Différences entre la fermentation par levure et par bactérie dans la boulangerie et au-delà

La boulangerie, qu’elle soit artisanale ou industrielle, repose sur un principe fondamental : la fermentation. Ce processus magique, orchestré par des agents fermentants, est la clé qui transforme une simple pâte en un pain moelleux, savoureux et aéré. Mais derrière cette transformation se cachent deux acteurs principaux souvent confondus : la levure de boulanger et le levain naturel.

La levure de boulanger et le levain naturel : deux acteurs, deux chemins

Levure de Boulanger : Il s’agit d’un micro-organisme unicellulaire bien connu, le Saccharomyces cerevisiae. Sélectionnée et cultivée pour ses propriétés, elle est principalement utilisée pour accélérer la fermentation alcoolique.

Levain Naturel : Bien plus qu’un simple ingrédient, le levain est un écosystème vivant. C’est un mélange d’eau, de farine, de diverses bactéries lactiques et de levures sauvages, cultivé et entretenu. Sa fermentation est dite spontanée, offrant un processus plus lent mais riche en saveurs et en arômes.

La levure de boulanger est une véritable spécialiste. En laboratoire, des souches spécifiques de Saccharomyces cerevisiae sont sélectionnées et purifiées pour leur efficacité à produire du dioxyde de carbone rapidement, faisant ainsi gonfler la pâte.

Le levain, en revanche, est un véritable microcosme. Il regroupe une diversité d’espèces bactériennes (principalement des bactéries lactiques) et de levures sauvages, dont la composition varie en fonction de la farine utilisée, de l’environnement (la flore locale du fournil) et du mode de fabrication.

Avec la levure, on obtient une pousse rapide et une gestion facilitée des gros volumes en production industrielle. Avec le levain, le processus est plus long, mais les saveurs qui se développent sont d’une grande finesse et complexité, souvent avec des notes acidulées caractéristiques. La texture de la mie est typiquement alvéolée et la croûte plus épaisse et croustillante.

C’est là que le levain révèle tout son potentiel, notamment pour la santé. Les bactéries lactiques présentes dans le levain ont la capacité de prédigérer le gluten, rendant le pain plus digeste pour de nombreuses personnes sensibles. Il contribue également à limiter la charge glycémique du pain et s’enrichit en prébiotiques, favorisant ainsi une flore intestinale saine et équilibrée.

La levure, bien qu’efficace pour une production rapide, n’offre pas les mêmes avantages nutritionnels. Quant au levain naturel, sa diversité est infinie. Chaque fournil, chaque boulanger peut entretenir « son » levain, avec sa propre flore bactérienne et levurienne, qui évolue avec le temps et l’environnement. C’est cette « signature organoleptique » unique qui confère au pain au levain un caractère inimitable, reflet du terroir et du savoir-faire du boulanger.

Impacts sur la fermentation et le gluten

Le levain contient des bactéries lactiques qui, pendant la fermentation lente, dégradent une partie du gluten et des phytates présents dans la farine. Oui, absolument, en utilisant le levain naturel !

En pâtisserie, on utilise souvent de la levure chimique (qui n’est pas un organisme vivant mais un agent levant chimique) pour des levées rapides sans fermentation. Pour le pain, la levure de boulanger est plus adaptée.

En définitive, choisir entre levure et levain, c’est choisir entre la rapidité et la richesse. La levure est l’alliée de la production efficace et rapide, tandis que le levain est le gardien d’une tradition, d’une complexité aromatique et de bienfaits nutritionnels.

Liens avec la science des levures et des bactéries

La levure est un microbe végétal microscopique et unicellulaire. Sans les levures, il n’y a pas de vin rien que du moût. Donc sans microbe*, pas de vin possible. Les levures jouent un rôle majeur dans le processus de vinification. Elles convertissent en alcool le sucre du moût obtenu par le pressage des raisins. Les levures produisent également des constituantes mineures qui modifient l’arôme et le bouquet du vin. On les trouve dans la nature, le sol et sur les plantes. Ainsi, pour le raisin, les levures se concentrent sur la peau (la pruine). Il s’agit de levures indigènes.

