Les premières traces de production de boissons fermentées datent de bien avant notre ère. En effet, c’est dans le sanctuaire de Göbekli Tepe, au sud de la Turquie qu’on a découvert d’immenses cuves capables de contenir 180 litres chacune avec, à l’intérieur, des résidus de bière.
La levure responsable de la fermentation alcoolique est Saccharomyces cerevisiae. Sous son nom de dieu égyptien, se cache un micro-organisme, une levure particulière parmi tous les ferments, levains et levures utilisés depuis la haute Antiquité. Saccharomyces cerevisiae est construit sur les racines grecques σάκχαρις, saccharo (sucre), μύκης, myces (champignon) et le mot latin cerevisia -ae, cervoise (mot d’origine gauloise désignant la bière).
Suite aux travaux de Louis Pasteur, qui ont conduit à améliorer la culture de souches pures, la Grande-Bretagne a introduit en 1879 des cuves spécialisées pour la production de S. cerevisiae. Un peu plus tard, les États-Unis utilisaient des centrifugeuses pour les produire, c’est ainsi que la commercialisation de la levure moderne est devenue possible.
La fermentation alcoolique est un processus biochimique par lequel des sucres sont transformés en alcool dans un milieu liquide et en l’absence d’oxygène. Le rôle des levures est de transformer le saccharose contenu dans les baies de raisins en alcool. La réaction entraîne la production de dioxyde de carbone et d’Adénosine Triphosphate (ATP). Les molécules d’ATP fournissent l’énergie nécessaire aux réactions chimiques du métabolisme des levures, tandis que le dioxyde de carbone formera les bulles dans le champagne par exemple.
Sans levures, pas de vin ! Ce sont des organismes essentiels pour la transformation alcoolique. Certaines levures sont présentes naturellement sur les peaux des baies de raisin mais aussi au chai (lieu où l’on emmagasine les alcools et les vins en fûts) : les levures indigènes. D’autres, exogènes, sont rajoutées en cave, soit dès le début du processus ou après une fermentation naturelle qui n’est pas arrivée à terme : les Levures Sèches Actives (LSA). Beaucoup de viticulteurs pratiquent le levurage en ajoutant telle ou telle souche cultivée en laboratoire selon le cépage, la couleur et le profil de vin souhaité.
Pour produire 1 degré d’alcool, il faut environ 17 grammes de sucre. Plus les raisins sont sucrés, plus le vin sera donc alcoolisé. Cependant, les levures s’épuisent dès que le vin atteint 15 degrés d’alcool. Le vigneron peut aussi choisir d’interrompre la fermentation en cours pour conserver une partie du sucre dans son futur vin, pour produire des vins doux par exemple. C’est donc la teneur en sucres résiduels non fermentés qui fera la différence entre le Gewurztraminer sec et moelleux. La date de vendange peut également influer sur ce paramètre.
À partir de 1857, Pasteur analyse les différents types de fermentation (acétique, alcoolique, butyrique et lactique) ; et met en évidence la nature du processus de fermentation (réaction biochimique) ainsi que le lien entre les phénomènes de fermentation et l’activité de micro-organismes vivants dans un milieu privé d’oxygène. C’est un organisme vivant de la famille des champignons, appelés scientifiquement :“Saccharomyces cerevisiae”.
Il existe un grand nombre de souches de levures sélectionnées (> 250 souches). Certaines levures œnologiques sont capables de produire du SO2 à partir des formes sulfates et des acides aminés soufrés. Le sulfitage permet de favoriser les saccharomyces cerevisiae par rapport aux souches non saccharomyces potentiellement à risque.
Depuis quelques années, on voit apparaître sur le marché des levures qui appartiennent à un autre genre que Saccharomyces. Alors que les levures classiques permettent le maintien des exigences technologiques propres au bon déroulement de la fermentation alcoolique, ces souches assurent de nouvelles fonctions : augmentation de la complexité aromatique, assimilation ou dégradation de certains substrats (acide malique….), production de molécules intéressantes (glycérol…) réduction du taux d’éthanol ou protection préfermentaire.
