Chapitre 3 Transformations de la matière première · L'anatomie des levures Les levures sont des champignons microscopiques qui transforment naturellement le sucre du raisin en

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Didier JEANJEAN 1/10

Chapitre 3

Transformations de la matière première Lors de la vinification la matière première peut subir deux transformations :

- une fermentation alcoolique, sous l’action des levures, qui transforment les sucres en éthanol

- une fermentation malolactique, sous l’action des bactéries lactiques, qui dégradent

l’acide malique en acide lactique 1. fermentation alcoolique - FA 1.1 historique 1.2 levures 1.2.1 anatomie 1.2.2 métabolisme (fonctionnement) 1.2.3 vie 1.2.4 différenciation 1.2.5 rôle 1.3 mécanismes 1.3.1 action de la température 1.3.2 action des agents chimiques 1.4 maîtrise de la FA 1.5 contrôle de la FA 1.5.1 variation de la température 1.5.2 diminution de la densité 1.5.3 fiche de fermentation 1.6 maîtrise de la température 1.6.1 température trop haute 1.6.2 température trop basse 2. fermentation malolactique - FML 2.1 historique 2.2 bactéries lactiques 2.3 mécanismes 2.4 intérêt glossaire



1. La fermentation alcoolique - FA 1.1. historique En 1789, Lavoisier écrivait déjà sur ce phénomène mais c’est Pasteur, en 1860, qui démontre le premier que la fermentation est due à la présence de levures. 1.2. Levures 1.2.1. L'anatomie des levures Les levures sont des champignons microscopiques qui transforment naturellement le sucre du raisin en éthanol (alcool).

1.2.2. Le métabolisme (fonctionnement) des levures

Ø La fermentation alcoolique la levure, comme tout organisme vivant, a besoin d'énergie pour assurer sa survie. La fermentation alcoolique est un processus intracellulaire qui consiste pour la levure à dégrader le sucre qu'elle prélève dans le jus de raisin pour en tirer l'énergie dont elle a besoin. L'alcool qui résulte de cette réaction énergétique est rejeté à l'extérieur de la levure pour elle, c'est un déchet.

Ø Les réactions enzymatiques la paroi de la levure renferme de nombreuses molécules appelées enzymes. Ces enzymes, indispensables aux réactions chimiques qui assurent la vie des levures, ont également des répercussions sur le vin. Cette action enzymatique persiste après la mort de la levure et s'accompagne de la diffusion dans le vin d'alcools supérieurs, supports d'arômes. C'est pourquoi on laisse certains vins blancs au contact des levures mortes dans le cas de conservation sur lies (ex. le muscadet).

1.2.3. La vie des levures Les spores : les levures vivent au ralenti sous forme de spores. Puis elles prolifèrent sur la couche cireuse qui recouvre la pellicule des raisins mais aussi sur le sol et les murs des chais de vinification. Lors de la vinification, elles se trouvent directement en contact avec le jus sucré qui permet aux levures de passer d'une vie au ralenti à une vie active. La température du jus doit cependant être supérieure à quinze degrés. La population des levures se multiplie rapidement au début de la fermentation alcoolique, puis stagne et décroît. Le milieu extérieur leur devient en effet de moins en moins favorable : l'alcool qu'elles produisent étant un déchet toxique qui, à dose élevée, les tue.



1.2.4. La différenciation des levures Par leur morphologie :

- Apiculées (en forme de citron) : kloeckera apiculata - Elliptiques (ovale légèrement allongé) : saccharomyces cerevisiae - Oviformis (en forme d’œuf) : saccharomyces bayanus - Rondes - Allongées

1.2.5. Le rôle des levures Si environ trois cents espèces de levure existent, seule une dizaine intervient dans le vin. En cours de fermentation, les levures sensibles au soufre apporté au vin, et à l'alcool, sont rapidement relayées par d’autres levures.