Louis Pasteur fut le premier à démontrer que toute fermentation est due à la présence d’un micro-organisme. Il avait entrepris ses premières expériences sur le vin en Arbois. Là, il va comprendre que la transformation du jus de raisin en vin est liée à l’action de micro-organismes et qu’à chaque type de fermentation correspond un ferment particulier. Pour prévenir la multiplication des germes nuisibles à la qualité du vin, Pasteur propose une méthode de chauffage. Le 11 avril 1861, il dépose un brevet intitulé Procédé relatif à la conservation des vins. Cette technique est aujourd’hui appelée pasteurisation. Elle s’est d’ailleurs adaptée à d’autres denrées alimentaires que le vin.

De nombreuses espèces de bactéries cohabitent naturellement dans le moût et le vin. Lors de la fermentation alcoolique les levures transforment le sucre en alcool et libèrent une grande variété de produits secondaires, grâce aux enzymes qui participent aux réactions chimiques. Après cette phase de fermentation alcoolique, le vin présente alors un taux d’acidité qui le rend acerbe et dur à la dégustation. Cette acidité est le fait de deux principaux acides provenant du raisin, l’acide tartrique et l’acide malique. Oenococcus oeni est la bactérie dominante qui assure la fermentation malolactique. Elle va contribuer à l’amélioration du vin. Cette seconde fermentation réduit l’acidité ce qui modifie le profil sensoriel du vin, l’assouplit et contribue à sa stabilisation microbiologique.

Contrastes pratiques et historiques

De plus en plus souvent, on utilise des levures sèches actives pour l’ensemencement des moûts. Elles sont obtenues par séchage à froid d’une culture concentrée. Présentées sous forme de poudre, elles devront par la suite être réhydratées avec de l’eau et du sucre par le maître de chai.

1/Le vin est un agent antiseptique. Un centimètre cube de vin tue 99% des bacilles typhiques, des microbes du choléra et du colibacille dans une quantité égale à la culture. N’est-il conseillé d’accompagner par prudence, la consommation d’huîtres ou de coquillages avec du vin blanc ! Déjà, les égyptiens, connaissaient ses propriétés antiseptiques.

2/Le vin assaini l’eau. 3/Le vin face aux venins. Levure Sèche Active (LSA) pour la fermentation alcoolique de vins de garde. Collection Cépage Cabernet a été sélectionnée pour ses performances fermentaires et sa capacité à valoriser les vendanges naturellement concentrées, elle est reconnue comme l’une des souches des grands vins rouges.

A titre de conclusion, faudrait-il écouter Hippocrate qui déjà préconisait le vin comme antiseptique, diurétique et fébrifuge sans pour cela le servir aux malades en se fiant aux croyances populaires. Dieu sait s’il existe nombre de levures sèches actives (LSA) à la disposition de l’oenologue.

Je vous propose maintenant de faire plus ample connaissance avec ces micro-organismes si fascinants qui colonisent la terre, l’eau et l’air, en essayant de ne pas entrer dans des détails de chimie trop complexes. La levure est le plus simple des organismes eucaryotes (c’est-à-dire qui possède un noyau structuré): c’est un champignon de forme généralement ovoïde ou sphérique, mais qui peut parfois prendre également la forme d’une bouteille, d’un citron, ou d’un triangle. La cellule d’une levure comporte deux enveloppes cellulaires formant la paroi externe et la membrane interne séparées par un espace intra-membranaire, un cytoplasme contenant des organites et un noyau entouré d’une membrane renfermant les chromosomes (Figure 1).

La membrane plasmique contrôle les échanges entre la cellule vivante et le milieu extérieur. les mitochondries, qui assurent la production d’énergie à partir des sucres nécessaires à la croissance de la cellule. une large vacuole, qui est riche en enzymes solubles mais qui est également le lieu de storage des substances de réserve suivantes : le glycogène, pour le stockage de l’énergie, et le tréhalose, un sucre dégradé très lentement lorsque les réserves de glycogène sont épuisées. Cet état physiologique particulier répond à une stratégie de survie du micro-organisme lorsque le milieu dans lequel il vit devient toxique : la cellule se met en ‘économie d’énergie’, afin de préserver ses voies métaboliques intactes, et ce, jusqu’à ce que le milieu redevienne favorable à son développement.

