La fermentation alcoolique

La fermentation alcoolique est une réaction biochimique d’oxydo-réduction qui correspond à l’action des levures qui vont décomposer les sucres et une partie du fruit des cépages, en l’occurrence le raisin, en éthanol et en dioxyde de carbone.

La fermentation alcoolique doit se faire dans un milieu en anaérobie, c’est à dire sans air et sans oxygène. S’il il y a présence d’oxygène dans le milieu, la fermentation n’a pas lieu. C’est alors que la respiration est pratiquée car un seul élément peut passer de la réaction de la fermentation alcoolique à celle de la respiration, c'est l’air. Les deux réactions sont donc les suivantes:

• La fermentation alcoolique:

C6H12O6+ 2 ADP + 2 Pi → 2C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP

Les réactifs: le glucose, les nucléotides Adénosine Diphosphate et le Phosphate inorganique se sont transformés en produits qui sont l'éthanol, le dioxyde de carbone et nucléotide Adénosine Triphosphate. L’ATP et l’ADP sont des molécules de la famille des purines permettant à l’organisme de fournir de l’énergie aux réactions chimiques. On pourrait penser que certains réactifs ont disparu et que les produits sont apparus, mais ce n’est pas le cas, comme a dit Antoine Lavoisier, chimiste français, « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ».

• La respiration

C6H12O6 + 6O2+ 36ADP + 2 Pi → 6CO2 +6H2O + 36ATP

Les réactifs: le glucose, l'oxygéne, les nucléotides Adénosine Diphosphate et le Phosphate inorganique se sont transformés en produits qui sont le dioxyde de carbone, la vapeur d'eau et les nucléotides Adénosine Triphosphate.

Les levures vivent naturellement à la surface des fruits. Elles utilisent les glucides présents dans leur milieu, ici la maltose, pour produire de l'énergie. Ces réactions s'accompagnent de la production d'alcool : c'est la fermentation alcoolique.

L'utilisation de ces glucides nécessitent une hydrolyse c'est a dire une décomposition chimique par l'eau. L'hydrolyse du maltose aboutit à la production de molécules de glucose en fin de réaction. On peut ajouter des enzymes qui accélèrent la réaction sans la modifier c'est une catalysation de l'hydrolyse.

Modèle moléculaire éclaté 3D de la molécule de glucose.

Se passe ensuite la glycolyse qui est un processus ayant lieu dans le cytoplasme de toutes les cellules, au cours duquel le glucose est dégradé pour fournir de l’énergie. Les premières étapes nécessitent un investissement de deux molécules d’ATP, mais les étapes suivantes permettront d’en produire 4. La pyruvate est un composé chimique qui après décarboxylase va être transformé en éthanol.

L’acétaldéhyde ou éthanal est présent naturellement dans le vin. C’est un composé chimique produit par les levures au cours de la fermentation alcoolique et par oxydation durant l’élevage. A ce stade, l’air au contact du vin va oxyder l’éthanol en éthanal mais en dose plus faible que celle produite par les levures. Une température et un pH élevés sont deux facteurs qui accélèrent la formation d’éthanal. Il y a ensuite une réduction de l’éthanal en éthanol.

C’est important de suivre le déroulement de la fermentation. Pour cela on utilise un mustimètre qui permet de suivre la densité et de l’inscrire sur un schéma.

On construit alors une courbe de fermentation. On peut alors savoir a peut près quand est ce que la fermentation va s'arrêter ou d’anticiper un éventuel problème.

Lors de la fermentation une augmentation de température est observée. Il faut donc faire attention a la réguler à 18-20°C car au delà de 30°C celle ci peut s'arrêter. Le relevé des températures doit être fait en même temps que le relevé des densités, la régulation thermique doit être coupée aux alentours de 1020 de densité afin que la fermentation se termine convenablement.

La fin de la fermentation peut donc arriver de différentes manières:

1. Quand le glucose qui est réactif limitant est épuisé.

2. Quand le taux d’alcool est trop élevé soit entre 13 et 14°C; avec ses propriétés antiseptiques cela provoque la mort des levures.

3. Si la température est trop basse (10°C) ou trop haute (40°C), il y a destruction des levures et dénaturalisation des enzymes.

La fermentation alcoolique est une phase qui peut être aisément réalisée en respectant les règles de bases: bonne mise en oeuvre des levures et maîtrise des températures.