FERMENTATIONS

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Les processus cataboliques d'organismes anaérobies

Principales fermentations anaérobies

La fermentation alcoolique

La fermentation alcoolique est la plus anciennement étudiée. Elle correspond à la transformation des sucres en alcool éthylique et anhydride carbonique. Elle est utilisée pour la fabrication de toutes les boissons alcooliques (en particulier le vin). Par le gaz carbonique dégagé, elle intervient dans la levée de la pâte en boulangerie et en pâtisserie. Lavoisier montra que les quantités de carbone, d'hydrogène et d'oxygène de l'alcool et du gaz produits égalaient celles de ces éléments dans le sucre consommé. Gay-Lussac, en 1810, définit l'équation chimique de la réaction globale :

La présence indispensable de levures pour la réalisation du processus était interprétée comme la nécessité d'un facteur physique, mais ne jouant pas de rôle chimique. En 1837 et 1838, C. Cagniard de la Tour, T. Schwann et F. Kutzing publièrent séparément leurs observations microscopiques et conclurent que la levure est un organisme vivant qui se reproduit par bourgeonnement. Schwann nomme ce micro-organisme « champignon du sucre » et considère la fermentation comme « la décomposition du sucre par ce champignon, qui en retire le matériel nécessaire à sa croissance et à sa nutrition ». Les « autorités » de l'époque, Wöhler, Liebig, Berzelius, s'insurgèrent contre cette conception taxée de vitalisme. Selon eux, la levure devait intervenir par une action catalytique de surface ou par transmission de « vibrations moléculaires ».

Friedrich Wöhler

Photographie : Friedrich Wöhler

Le chimiste allemand Friedrich Wöhler (1800 - 1882). 

Crédits : Hulton Getty

Afficher

À partir de 1857, Pasteur, appelé par les brasseurs du nord de la France pour trouver les causes d'incidents de fabrication, étudia en détail le phénomène et aboutit aux conclusions suivantes : le phénomène se déroule en absence d'oxygène ; les levures demeurent parfaitement saines et peuvent même se multiplier au cours du processus ; ces mêmes levures sont capables également de vivre et de se multiplier en aérobiose.

Les travaux de Büchner, qui, en 1897, prépara un suc de levures dépourvu totalement de cellules, mais capable de transformer le glucose en éthanol et en CO2, puis ceux de Harden et Young, qui, en 1905, fractionnèrent le suc obtenu par Büchner, nommé zymase, en une partie thermostable (cozy-mase) et une partie thermolabile (apozymase), sont parmi les plus importants de ceux qui ont contribué au développement de la biochimie et de l'enzymologie modernes. Ces travaux supprimèrent la distinction, admise alors, entre ferments organisés (les catalyseurs ne pourraient être que des êtres vivants) et ferments inorganisés (les catalyseurs étant des extraits) ; ils établirent définitivement les notions d'apoenzyme et de coenzyme ; enfin leurs prolongements, par de nombreux chercheurs, aboutirent à la mise en évidence du processus fondamental de dégradation des glucides (glycolyse).

Eduard Buchner

Photographie : Eduard Buchner

Eduard Buchner (1860-1917), médecin et biologiste allemand, est surtout connu pour avoir démontré que la fermentation de sucres par des levures  ne dépendait pas de l'organisation intègre des cellules vivantes mais était le fait de substances solubles, les zymases (enzymes) contenues dans... 

Crédits : Science & Society Picture Library/ Getty Images

Afficher

Les agents de la fermentation alcoolique sont :

– principalement les levures, champignons endomycètes, dont il existe un très grand nombre d'espèces : la plus connue est Saccharomyces cerevisiae (levure de bière), dont certaines souches sont utilisées en brasserie et d'autres en boulangerie ; Saccharomyces ellipsoideus, agent de la vinification ; Saccharomyces fragilis, employé pour la seconde fermentation intervenant en champagnisation.

– des moisissures (Aspergillus, Penicillium, Mucor).

Les tissus des végétaux supérieurs, conservés en anaérobiose, réalisent aussi une fermentation alcoolique (« fermentation propre ») : 100 g de pommes maintenues à 22 0C en atmosphère d'azote produisent 600 mg d'alcool, en huit jours. La pratique de vinification, dite de « macération carbonique », correspond à une fermentation due au raisin lui-même.

Les substrats de la fermentation sont des sucres « fermentescibles » (saccharose, fructose, glucose, mannose), qui varient selon les espèces des agents de la fermentation. Deux considérations rendent compte du caractère non fermentescible de certains sucres : la membrane des cellules leur est imperméable et ne possède pas les perméases, ou systèmes spécifiques d'absorption, correspondantes ; le [...]

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 7 pages

Médias de l’article

Friedrich Wöhler

Friedrich Wöhler
Crédits : Hulton Getty

photographie

Eduard Buchner

Eduard Buchner
Crédits : Science & Society Picture Library/ Getty Images

photographie

Fermentation : séquences de réactions

Fermentation : séquences de réactions
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Afficher les 3 médias de l'article


Écrit par :

Classification

Autres références

«  FERMENTATIONS  » est également traité dans :

FERMENTATIONS - (repères chronologiques)

  • Écrit par 
  • Paul MAZLIAK
  •  • 519 mots

1789 Dans son Traité élémentaire de chimie, A. Lavoisier (1743-1794) décrit la « fermentation vineuse » comme une division du sucre en deux portions (alcool et acide carbonique), division réalisée par un « ferment ».1833 A. Payen (1795-1871) et J.-F. Persoz (1805-1868) isolent de grains d'orge germés la « diastase », une substan […] Lire la suite

