LES LEVURES


Introduction


Pour rappel, la fermentation est la conversion de sucre en ethanol et en dioxyde de carbone. Durant ce processus, il peut se créer des arômes dépendant du moût de départ. Pendant la fermentation, la levure convertit le sucre en alcool et en dioxyde de carbone en se nourrissant d'une série de sucres complexes, essentiellement en "cassant" ces sucres complexes en d'autres composants qui vont lui permettre de croître. Le premier au menu est le glucose, avant de s'attaquer au maltose, puis au maltotriose. Bien que les sucres interviennent pour beaucoup dans les arômes, les levures travaillent sur d'autres composants très variés, entre autres acides aminés et acides gras qui contribuent aussi à l'arôme.

Théoriquement, 10 kg de sucre produiront 6.5 L (5.1 kg) d'éthanol et 4.9 kg de dioxyde de carbone. En faisant cela, de l'énergie est également libérée (± 2.6 MJ/kg d'éthanol). Voir le chapitre
rendement pour plus de détails.

Les levures sont des organismes unicellulaires de l'ordre des champignons (moisissures). Les plus communément employées pour produire l'éthanol font partie du genre
Saccharomyces, élevées pour donner une fermentation uniforme, rapide, un haut rendement en éthanol et tolérer un grand éventail de températures, de niveaux de pH et un taux d'alcool élevé. Les levures peuvent vivre avec ou sans oxygène. Dans un cycle de fermentation normal, les levures utilisent de l'oxygène au départ, et continuent à vivre quand tout l'oxygène est consommé. C'est pendant la phase anaérobique (sans oxygène), que l'éthanol est produit.

Plus exactement, en l'absence d'oxygène dissout dans le moût, la levure continue à respirer en convertissant l'oxygène contenu dans le sucre, en continuant d'exhaler du dioxyde de carbone, et laissant ce qui reste de la molécule de sucre sous forme d'éthanol. La levure ne consomme pas le sucre comme nourriture, mais bien les autres nutriments contenus dans le moût.

Le processus implique quatre phases distinctes de fermentation:


Une phase initiale "à retardement", pendant laquelle peu de choses semblent se produire, mais la levure s'adapte à son nouvel environnement et commence à croître.

La
fermentation primaire démarre après environ 30 minutes. La levure commence à se reproduire rapidement dans l'environnement initialement aérobique, la colonie se développe et le nombre de cellules augmente de façon exponentielle. Du dioxyde de carbone est produit en grande quantité, faisant des bulles dans le moût. Alors que la fermentation suit son cours, les cellules de levure ont tendance à s'agglomérer (floculation).

Ensuite, la
fermentation secondaire démarre dans le milieu anaerobique ainsi généré et les levures captent l'oxygène des molécules de sucre pour éviter l'asphyxie.

Durant chacune de ces phases, du dioxyde de carbone est produit en abondance, ce qui permet de garder des conditions anaérobiques qui favorisent la production d'alcool ethylique. Il faut garder à l'esprit que ce n'est pas l'intention des levures de produire de l'alcool, mais la nôtre! Toute la levure essaie seulement de ne pas suffoquer! La levure n'est pas non plus très intéressée par le sucre, c'est nous qui exploitons sa capacité à survivre et à s'adapter à ce milieu devenu hostile.

Enfin, vient une
quatrième phase dite stationnaire durant laquelle les nutriments commencent à se faire rares et l'activité des levures diminue. La production de dioxyde de carbone diminue et les levures se déposent dans le fond du fermenteur.

L'activité, et donc l'efficacité, de la levure dépend de la concentration de sucre dans le moût, de la température d'inoculation, et des nutriments présents. Dans des conditions optimales, une cellule de levure est capable de décomposer sa propre masse de sucre (ie environ 200 millions de millions de molécules) en alcool et dioxyde de carbone

La levure produit 33 fois plus d'alcool lors de la phase de reproduction qu'au repos.
Une fois les nutriments épuisés et que la fermentation semble en stand by, il est en général trop tard pour ajouter des nutriments ou de nouveaux ferments. Si cela arrive au début de la fermentation, il y a un problème! Si la levure est privée de nutriments, elle se développe autant qu'elle peut avec ce qui est à sa disposition, puis cette croissance s'arrête.
Il est donc essentiel d'avoir une quantité suffisante de
nutriments dans le moût de départ.

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