Fermentation

La fermentation alcoolique est réalisée par de nombreux organismes vivants (bactéries, levures) de manière permanente ou occasionnelle dans des milieux dépourvus d'oxygène. La propriété de certaines levures à transformer le sucre en éthanol est utilisée par l'homme dans la production de boissons alcoolisées et pour la fabrication du pain. La température parfaite de fermentation est de 35 °C à 40 °C.

Les boissons alcoolisées sont obtenues par fermentation naturelles des solutions sucrées. C'est une réaction chimique naturelle (biochimique) obtenue grâce aux micro-organismes (bactéries, moisissures, champignons) ainsi qu'aux levures qui grâce à leur enzyme, la zymase, décomposent les jus de fruits naturels en éthanol et en bulles de gaz carbonique.

Les levures sont présentes naturellement à la surface des fruits ou rajoutées aux moûts (jus de fruit) qu'on fait fermenter.

Concrètement, pour provoquer le processus de fermentation, il suffit de laisser le fruit au contact de l'air en prenant soin de broyer les membranes de protection biologiques (peau…), ce qui se fait en écrasant ou en broyant le fruit. Les levures en suspension dans l'air sont amplement suffisantes pour produire la fermentation de la bouillie en quelques jours.

On peut aussi rajouter des levures afin d'accélérer ce processus naturel, comme la levure de bière (ou celle du pain) aussi, en désormais la température aux alentours de 37°C, la fermentation se produit en une heure à peu près.

Fermentation lactique

La fermentation lactique est particulièrement utilisée en fromagerie. Les yaourts sont obtenus à partir de lait bouilli puis refroidi et ensemencé avec une souche définie de bactérie, par exemple L. Bulgaricus (Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus), et incubé selon le procédé de fermentation et le produit a fermenter. La fabrication de la choucroute est réalisée par fermentation lactique en présence de 2 à 3% de chlorure de sodium. Le processus est arrêté quand la teneur en acide lactique atteint à peu près 1, 5%. La fermentation lactique est favorisée lors de l'ensilage des produits agricoles, car l'acidité produite empêche le développement d'autres micro-organismes pouvant provoquer la putréfaction des produits ensilés. La présence de ferments lactiques dans la flore intestinale est particulièrement favorable à un bon fonctionnement de l'intestin. Enfin, au cours des processus anaérobies présidant à la contraction musculaire, le glycogène qui est un polymère glycosylé libère du glucose grâce à une enzyme, la glycogène phosphorylase, le glucose rejoint ensuite la glycolyse et forme 2 équivalents de pyruvate. Ceux-ci sont alors transformés en acide lactique par une lactase déshydrogénase, lequel est ultérieurement oxydé au cours des processus aérobiques. La fermentation lactique est une réaction chimique pouvant se dérouler en cas de privation d'oxygène dans les cellules musculaires. Les muscles ayant besoin d'une grande quantité d'énergie en cas d'activité physique, consomment une grande quantité de sucre et en particulier, d'oxygène. Le glucose et l'oxygène nécessaires à la réaction de respiration cellulaire sont stockés dans la cellule et renouvelés par la circulation sanguine. La quantité d'oxygène apportée peut ne pas être suffisante, soit en cas d'effort bref et intense (compte tenu du délai entre le débit de repos et le débit en plein effort), ou bien toujours tandis que le débit maximum d'oxygène est déjà atteint (au cours du sprint final), tandis que du sucre reste disponible ; les cellules musculaires réalisent alors la fermentation lactique pour produire de l'énergie.

L'augmentation de la concentration en ions lactates dans les cellules musculaires est une des raisons de la fatigue après une activité intense. En effet, ces ions lactates changent le pH intracellulaire et modifient de fait les conditions de fonctionnement enzymatiques de la cellule qui ne peut plus travailler correctement.

Procédés industriels de fermentation

• Pour le viticulteur, les quatre principaux objectifs de la fermentation alcoolique d'un jus de raisin sont les suivants :

1. Assurer la fermentation complète et rapide des sucres.
2. Éviter la production d'acidité volatile au cours du premier tiers de la fermentation.
3. Éviter la production de composés soufrés à odeurs désagréables pendant toute la fermentation.
4. Aboutir à l'objectif aromatique et gustatif, surtout par le choix de la levure choisie.

La conduite de la fermentation alcoolique d'un moût de raisin nécessite de maîtriser les facteurs influant directement sur la vie et la survie d'une population de levures. Ils peuvent être rassemblés autour de 13 points-clés dont la maîtrise forme les bonnes pratiques de fermentation.

Pour le vin, ce sont les levures qui se trouvent sur la pruine qui, après pressurage (vin blancs et rosés) ou au cours de la cuvaison (vins rouges) vont transformer le sucre présent dans les baies de raisin en alcool.

• Voir aussi fermentation de la bière.

• Dans le domaine du traitement des déchets organiques et de la production d'énergie renouvelable, il existe la méthanisation. La méthanisation sert à transformer toute matière organique (pollution organique, fumier, déchets ménagers fermentescibles) en biogaz. Elle consiste essentiellement en 4 phases :

1. Hydrolyse des polymères de sucres, protéines ou lipides en monomères.
2. Acidogènese qui permet la transformation de ces monomères en acides gras volatils.
3. Acétogènese qui produit de l'acétate.
4. Méthanogènese pour la production de méthane et de CO₂.

Sources

• La Méthanisation Site d'information sur la méthanisation et le biogaz
• www. icv. fr