Docs
A propos
Formations
Télécharger

Les 3 phases de la fermentation

#levures
2021-11-05 (dernière édition)

Je vous propose quelques bases à garder en tête avant d’aller plus loin dans cet article :

Les sucres du moût
La composition en sucres du moût avant la fermentation...
logo
/sucres-mout
Comment les levures transforment les sucres
Comment les levures consomment les sucres (pour les transformer en alcool)
logo
/levures-utilisation-sucres

Vous avez les idées au clair sur les sucres présents dans le moût ? Et pourquoi et comment les levures vont les consommer ?

Alors on attaque la suite.

Les 3 phases de la fermentation.

Regardez :

croissance de la population de levures

C’est le schéma du développement de la population de levures dans le moût.

Cette population passe par 3 stades :

  • la phase de latence ou lag
  • la phase de croissance exponentielle
  • la phase stationnaire

Il y a des choses à dire sur chacune de ces phases, mais avant…

Une petite précision.

Ce schéma est théorique.

En fait, il est à peu près valable si un seul type de sucre est présent dans l’environnement de la levure.

On sait que ce n’est pas le cas dans le moût.

Donc à chaque fois qu’un sucre va s’épuiser, les levures vont devoir s’adapter pour consommer un sucre plus complexe encore présent.

De plus, toutes les cellules ne sont pas synchro : elles ne traversent pas toutes les stades au même moment.

Elles peuvent par exemple rester en latence plus longtemps que d’autres.

Bref : ce schéma est valable pour un petit groupe de cellules qui consomment un seul type de sucres. Si on regarde d’un peu plus près en conditions réelles on verrait quelques paliers intermédiaires, et des sous-groupes de cellules qui évoluent à des vitesses différentes.

Mais on peut se permettre de dé-zoomer et de suivre les grandes lignes.

La phase de latence ou lag

C’est un moment que tous les brasseurs connaissent : on ensemence le moût, et rien ne se passe.

Pendant quelques heures. Parfois un peu plus.

C’est un peu stressant quand on débute.

A l’extérieur : tout est calme.

Pas de division cellulaire = pas de croissance de la population de levures.

Pas de fermentation.

Pas de dégagement de CO2 qui agite le barboteur.

Et pourtant, les cellules s’activent.

Elle viennent d’arriver dans un nouvel environnement, riche en sucres.

Leur métabolisme doit s’adapter pour utiliser cette abondance de sucres, de la meilleure façon possible.

Le métabolisme de la cellule passe de la respiration à la fermentation : c’est l’effet Crabtree.

Fermentation vs Respiration : l'effet Crabtree
Pourquoi les levures préfèrent fermenter les sucres plutôt que les respirer...
logo
/effet-crabtree

Je vous en ai déjà touché un mot, mais ce qui est vrai à l’échelle de la population complète quand on l’observe de loin n’est pas vrai quand on zoom sur des sous-groupes de cellules : certaines vont consommer très rapidement les sucres disponibles, d’autres vont prendre le temps de basculer complètement leur métabolisme avant de commencer à consommer les sucres, et d’autres enfin vont rester en latence pendant plusieurs jours, prêtes à s’activer en cas de nouveau changement d’environnement.

Dans tous les cas, c’est une période importante pour la santé de la colonie de levures et sa future croissance.

La phase de croissance exponentielle

Notre cerveau n’est pas calibré pour comprendre les exponentielles.

Les ordres de grandeur sont rapidement vertigineux.

Vous connaissez l’histoire de l’échiquier de Sissa, avec ses grains de blé ?

En Inde, le roi Belkib (ou Bathait), qui s’ennuie à la cour, demande qu’on lui invente un jeu pour le distraire. Le sage Sissa invente alors un jeu d'échecs, ce qui ravit le roi.
Pour remercier Sissa, le roi lui demande de choisir sa récompense, aussi fastueuse qu’elle puisse être.
Sissa choisit de demander au roi de prendre le plateau du jeu et, sur la première case, poser un grain de riz, ensuite deux sur la deuxième, puis quatre sur la troisième, et ainsi de suite, en doublant à chaque fois le nombre de grains de riz que l’on met.
Le roi et la cour sont amusés par la modestie de cette demande.
Mais lorsqu’on la met en œuvre, on s’aperçoit qu’il n’y a pas assez de grains de riz dans tout le royaume pour la satisfaire. Si l’on se base sur la production annuelle de riz à l’heure actuelle (479 millions de tonnes par an), il faudrait un peu plus de 1 539 années pour réunir tous les grains de riz nécessaires à la réalisation de ce problème.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Problème_de_l’échiquier_de_Sissa

C’est ce qui se passe sur la partie exponentielle de la courbe de croissance des levures.

La population double toutes les quelques minutes.

A ce stade, les levures consomment les sucres du moût.

Comment les levures transforment les sucres
Comment les levures consomment les sucres (pour les transformer en alcool)
logo
/levures-utilisation-sucres

Elles relarguent de l’éthanol, du CO2, et des composés aromatiques.

Vu de l’extérieur ?

On est dans la phase vigoureuse de la fermentation.

La densité chute. Le barboteur s’agite.

Une grosse couche mousseuse recouvre la surface, le krausen.

La phase stationnaire

Les levures ont consommé tout ce qu’elles pouvaient comme sucres.

La croissance s’arrête.

Vu de l’extérieur, tout se calme…

Le krausen disparait.

Les levures s’agrègent entre elles pour former des grappes qui flottent (parfois) puis sédimentent (parfois) : c’est le phénomène de floculation.

Mais à ce stade, il se passe encore des choses du côté de la population de levures.

Le métabolisme des levures reste actif.

Tant mieux…

Car à ce stade, la bière n’est pas très bonne.

Leur métabolisme va permettre de réduire les faux-goûts en réabsorbant certains composés indésirables.