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Document de travail. Les levures.

Note : je re-publie ici le document de travail qui a guidé le développement de fonctionnalités autour de la prise en compte du taux d’ensemencement et de la préparation des starters dans Joliebulle.
Il s’agit d’un document rustique et sans aucune vertu pédagogique, avant tout destiné aux utilisateurs de Joliebulle, qui ont suivi le développement de ces fonctionnalités à l’époque ou qui actuellement souhaitent comprendre certains point techniques.

Pour la prise en charge des calculs liés à l’ensemencement des levures, j’ai segmenté la description en 2 parties :

  • le taux d’ensemencement ou la quantité de levure nécessaire en fonction de la recette et du type de bière
  • l’élaboration d’un starter

Taux d’ensemencement

3 paramètres à prendre en compte ici :

  • le volume à ensemencer
  • la densité du moût
  • le type de fermentation, basse ou haute
  • en bonus : le style de bière, à discuter au cas par cas.

Un point de départ qui semble faire consensus est la règle du 1 millions de cellules par ml de moût par degré Plato.

Si on prend en compte le type de fermentation, la règle devient plutôt :

  • 0,75 millions / ml / ° pour les fermentations hautes
  • 1,5 millions pour les fermentations basses

Zainasheff et White évoquent l’idée qu’un taux d’ensemencement de 0,5 à 0,75 millions/ml/°P pourrait être préférable pour “certaines Ales anglaises” (lesquelles ?) et les Weizen.

Enfin, il semblerait que la plupart des brasseurs optent pour un sous-ensemencement avec les levures type Kveiks.

Note : pour les levures sèches, je retiens 10 milliards de cellules par gramme.

Vieillissement

Les calculateurs existants se basent tous sur une chute de la viabilité de 20%/mois depuis la date de conditionnement de la levure.

D’où vient cette valeur ?

La seule source encore en ligne que je retrouve c’est un article de blog de Brad Smith (2010) :

Yeast Starters for Home Brewing Beer - Part 1

Liquid yeast, which must be refrigerated, has a much shorter shelf life. Wyeast lists their shelf life at 5–6 months while White labs recommends 4 months. White labs on their web site says that after 30 days, their vials have 75–85% viability, which is a loss of about 20% of viability in the first month. If we compound this loss (20% per month), this means that the viability of liquid yeast follows this progression:
1 month – 80% viable
2 months – 64% viable
3 months – 51% viable
4 months – 41% viable
5 months – 33% viable
6 months – 26% viable

Ensuite, le raisonnement est à peu près le suivant : Chris White a dit que la viabilité à un mois est de 80 % ⇒ tous les mois, toutes les levures liquides perdent 20 % de leur population.

Au bout de 6 mois avec une viabilité de départ de 96 %, on termine à 26%.

Je vous laisse le soin de juger de la validité scientifique de ce type de raisonnement, mais dans tous les cas :

Il y a plusieurs problèmes.

Depuis 2010 les conditionnements ont changé, et nous avons à notre disposition des données plus actuelles.

On commence par White Labs et le nouveau packaging PurePitch :

Upholding Innovation & Quality: The PurePitch® Shelf Life

Le fabricant parle maintenant d’une perte de 3.2% par mois.

Au passage, la durée de conservation max est passée de 4 à 6 mois.

A 3 mois la viabilité est de 90% et à 6 mois la viabilité est de 72%.

On est très loin des 26% calculés plus haut.

Du côté de Wyeast les choses sont moins claires, mais nous n’avons aucun élément pour dire que la règle des 20 % s’applique.

Le laboratoire indique :

During this 6 month guaranteed shelf life, some loss of viability is to be expected. This will vary from one strain to another. Activator™ packages that are 4 months old or older may require additional time to swell after activation.

A noter, à aucun moment Wyeast ne préconise de passer par l’étape starter pour une Ale standard et un brassin de 19l.

On peut discuter longuement du bien-fondé de ce choix, mais je ne pense pas que le laboratoire prendrait ce risque si la viabilité était effectivement de 26%.

Smack-Pack Activator System™

Dans tous les cas, Wyeast propose depuis longtemps une durée de conservation de 6 mois (contre 4 mois avec les anciens conditionnements White), on peut imaginer que les anciens taux de perte observés chez White Labs ne s’appliquent pas ici.

Chez Imperial Yeasts :

Perte de viabilité négligeable à 4 mois.

We found that the impact on viability was negligible for all our strains at four months from the printed manufacture date. This applied retroactively to all yeast in the marketplace.

Chez Omega, la situation est plus floue puisque le contenu des packs est variable selon les souches :

Certain strains may contain up to 500 billion cells per pack while other strains may contain slightly less than 150 billion cells per pack.

Et :

The shelf life on our packs is five (5) months from the date of packaging. We highly recommend using a starter for any packs older than three (3) months.

En pratique, je ne vois pas la pertinence de copier-coller la règle des 20%/mois.

Donc je vais partir des seules données fiables que j’ai sous la main, et appliquer une marge de sécurité. 5% par mois de façon linéaire nous fait passer de 95 à 65 % en 6 mois. C’est déjà nettement plus pessimiste que ce qu’indique WL, mais peut-être plus réaliste si on prend en compte les aléas de la conservation et du transport.

Si vous n’êtes pas d’accord, alors je considère que vous savez ce que vous faites et vous entrerez manuellement le nombre de cellules.

Fabrication d’un starter

Modèles de croissance

Il existe plusieurs modèles pour la croissance de la population de levures dans un starter.

Celui utilisé par Kai Troester (un nom familier si tu as lu le document de travail sur le traitement de l’eau) est celui qui me semble avoir la meilleure validité scientifique.

Estimating yeast growth

Je cite le bonhomme, pour un starter agité :

If (initial cells < 1.4 Billion/gram extract) yeast growth is 1.4 Billion / gram extract If (initial cells between 1.4 and 3.5 Billion / gram extract) yeast growth is 2.33 - 0.67 * Billion initial cells per gram extract else no yeast growth

Exemple concret :

  • 100 milliards de cellules initialement.
  • préparation d’un starter avec 205g d’extrait sec. Donc croissance de 1.4 milliards / gramme.
  • la croissance sera donc de 205 * 1.4 = 287 milliards
  • 100 + 287 = 387 milliards de cellules au final

Pour les starters non agités, on part sur une croissance de 0.4 milliards / gramme.

C’est un modèle assez universellement adopté. La validité scientifique me semble malgré tout très faible, comme toujours avec des données aussi limitées, les doutes sur la reproductibilité des expériences, et les régressions linéaires à l’arrache.

Ce n’est pas de la très bonne science, mais on va faire avec ce que l’on a. Et merci à Kai d’avoir fait le boulot.