Pour reprendre l’expression populaire il n’y a pas de fumée sans feu et bien, pas de fermentation alcoolique donc pas de vin sans levure ! Ce petit organisme microscopique peut jouer bien des tours au vigneron, mais sa plus grande prouesse reste la transformation du sucre en alcool. Voyons comment la levure se positionne en véritable chef d’orchestre de la fermentation alcoolique.
Quand les levures lancent la fermentation alcoolique : un travail d’équipe
Remettons-nous dans le contexte de cette série Qu’est-ce que le vin ? Après débourbage (pour les blancs et rosés) ou après encuvage (pour les rouges), il est grand temps de lancer la fermentation alcoolique. Cette étape de la vinification, découverte par Pasteur au 19ème siècle est orchestrée par les levures (lisez notre article le vin une histoire de fermentations). Les levures transforment les sucres tels que le glucose et le fructose, en éthanol et gaz carbonique provoquant le bouillonnement des cuves. La fermentation alcoolique, c’est aussi des dizaines de réactions intermédiaires à l’origine de produits secondaires, comme le glycérol qui donne le gras ou encore les arômes qui composent le bouquet du vin.
Dans les moûts, on retrouve d’innombrables souches de levures. Mais ce sont surtout les Saccharomyces cerevisiae qui mènent la fermentation alcoolique de façon optimale. Plus d’un million de ce micro-organisme par millilitre de jus est nécessaire pour mener à bien cette transformation qui va durer en moyenne 7 à 10 jours. Au chai, tous les moyens sont engagés pour que les levures travaillent dans les meilleures conditions : température, oxygène, nutriments... un vrai travail d’équipe !
Mais d’où viennent ces levures ?
Levures naturelles ou sélectionnées : 2 choix pour fermenter ? Deux solutions s’offrent au vinificateur : les levures indigènes (dites naturelles), présentes sur la peau du raisin ou bien les levures exogènes (ou industrielles sélectionnées) que l’on ajoute au moût. L’utilisation des levures naturelles a l’avantage de ne pas avoir à utiliser d’intrant lors de la fermentation alcoolique. Cette méthode peut toutefois présenter certains risques car il est difficile de maîtriser le type de population levurienne. Ainsi, certaines souches indésirables peuvent se développer comme les Brettanomyces qui synthétisent des phénols, responsables d’odeurs animales. La fermentation naturelle est également plus lente et peut parfois donner l’opportunité à des bactéries de s’installer et générer de l’acidité volatile engendrant des odeurs de vernis ou encore de vinaigre. Récolter des raisins sains, réguler la température ou encore ajouter quelques sulfites, toutes les précautions sont donc bonnes à prendre et la vigilance est de mise.
Les levures sélectionnées, quant à elles, permettent une maîtrise plus sereine de la fermentation alcoolique. En ajoutant au moût une dose importante de la même souche, le vinificateur est assuré de démarrer la fermentation dans de bonnes conditions et limite fortement le risque de déviation même si un accident n’est pas exclu. En revanche, elles sont souvent critiquées pour leur contribution à la standardisation des vins.
À chacun sa méthode !
Quelles soient naturelles ou sélectionnées, les levures sont gourmandes et ont des besoins bien précis…
À table : les besoins nutritionnels des levures
Les levures sont friandes de sucres, ça nous l’avons tous compris. Or, ses besoins nutritifs sont beaucoup plus larges. Sa croissance est intimement liée à la disponibilité en nutriments azotés dans le moût. Ces nutriments sont présents naturellement mais peuvent être déficients selon le millésime et les conditions de développement du raisin à la vigne. En cas de carence dans les jus, il est possible d’ajouter ces nutriments pendant la fermentation alcoolique pour soutenir le travail des levures.
Les levures ont aussi besoin d’oxygène. Il est essentiel à leur développement car il permet notamment la synthèse de stérols, qui aident les levures à résister à l’éthanol qu’elles produisent. Et quand la levure manque d’oxygène, elle stresse. On voit alors apparaître de désagréables odeurs soufrées comme l’œuf pourri. On parle de réduction.