Espèces Forme Rôle Quantité de

sucres utilisée pour 1° d’alcool

Observations

kloeckera apiculata apiculée

Démarre la FA

21 à 25 gr

> 80 à 90 % des levures du moût de raisin > pouvoir alcoogène faible > mauvais rendement dans la transformation du sucre > très sensible au SO2 > résistante jusqu’à 4°

saccharomyces cerevisiae elliptique

Agent principal de la FA

17 à 18 gr > pouvoir alcoogène élevé > bon rendement dans la transformation du sucre > assez résistante au SO2

saccharomyces bayanus oviformis Termine

la FA 17 à 19 gr > résistante jusqu’à 17 à 18 °

1.3. Mécanismes 1.3.1. action de la température

Ø sur les levures µ froid : les levures sont incapables de se multiplier en dessous de 5°C. Elles peuvent cependant supporter des températures très basses (-200°C) à l’état de spore. µ chaleur : à l’état humide

Température 10°C 20°C 30°C 45°C

Activité des

levures

0 0

maximum



Ø sur la FA Plus la température augmente, plus les levures travaillent vite. En revanche, plus les levures travaillent vite moins le rendement sucres/éthanol est bon. Il est donc indispensable de maîtriser la température afin d’assurer :

- un bon déroulement de la FA - une transformation correcte des sucres - la non-altération des constituants du vin

1.3.2. action des agents chimiques Les agents chimiques intervenants sur la multiplication et l’activité des levures sont très nombreux. Ils peuvent être :

- apportés par le moût naturellement (sucre, tanins) - apportés par le vinificateur (SO2) - produits en cours de fermentation

Ø facteurs de croissance :

- les vitamines (dont la vitamine B) - substances azotées (alimentation)

Ø inhibiteurs de croissance : gêner ou tuer l’action des levures

les antiseptiques présents naturellement

Le sucre : une teneur élevée en sucres gêne la croissance des levures et ralenti la FA. Une concentration de 60% en sucre permet d’éviter le départ en fermentation. Les tanins : à forte dose (5g/l), ils peuvent s’opposer à l’action des levures.

les antiseptiques fabriqués par les levures

L’éthanol : il contribue au déclin puis à la mort des levures. Le facteur killer : certaines levures synthétisent des protéines toxiques pour d’autres levures.

les antiseptiques apportés par le vinificateur

Le dioxyde de soufre : c’est une des multiples utilisations du SO2. L’acide sorbique : peut être utilisé pour la conservation de vins sucrés.



1.4. Maîtrise de la FA La FA doit être contrôlée et maîtrisée tout au long de son évolution afin d’être

Ø la plus régulière et Ø la plus complète possible.

Dans une cuve en fermentation on observe :

présence de CO2 (perçue lors de la dégustation par un picotement sur le bout de la langue)

augmentation de la température

diminution de la densité (elle se rapproche de celle de l’eau)

modification de la saveur (VR : astringence due aux tanins)

augmentation de la couleur (VR)

remontée des matières solides par poussée du CO2 , elles forment le chapeau (VR)

VR :

Ø milieu hétérogène : température et temps de macération ont une influence sur la dissolution des constituants de la pellicule.

VB :

Ø milieu homogène : le moût est déjà enrichi de constituants essentiels qu’il faut protéger .

1.5. contrôle de la FA 1.5.1. Variation de la température

Ø les facteurs qui ont une influence

Facteurs Conséquences Température extérieure échange de chaleur entre la cuve et l’air ambiant Cuve acier = échange important

ciment = échange moyen bois = échange plus faible surface importante = échange important épaisseur des parois faible = échange important

Dégagement de CO2 entraîne des pertes en calories Refroidissement artificiel géré par le viticulteur Température initiale de la vendange préférable de vendanger le matin s’il fait très chaud Richesse en sucre la hausse de temp. est proportionnelle au taux de sucre Vitesse de fermentation plus elle est rapide, plus la hausse de température est

importante. En VR pour une petite cuve ciment : Ø 1,3°C pour 1 % volumique d’éthanol formé Ø soit 13°C pour une vendange à 10 % vol. Ø soit 33°C pour une temp. initiale à 20°C



Ø les conséquences

o température trop élevée

Vin Conséquences Impact

VB et VR activité réduite à nulle des levures arrêt de la FA

VB diminution de la richesse et de la finesse de l’arôme

qualité du vin altérée altération de la couleur

VR altération des arômes apparition d’un goût amer ou d’un caractère herbacé meilleure diffusion des composés phénoliques * meilleure qualité du vin

* Les composés phénoliques : ce sont des alcools aromatiques qui proviennent des végétaux. Il y a quatre principales familles de composés phénoliques : les tanins, les flavones, les anthocyanes, les acides-phénols.

