Les éléments nécéssaires à la fermentation

 


Il y a trois différents éléments nécéssaires à la fermentation:

  • les levures
  • les enzymes
  • les sucres fermentescibles

A) Les levures

     Les levures sont des éléments très important à la fermentation car c'est elles qui libèrent les diastases qui catalyseront les réactions. Ces diastases sont principalement produites par la levure de bière c'est à dire la Saccharomyces cerevisiae, plus couramment appelée levure du boulanger . Ces levures sont des micro-champignons ascomycètes dégénérés qui se reproduisent par bourgeonnement. Ce mode de reproduction asexué leur permet de se reproduire très vite en grand nombre dans les liquides. Quand les conditions de vie deviennent trop difficiles, elles sporulent pour essayer de coloniser d'autres milieux plus favorables à leur survie. En effet, les spores de levures sont très résisantes et peuvent survivre longtemps. Sa taille varie de 6 à 12 µm pour la longueur et 6 à 8µm pour la largeur. Les levures vivent en milieu humide dans le sol, dans l'air et sur les végétaux et se développent facilement en présence de dioxygène. c'est à dire en milieu aérobie. Elles peuvent également vivre en milieu anaerobie, dépourvu de dioxygène. C'est dans ce dernier milieu qu'elles sont utilisées pour la fabrication de boissons alcoolisées.

     La levure est l'un des êtres vivants les mieux connus, utilisée depuis des millénaires dans la fabrication de bière, de vin, d'alcool ou de pain. Elle constitue l'un des outils les plus utilisés dans les biotechnologies, notamment en ingénierie génétique (en introduisant dans des levures le gène humain responsable de la synthèse de l'albumine ou de l'hémoglobine par exemple, les cellules de levure produisent de l'albumine humaine ou de l'hémoglobine humaine).

 Ces micro-organismes vivants ont une anatomie extrêmement simplifiée, ils se composent d'une cellule unique :

Shéma de levure


     Les saccharomycètes sont une famille de levure, la levure de biere fait partie de celle-ci. Ils ont la propriété de transformer le sucre en alcool et en dioxyde de Carbone par fermentation. Ils sont omniprésents à la surface du sol et des plantes, en particulier sur des substrats riches en sucres.

                                                                  Saccharomyce Cerevisiae: Levures du boulanger

 

      La levure, comme tout organisme vivant, a besoin d'énergie pour assurer sa survie. En milieu anaérobie, les levures se mettent à fermenter, car elles ne peuvent pas respirer. La fermentation alcoolique est un processus intracellulaire ou la levure dégrade le sucre, pour en tirer l'énergie dont elle a besoin. L'alcool qui est le produit de cette réaction énergétique est rejeté à l'extérieur de la levure car il est considéré comme un déchet pour celle-ci. Les levures sont nécessaires à la fermentation, ce sont elles qui engendrent cette réaction pour leur survie.

B) Les enzymes

     Les enzymes sont vitals à la fermentation car ce sont eux qui catalysent ce processus biochimique. La durée d'une réaction enzymatique est de l'ordre de 10*10-3 seconde. En une seconde, une molécule d'enzyme peut donc catalyser la transformation de mille molécules. Sans ces enzymes, la fermentation se déroulerait très lentement, ou serait même impossible. Les enzymes sont des biocatalyseurs . Comme tout catalyseur, une enzyme est une substance qui, à faible dose, accélère une réaction chimique et se retrouve intacte à la fin de celle-ci. De surcroît, le préfixe " bio " témoigne du fait qu'une enzyme est toujours fabriquée par des organismes  vivants (bactéries, champignons, végétaux, animaux...). Dans notre cas elles sont produitent par des champignons.

Les enzymes accélèrent le déroulement des réactions chimiques ayant lieu dans les cellules sans en modifier le bilan. Elles sont spécifiques d'un substrat, composé chimique qu'elles transforment, et d'un seul type de réaction. Pour agir, elles se lient de manière transitoire au substrat au niveau de leur site actif.

     Les propriétés des enzimes dépendent de leur structure spatiale. Leur action repose sur la formation d'un complexe enzyme-substrat. L'enzyme se retrouve intacte à la fin de la réaction.

     Les enzymes qui catalysent la réaction de fermentation sont appelées déshydrogénases, c'est une catégorie de diastases qui catalyse les oxydo-réduction. La glycolyse est catalysée par une enzyme sécrétée par les levures : la zymase. Ensuite interviennent la décarboxylase, puis l'hydrogénase, pour finalement arriver à l'éthanol. 

 

C) Les sucres fermentescibles:

      Les sucres fermentescibles sont naturellement nécessaires à la fermentation, puisqu'ils en sont les substrats. Ce sont eux qui sont transformés par l'action des enzymes et des diverses oxydations et réductions successives en acide pyruvique puis en éthanol et en CO2. Sans eux, la réaction serait impossible, car les levures n'auraient aucun sucre à fermenter pour produire leur énergie et mourraient. Les sucres « fermentescibles » substrat de  la fermentation éthylique peuvent être, le saccharose, le fructose, le glucose ou le mannose. Les diastases varient selon la spécifité du substrat. En milieu anaérobie, ces sucres sont capables de se transformer en alcool par l’action des enzymes des levures. Les sucres non fermentescibles tels que l’arabinose et le xylose ne peuvent être métabolisés. Le glucose est le substrat le plus fréquemment utilisé. 

Molécule de glucose    

Fichier:Beta-D-glucose-3D-vdW.png

 

Fichier:Beta-D-glucose-2D-skeletal-hexagon.png

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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