Le vinificateur n’hésite donc pas à oxygéner les moûts en début et milieu de fermentation alcoolique en pratiquant des remontages à l’air. Pour cela, on laisse le jus s’écouler par une vanne de la cuve dans un bac au contact de l’air. Il est ensuite pompé pour être réincorporé dans la cuve. Oxygéner des blancs et rosés vous dites ? Pas d’inquiétude, les jus ne risquent pas l’oxydation, ils sont protégés par le dégagement de CO2 opéré par les levures. Mais attention, plus on les stimule et plus elles libèrent de la chaleur !
La température : un paramètre clé pour les levures
Les levures travaillent efficacement entre 15 et 30 degrés. En dessous, leur croissance est ralentie tandis qu’au dessus, elles meurent. Généralement, un moût blanc ou rosé est fermenté entre 18 et 22 degrés pour préserver les arômes frais et fruités tandis qu’un rouge pourra fermenter entre 25 et 30 degrés afin de faciliter l’extraction de composants phénoliques (les anthocyanes responsables de la couleur et les tanins).
La gestion de la température est donc essentielle au bon développement des levures mais aussi à l’obtention d’un profil de vin spécifique. D’autant plus qu’en fermentant, les levures produisent beaucoup de chaleur. Il est donc important de pouvoir réguler la température du moût grâce à des cuves thermorégulées ou via des systèmes de refroidissement qui s’immergent dans les cuves, car la levure est très sensible au choc thermique. Des variations subites de températures peuvent entraîner la mort prématurée de la levure et donc des arrêts de fermentation. Dans ce cas, le travail est inachevé et il reste des sucres. Cela devient dangereux car les bactéries peuvent dégrader ces derniers et produire de l’acidité volatile.
Autres causes possibles d’arrêts : trop de sucre, un manque d’aération ou encore un moût trop clarifié contenant peu de substances nutritives. Afin de gérer au mieux cette étape cruciale, le vinificateur contrôle ses cuves tous les jours en dégustant et en s’assurant du bon travail des levures grâce à la prise de densité du jus via un mustimètre. Le jus étant plus dense que l’alcool, la densité du milieu diminuera progressivement jusqu’à stabilisation en fin de fermentation alcoolique.
Quand les levures ont terminé leur travail
Quand les levures ont terminé leur travail, une autre famille de micro-organismes peut prendre la relève : les bactéries lactiques.
Fondements et schémas
La fermentation alcoolique est un processus catabolique, dont la première étape est la glycolyse, qui donne de l'alcool éthylique servant à réoxyder le NADH. Ce processus biologique de fermentation est réalisé en absence totale d'oxygène. Elle est fortement influencée par la température.
La fermentation démarre avec le glucose, un sucre simple. Elle se termine par la formation d’éthanol et de dioxyde de carbone, déchets des levures. La fermentation éthylique est la voie de respiration anaérobie des levures où les sucres sont utilisés comme substrat pour former de l’éthanol et du dioxyde de carbone. Explications: la réaction est C6H12O6 → 2 CH3-CH2OH + 2 CO2. L’éthanol obtenu par une fermentation alcoolique est utilisé dans la fabrication de certaines boissons alcoolisées telles que le vin, la bière, le cidre, etc. Actuellement, il est aussi possible de synthétiser de l’éthanol industriel à grande échelle par fermentation pour une utilisation comme biocarburant.
L’humanité utilise la fermentation alcoolique depuis des temps immémoriaux pour le brassage, en utilisant les céréales, et le vin, en utilisant le fruit de la vigne : le raisin. Les Grecs attribuaient la découverte de la fermentation au dieu Dionysos. Certains procédés similaires, comme la distillation alcoolique ont émergé vers l'année 1150. La fermentation était encore un élément à considérer dans le développement historique de l’alchimie au cours du Moyen-Âge. C'est en 1764 que le gaz carbonique a été identifié comme résultant de la fermentation.
Température optimale de fermentation pour le vin
La température optimale de fermentation du vin (un alcool) dépend du type, les vins rouges fonctionnant mieux à environ 29 °C alors que les vins blancs nécessitent un état plus frais d’environ 16 °C. La chaleur est dégagée par le processus chimique de fermentation. Ils sont ensuite traditionnellement affinés et conservés en caves ou caves à environ 10 °C. Une grande partie de la fabrication et la majeure partie du stockage est maintenant effectuée dans des salles contrôlées par une réfrigération mécanique. Les spiritueux n'ont pas besoin d'être conservés à basse température. La limpidité de la boisson finale est affectée par de petites particules de tartrates et d'autres substances qui précipitent pendant le stockage.
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