§ Tanins : substances d'origine organique que l'on trouve dans pratiquement toutes les parties des végétaux (écorces, racines, feuilles).

§ Flavones : colorant végétal jaune soluble dans l'eau. § Anthocyanes : pigments naturels (du rouge au bleu) solubles dans l'eau. § Acide-phénol : composé chimique aromatique.

o température trop basse

Vin Conséquences Impact

VB et VR empêche le départ de la FA ** pas de FA stoppe la FA ** arrêt de la FA

VR faible diffusion des composés phénoliques qualité du vin altérée ** S’il n’y a pas de FA il y a risque de :

o piqûre lactique § dégradation des sucres par les bactéries lactiques § formation d’acide lactique § formation d’acide acétique

>> augmentation de l’acidité

o piqûre acétique § dégradation de l’éthanol (alcool) par les bactéries acétiques § formation d’acide acétique

>> augmentation de l’acidité

o fermentation malolactique § transformation de l’acide malique par les bactéries lactiques § formation d’acide lactique § diminution de l’acidité (très recherché pour les VR)

>> stabilisation et assouplissement du vin

o diminution des qualités organoleptiques : qualités sensorielles (goût, odeur)



ÖCONCLUSION : pour chaque vinification il y a une température optimale. Il faut donc mesurer la température de la cuve au moins 2 fois par jour, à des hauteurs toujours identiques, car il peut exister un écart de plusieurs degrés entre le haut et le bas d’une cuve. 1.5.2. Diminution de la densité Le sucre se transforme en éthanol. La densité diminue donc progressivement pour atteindre celle de l’eau : 1 000 kg/m3 (1 g/cm3, 1 g/ml, 1 kg/litre), puis enfin celle du vin : 992 à 996 kg/m3. La mesure se fait au mustimètre (densimètre) : On le plonge dans un échantillon de jus de raisin (attention, il faut en mettre assez pour qu'il ne touche pas le fond). Le densimètre flotte et se stabilise. On peut ainsi lire la valeur de la densité. Le mustimètre est également utilisé pour évaluer le taux d'alcool probable du vin. Un tableau montre la relation entre densité / sucre / alcool.

Densité teneur en sucre taux d'alcool probable 1075 Kg/m3 170 g/L 10 % vol.

1.5.3. Fiche de fermentation

On note l’évolution de la température et de la densité. L’examen des courbes permet de contrôler le bon déroulement de la FA et de prévenir les risques en agissant soit :

Ø sur la température par refroidissement ou réchauffement. Ø sur les levures par remontage avec aération ou levurage complémentaire.



Il figure également sur cette fiche des renseignements concernant

Ø la vendange : o cépage et appellation o volume o état sanitaire o densité o acidité o température initiale

Ø la vinification : o remplissage (début et fin) o sulfitage (dose, moment) o enrichissement (dose, moment) o actions sur la température o décuvage (volume, moment, destination)

1.6. maîtrise de la température 1.6.1. température trop haute 1.6.1.1. moyens directs

Ø refroidissement par ruissellement : le moût circule dans des tuyaux sur lesquels ruisselle l’eau froide.

Ø refroidissement par échange de température : l’eau froide circule dans des serpentins

que l’on plonge dans la cuve.

Ø Les cuves inox sont aussi refroidies par ruissellement, brumisation ou circulation d’eau froide à l’intérieur d’une double paroi.

