Fermentation alcoolique

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La fermentation alcoolique est le résultat d'une chaine métabolique qui transforme des sucres fermentescibles par des levures en alcool et gaz carbonique avec dégagement de chaleur :

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + 25.4 calories sous forme d'ATP.

Le bilan de cette transformation est énergétiquement favorable (production d'ATP) : le processus est exergonique.

Des produits secondaires sont formés : les plus importants sont le glycérol, l'acide succinique, l'acide acétique et l'alcool amylique.

Ce processus se divise en trois parties :

Il existe un grand nombre d'espèces de levures utilisées pour la fermentation. La plus connue est la levure de bière. On peut utiliser aussi des moisissures.

On obtient de l'alcool éthylique, valorisable comme carburant de substitution ou comme produit de base pour l'industrie chimique et de résidu solide. Ce dernier contient les déchets végétaux partiellement ou non hydrolysés et les levures. Il a donc une teneur accrue en protéines et peut être utilisé pour l'alimentation animale.

L'intérêt par rapport à la production classique d'éthanol (C₂H₄ + H₂O ==> C₂H₅OH) est qu'on utilise de la biomasse au lieu d'utiliser du pétrole, et que la dépense énergétique pour produire de l'éthanol par voie biologique est de 0.5 J par joule obtenu sous forme d'éthanol, alors qu'elle est de 2 J/J par la voie classique.

Dans le cas du vin, les sucres du moût, sous l'action de levures se transforment en alcool éthylique (les levures sont des champignons microscopiques). Le phénomène s'accompagne d'un dégagement de gaz carbonique et d'une élévation de température.

Les levures produisent aussi :

des composés secondaires : alcools supérieurs, glycérols (glycérine), acide succinique, acide acétique (c'est l'acidité volatile)…
des substances aromatiques : odeurs de banane, de bonbons anglais, qui participent aux caractéristiques des vins primeurs (Beaujolais, Coteaux du Lyonnais, Gamay de Touraine…)

Les arômes issus du raisin ou arômes variétaux sont dit primaires ; ils sont dit secondaires lorsqu'issus de la fermentation ; ceux qui se développent au cours de l'élevage ou de l'évolution en bouteille, sont dit tertiaires.

Les levures sont omniprésentes dans la nature, collées sur la pruine de la peau du raisin, sur le matériel vinaire des chais. Lorsqu’elles sont de souche médiocre ou en nombre insuffisant, le vinificateur à recours au levurage.

La fermentation alcoolique ne peut se produire que sous certaines conditions :

Température :
- trop froid (10°C), le processus est très ralenti voire incomplet
- trop chaud (32 36 ° C), les levures meurent, le milieu devient inapte à leur survie

Oxygène : Bien que la fermentation soit un phénomène anaérobie, les levures ont besoin d'oxygène pour se multiplier

Alcool : C'est un antiseptique, même pour les microorganismes qui l'ont produit. Passée une certaine concentration (de 14 à 16°), il agit comme un poison pour les levures. Les boissons de plus haut degré alcoolique sont produites par distillation.