures.
  • De la teneur en sucre : plus elle est élevée plus il y a production d’acidité volatile.
  • De la température : plus elle est élevée plus il y a production d’acidité volatile.

                              423)- Acide succinique : 1 à 1,5 g/l.

                              424)- Acétoïne.

               Composé volatil, ayant un seuil de perception très bas.

               Il s’en produit un peu au cours de la FA.

               43)- L’acide lactique.

               Au cours de la FA, les levures produisent de petites quantités d’acide lactique (300 à 800 mg/l).

               44)- Les alcools supérieurs.

               Il se forme au cours de la FA des alcools supérieurs en quantité et en qualité variables.

               Ces alcools supérieurs sont très importants car ce sont des précurseurs d’arômes.              

5)- Evolution de l’azote au cours de la fermentation alcoolique.

               51)- Assimilation des matières azotées par les levures.

               Au cours de la FA, l’azote total contenu dans les moûts diminue de 30 à 70 %, et l’azote ammoniacal (le plus facilement assimilable par les levures) peut diminuer jusqu’à 90 %.

               L’addition de sulfate ou phosphate diammonique (azote ammoniacal facilement et rapidement assimilable par les levures) à la vendange est autorisée.

               Cette addition est conseillée les années de forte maturité, car les moûts ont alors de faibles teneur en azote ammoniacal.

               52)- Restitution de l’azote par les levures.

               Après plusieurs mois de conservation sur lies de levures, on a une autolyse (auto destruction) des levures. L’azote est alors de retour dans le vin.

6)- Evolution des acides organiques au cours de la FA.

               61)- L’acide tartrique.

               Pendant la FA, l’acide tartrique peut diminuer de 3 ou 4 g/l. Ceci est du à la précipitation massive du bitartrate de potassium moins soluble en milieu alcoolique.

               Aucune levure ne peut dégrader l’acide tartrique.

               62)- L’acide malique.

               La teneur en acide malique diminue au cours de FA. Cependant seule une petite quantité d’acide malique est dégradée par les souches de levures utilisées (saccharomyces cerevisiae et saccharomyces bayanus).

               Certaines souches de levures et notamment schyzosaccharomyces dégradent des quantités importantes d’acide malique (1,2 à 1,3 g/l). Ce sont des souches de levures dites désacidifiantes. Cependant, Schyzosaccharomyces effectue rarement la FA.

7)- Bilan thermique de la fermentation alcoolique.

               La FA est la transformation des sucres en alcool par les levures. Cette transformation entraîne une augmentation de la  température.                                         .

               Dans la pratique, on a une augmentation de 1,3 °C/degré d’alcool formé.

               Pratiquement, le seul moyen de savoir si la FA est terminée, est de réaliser le dosage des sucres résiduels. Si la teneur en sucre est inférieure à 2 g/l, la FA est terminée.