Tous ces systèmes demande un refroidissement de l’eau par des machines frigorifiques. 1.6.1.2. moyens indirects

Ø aération du cuvier aux heures les plus froides. Ø ajout de moût plus frais.

1.6.2. température trop basse

Ø on réchauffe en faisant circuler de l’eau chaude dans la plupart des appareils précédents.

Ø on réchauffe avec des cannes chauffantes plongées dans le moût. Ø on réchauffe une petite partie du moût que l’on ajoute ensuite à la cuve. Ø on réchauffe la température du local.

Ö CONCLUSION : aujourd’hui les unités de vinifications peuvent être équipées de thermorégulateurs qui contrôlent et déclenche automatiquement le dispositif de réchauffement ou de refroidissement. Ils peuvent aussi gérer les remontage et les aérations .



2. La fermentation malolactique - FML Après la FA, un trouble peut apparaître dans le vin. Du CO2 se dégage, la couleur des VR se modifie et l’acidité totale diminue. 2.1. historique Dés le XVIIème siècle cette évolution est repérée, mais c’est au XXème siècle que le rôle des bactéries lactiques est mis en évidence. Il faudra attendre plusieurs décennies pour admettre que la FML puisse être favorable à certains vins.

2.2. bactéries lactiques Les bactéries sont des micro-organismes qui transforment naturellement l’acide malique en acide lactique. Elles ont une anatomie extrêmement simplifiée et sont plus petites que les levures. Il existe plusieurs espèces, le plus souvent la FML est due à Œunococcus œni.

2.3. mécanismes 2.3.1. facteurs de croissance

Ø éléments nutritifs - les sucres - les substances azotées - les substances minérales

Ø autres éléments - le pH : plus il est élevé plus le développement des bactéries est rapide - la température : 20°C est la température idéale

2.3.2. modification organoleptiques

Il est difficile de détecter qu'un vin a subi une fermentation malolactique avec le goût, mais davantage avec l'odorat.

Ø le goût : vins moins agressifs, moins durs, plus souples, ronds, charnus et plus gras. - acide malique : goût vert prononcé - acide lactique : goût moins agressif

Ø l’odeur : vins avec moins de fraîcheur mais un bouquet plus complexe. Les arômes grillés, de torréfaction, de miel sont accentués et parfois apparaît une odeur de beurre plutôt agréable.

ATTENTION : la FML n’est pas favorable à tous les vins et mal conduite elle peut même provoquer l’altération du vin.



2.3.3. stabilité La FML peut se déclencher dans les années qui suivent la FA, ainsi un vin mis en bouteille avec de l’acide malique et des sucres résiduels risque de voir la FML s’enclencher. On appelle :

- FML pure : dégradation de l’acide malique - FML non pure : dégradation de l’acide malique + d’autres constituants (sucres)

Le vinificateur a donc intérêt à :

- rendre la FA la plus complète (éviter les sucres résiduels) - faire la FML le plus tôt pour stabiliser le vin avec du SO2 - contrôler l’évolution de l’acidité

Rappel : la désacidification par addition de carbonate de calcium permet la diminution de l’acidité et favorise l’enclenchement de la FML. 2.3.4. intérêt La FML est recherchée :

- surtout pour les VR (rondeur, souplesse, stabilité) - pour les VB secs de garde

trop acides - pour les champagnes (sauf certaines cuvées)

La FML est évitée :

- pour les VB fruités et frais - pour les Vr

La FML est redoutée :

- pour les VB moelleux et doux

GLOSSAIRE Nom Définition

Apiculé En forme de citron Bactérie Micro-organisme unicellulaire CO2 Gaz carbonique Cytoplasme Contenu d’une cellule vivante Elliptique Ovale légèrement allongé Facteur killer Facteur génétique d’une levure lui permettant de synthétiser des protéines toxiques

pour d’autres levures Levure Champignon microscopique Oviformis En forme d’œuf SO2 dioxyde de soufre Sucres résiduels quantité de sucre restant dans le vin ou toute autre boisson alcoolisée après la

fermentation alcoolique Spore Forme de vie d’une levure en phase ralentie

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