Le monde des levures est vaste, on en compte près de 4000, mais celles qui interviennent dans la vinification sont moins nombreuses. Les levures sont très répandues dans la nature, les sols, à la surface des végétaux. Elles sont disséminées par le vent, les oiseaux, les insectes. Les traitements de la vendange, le foulage, le pressurage et le sulfitage, suivi de la mise en cuve bouleversent complètement l’environnement des micro-organismes dont le nombre obtenu dans le moût ne correspond plus à celui relevé sur la peau des raisins ; seuls les micro-organismes les mieux adaptés à l’acidité et à la pression osmotique du moût de raisin survivent, et le manque d’oxygène pendant la fermentation va également éliminer une grande partie de la microflore de la baie, mieux adaptée à un environnement aérien.

Lorsque la vendange est réceptionnée au chai, les raisins sont peuplés de levures, de champignons, et de bactéries. Dès leur mise en cuve, dans les premières heures de vinification, en fermentation spontanée, la microflore du moût de raisin est très similaire à celle de la baie, mais après une vingtaine d’heures, la Saccharomyce cerevisiae se développe, coexistant ainsi un moment avec les levures du raisin (on compte alors environ une dizaine d’espèces différentes), avec parmi elles des levures dites non-Saccharomyces, comme par exemple la Kloeckera apiculata, la Candida stellata, la Pichia membranefaciens, la Brettanomyce bruxellensis, etc ; elles ont toutes des aptitudes différentes à s’adapter au moût de raisin, puis au moût en fermentation, et enfin au vin. En fin de fermentation alcoolique, les populations de Saccharomyce cerevisiae diminuent progressivement. Dans des conditions normales d’une bonne vinification, caractérisée par un épuisement rapide et complet des sucres, aucune autre espèce de levure n’apparaît significativement en fin de fermentation.

Nous l’avons vu, la levure fermentaire majoritaire qui entre en action dans la fermentation alcoolique est du genre Saccharomyce, espèce cerevisiae. Nous savons que certaines populations de levures, non adaptées à un moût en fermentation privé d’oxygène et peu résistantes à l’éthanol produit par les Saccharomyces cerevisiae en début de fermentation, vont vite disparaître. Des études ont également établi qu’une souche Killer peut être sensible à la toxine Killer produite par une autre souche Killer, et que les souches Sensibles peuvent présenter des degrés de sensibilité différents vis à vis d’une même souche Killer. Si le rôle du facteur Killer dans la concurrence entre espèces durant la fermentation alcoolique est malheureusement peu documenté car encore peu étudié, le mécanisme Killer entre souches de Saccharomyces cerevisiae est celui qui est le mieux connu. L’effet de la toxine Killer produite par les souches Killer de Saccharomyces cerevisiae est surtout efficace sur des cellules en phase de croissance, les cellules stationnaires y étant relativement peu sensibles. La teneur en éthanol et en SO2 du moût n’affecte pas l’activité de la toxine, mais cette dernière est toutefois rapidement détruite par la chaleur, le moût pouvant atteindre une température de 32°C pendant la fermentation. En outre, de récents travaux ont révélé que des levures non-Saccharomyces sont également capables de produire une toxine Killer, comme, par exemple, les souches Killer d’Hanseniaspora uvarum, de Pichia kluyveri et Pichia membranifaciens ou encore de Candida pyralidae.

Applications et perspectives

En vinification, la fermentation peut être spontanée mais l’ajout de levures sélectionnées peut améliorer le contrôle et la constance. Pour le pain, la levure de boulanger est privilégiée lorsque la rapidité prime, tandis que le levain gagne en profondeur aromatique et en bénéfices nutritionnels, notamment grâce à la prédigestion du gluten par les bactéries lactiques.

Les levures peuvent survivre à des températures comprises entre -2 et 45 °C, et certaines levures ont même été utilisées dans des contextes extrêmes comme l’espace. La NASA a envoyé des levures dans l’espace pour étudier leur réponse aux radiations cosmiques, soulignant la robustesse et la curiosité scientifique autour de ces micro-organismes.

La différence fondamentale demeure : la levure agit rapidement et permet des productions en grande échelle, alors que le levain, par sa diversité et sa maturation lente, offre des saveurs plus riches, une texture complexe et des effets bénéfiques sur la digestion.

Tableau récapitulatif des contrastes

En résumé, varier entre levure et levain selon le contexte permet d’allier tradition et efficacité, tout en modulant les saveurs et les bienfaits nutritionnels du produit final.

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