Une dose de levure excessivement élevée, ne permet pas de respecter les étapes de la panification. Levure osmotolérante : il s’agit d’une levure tolérante à la pression osmotique. La pression osmotique est exercée par le sel et le sucre sur la membrane de la levure, elle conduit à la diffusion des éléments liquides de l’intérieur de la cellule, vers l’extérieur (déshydratation intracellulaire). Levure cryorésistante : Ces levures sont adaptées à la surgélation Lors de la congélation, la levure subit un phénomène de cryodessiccation. L’acidité optimale pour l’action de la levure se situe entre un pH de 4,5 et 6. L’augmentation de la température accélère la fermentation.
Lorsque le milieu est favorable, la cellule procède à une multiplication végétative : elle bourgeonne et donne naissance à une cellule fille au patrimoine génétique identique. On estime qu’une cellule peut bourgeonner une vingtaine de fois.
La levure est produite par une levurerie. On utilise la fermentation aérobie de levure pour en assurer la multiplication. Chaque cuve est ensemencée par de la levure-mère, avec des apports précis de mélasse, de sels nutritifs et d’air, et des contrôles stricts de température et de pH pour assurer le bon développement et le bon équilibre de la cellule. En fin de fermentation, le mélange est de nouveau centrifugé pour séparer la levure des résidus de mélasse. Cette opération peut être répétée plusieurs fois, avec un lavage à l’eau.
Au sortir des centrifugeuses, la crème de levure contient encore plus de 30 % d’eau extra-cellulaire. La levure, raclée sur le filtre rotatif, tombe dans une trémie pour y être malaxée (incorporation d’air) et finalement envoyée dans un tube d’extrusion pour former un boudin pâteux continu. La levure peut être aussi livrée sous forme de Crème de levure à la suite de la 3e étape.
Les levures et produits à base de levures font l’objet d’un règlement d’application particulier (Règlement (CE) n°1254/2008 du 15 décembre 2008) qui a été ajouté au règlement d’application n°889/2008. Seuls les substrats produits selon le mode biologique doivent être utilisés pour la production de levures biologiques.
La fermentation et la maturation commencent dès qu’on mélange les ingrédients de notre pâte pendant le pétrissage et elles s’arrêtent pendant la cuisson. Quand on parle ici de fermentation, on entend la fermentation alcoolique de la levure. C’est grâce à la fermentation alcoolique et donc l’activité de la levure que notre pâte augmente en volume pendant son repos.
Entre 4°C et 40°C, l’activité de fermentation de levure a lieu, de plus en plus avec les températures élevées. Au-dessous de 4°C et au-delà de 40°C, l’activité de la levure est lente et rare. Au-delà de 60°C survient la mort des cellules de la levure. Dès qu’on a choisi la quantité de levure pour notre préparation, c’est seulement en variant la température à laquelle notre pâte repose et les temps de repos. On a vu tout à l’heure, que les températures basses vont ralentir la fermentation, c’est pour ça que souvent on utilise le frigo pour allonger les temps de repos selon nos besoins. Dès qu’on laisse notre pâte à une température ambiante, comme celle de notre cuisine, la vitesse de la fermentation va augmenter.
La maturation correspond à l’ensemble des processus pendant lesquels les enzymes décomposent les molécules complexes en molécules simples. Pour être précis, les enzymes amylases décomposent les molécules d’amidon en sucre simples et les enzymes protéases décomposent les molécules de gluten en aminoacides. Comme la fermentation, la maturation est réglée aussi par la température. Des températures trop basses (au-dessous de 4°C) ou trop élevées (au-delà de 50°C) vont ralentir les réactions qui sont à la base de la maturation. Entre ces deux extrêmes la vitesse des réactions de la maturation est proportionnelle à la température.