AÉROBIOSE & ANAÉROBIOSE

  • Écrit par 
  • Claude LIORET
  •  • 2 741 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Historique »  : […] Les Anciens liaient de façon significative les notions d'âmes, de vie, avec celles de souffle, d'haleine, et employaient le même mot pour les désigner : ψυχ́η chez les Grecs, spiritus chez les Latins. Il fut très tôt évident que la vie des hommes et des animaux était liée aux mouvements de la cage thoracique. Mais ce n'est qu'en 1663 que Robert Hooke prouve que la respiration assure la fourniture […] Lire la suite

ALCOOL ÉTHYLIQUE ou ÉTHANOL

  • Écrit par 
  • Fernand COUSSEMANT
  •  • 701 mots

Alcool primaire, liquide incolore, d'odeur agréable, miscible à l'eau en toutes proportions, miscible à de nombreux solvants organiques, l'éthanol ou alcool éthylique, CH 3 —CH 2 OH, a les caractéristiques suivantes : Masse moléculaire : 46,07 g Masse spécifique : 0,789 3 g.cm —3 à 20  0 C Température de fusion : —114,1  0 C Température d'ébullition : 78,3  0 C La distillation fractionnée des sol […] Lire la suite

ALCOOLS

  • Écrit par 
  • Jacques METZGER
  •  • 5 866 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Fermentation »  : […] La fermentation alcoolique des jus sucrés sous l'action de micro-organismes tels que les levures et les bactéries est une source d'alcools. L'éthanol est fabriqué industriellement par fermentation, sous l'action du complexe enzymatique zymase, présent dans la levure de bière, de mono- et disaccharides comme le glucose, le fructose, le saccharose, etc. provenant de l'hydrolyse de polysaccharides […] Lire la suite

ALIMENTATION (Aliments) - Classification et typologie

  • Écrit par 
  • Ambroise MARTIN
  •  • 4 566 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Lait et produits laitiers »  : […] Si le lait maternel est l'aliment de référence pour le nourrisson, suffisant à couvrir la totalité de ses besoins pendant les six premiers mois de la vie, les produits laitiers ne constituent plus, par la suite, un aliment complet pour l'enfant et l'adulte. Le lait de vache (avec tous les produits qui en dérivent) est le plus largement utilisé. Tous les laits sont des sources de protéines animale […] Lire la suite

ANTIBIOTIQUES

  • Écrit par 
  • Patrice COURVALIN, 
  • François DENIS, 
  • Marie-Cécile PLOY, 
  • Michel PRIVAT DE GARILHE, 
  • Patrick TRIEU-CUOT
  • , Universalis
  •  • 6 940 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « L'industrie des antibiotiques »  : […] L'immense intérêt thérapeutique des antibiotiques a rapidement nécessité la mise au point de techniques industrielles de production ; de fait, la consommation mondiale des antibiotiques s'évalue en milliers de tonnes ;   on a dû mettre au point des techniques industrielles de fabrication pour satisfaire une telle demande. Au début, la fabrication des antibiotiques utilisait des méthodes artisanale […] Lire la suite

ARÔMES

  • Écrit par 
  • Gaston VERNIN
  •  • 1 083 mots
  •  • 1 média

Ensemble de composés volatils odorants émanant d'un aliment et perçu par la voie rétronasale lors de son absorption. Les arômes représentent une composante de la saveur, résultant elle-même de l'ensemble des sensations gustatives et olfactives. Ces molécules, dont la proportion globale dans un aliment peut varier de 10 — 4 à 10 — 10 , sont perçues par un petit nombre de cellules réceptrices du bu […] Lire la suite

BACTÉRIES

  • Écrit par 
  • Jean-Michel ALONSO, 
  • Jacques BEJOT, 
  • Patrick FORTERRE
  •  • 11 040 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Physiologie des populations bactériennes »  : […] Les cellules bactériennes sont capables de se multiplier dans des milieux de culture liquides ou sur milieux solides artificiels, dans des conditions physico-chimiques approchant les conditions de leur écosystème naturel. Cependant, certaines espèces bactériennes ne sont pas cultivables sur milieux artificiels ; c'est le cas de Mycobacterium leprae , agent de la lèpre, ou de Treponema pallidum , a […] Lire la suite

BACTÉRIOLOGIE

  • Écrit par 
  • Jean-Michel ALONSO, 
  • Jacques BEJOT, 
  • Michel DESMAZEAUD, 
  • Didier LAVERGNE, 
  • Daniel MAZIGH
  •  • 18 336 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre « Le rôle fondamental des bactéries lactiques »  : […] Les bactéries lactiques sont utilisées pour la fabrication de nombreux produits alimentaires, car elles permettent (en les acidifiant) une bonne conservation des aliments ; mais elles conduisent aussi à l'obtention des caractéristiques de texture et de goût recherchées par les technologues. Passées de l'empirisme à l'industrialisation, ces technologies mettent en œuvre des souches de bactéries la […] Lire la suite

BIOTECHNOLOGIES

  • Écrit par 
  • Pierre TAMBOURIN
  •  • 5 348 mots
  •  • 4 médias

Les biotechnologies se définissent, aujourd'hui, comme l'ensemble des méthodes et des techniques utilisant des composants du vivant (molécules, organites, cellules, organismes) pour rechercher, modifier ou produire des substances chimiques ou des éléments d'origine végétale, animale ou microbienne. Il y a quelque 10 000 ans, lorsqu'il est passé du stade de cueilleur-chasseur à celui d'agriculteur- […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Claude LIORET, « FERMENTATIONS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/fermentations/