La levure est responsable de la fermentation de notre pâte, mais elle joue un rôle aussi dans la maturation. En fait, pendant son activité, la levure libère d’autres produits, surtout des acides, qui contribuent au développement des arômes et goûts de notre pâte.
D’ici 2050, la population mondiale dépassera les 9 milliards d’individus et nous devrons produire au moins 56 % de nourriture en plus avec la même superficie agricole. Ce défi survient à un moment où les ressources agricoles souffrent déjà des conséquences du réchauffement climatique. À cela s’ajoute la question de l’empreinte carbone de l’industrie alimentaire.
Relever ce défi est une préoccupation mondiale qui nécessite une innovation collective. Lesaffre est convaincu que la fermentation et les micro-organismes jouent un rôle essentiel dans nos industries et contribuent également à relever les défis alimentaires, sociétaux et environnementaux de demain.
En s’adaptant à ces tendances futures, Lesaffre vise à répondre aux besoins en constante évolution de ses clients tout en contribuant à une économie mondiale plus durable et plus efficace dans l’utilisation des ressources.
Dans un contexte industriel, les propriétés et capacités uniques de la levure en font une ressource indispensable dans un large éventail d’applications, dont la plus connue et la plus ancestrale est la boulangerie. Mais la production de levure est également utile dans la production de biocarburants et nous aide à réduire notre dépendance aux énergies fossiles. Ainsi, ce micro-organisme et sa production répondent à nos besoins les plus essentiels et fondamentaux tout en nous aidant à construire un avenir durable.
Outre la mélasse, une riche source de sucres essentiels à la fermentation que Lesaffre sélectionne avec soin, le processus de culture de la levure repose également sur divers autres nutriments essentiels, notamment des sources d’azote, de minéraux, de vitamines et d’oxygène.
Les levures sont utilisées pour amorcer le processus de fermentation, créer des bulles (champagne) et ajuster le degré d’alcool. Les composés aromatiques libérés par la levure jouent un rôle essentiel le brassage de la bière et la vinification. Certaines levures libèrent ainsi des arômes tout à fait uniques (le fameux goût de banane du beaujolais nouveau est particulièrement apprécié) et en intensifient d’autres (les saveurs caractéristiques du chardonnay, par exemple).
La levure peut activer la fermentation d’autres produits non alcoolisés des quatre coins du monde : chocolat, cacao et café, diverses boissons, comme le kéfir, les sodas et les limonades, mais aussi vinaigre.
Il est impossible de dresser ici la liste de tous les aliments contenant de la levure, qui vont des produits laitiers (par ex.
| Catégorie | Exemples |
|---|---|
| Boissons alcoolisées | Bière, vin, cidre, hydromel |
| Produits laitiers | Kéfir, yaourt |
| Boulangerie | Pain, levain |
| Autres | Chocolat, cacao, café, kombucha, vinaigre |
La fermentation est un processus biochimique naturel par lequel un aliment de base est transformé sous l’effet des enzymes produites par des micro-organismes. Le plus souvent, ce processus est anaérobie : il se déroule en l’absence d’oxygène. Il active des bactéries ou des champignons, par exemple des moisissures ou des levures, comme celle qui fait lever le pain en produisant du gaz carbonique. En l’absence d’oxygène (dans la pâte), les levures transforment le glucose en gaz carbonique et métabolites, notamment des acides organiques. La levure est l’ingrédient doté de propriétés fermentantes le plus connu.
C'est la levure qui réalise la fermentation de la bière. Les levures sont partout sur la terre, sur la peau des fruits, sur l'écorce du grain, dans l'air, dans les cheveux, sur la peau. Ces organismes vivants au même titre que les bactéries, un autre type d'organisme sont particulièrement voraces. Les levures apprécient tout particulièrement le sucre.
Le brasseur de bière ne brasse en fin de compte pas de la bière mais du moût, un jus de céréales sucré qu'il met à disposition des levures. Ce sont les levures, si possible celles qu'il a sélectionné, qui se charge alors de créer la bière.
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