LEVURES

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Utilisations

Agro-industrie

Les Levures représentent certainement le groupe le plus important de micro-organismes exploités par l'homme. Depuis la plus haute antiquité, elles ont joué un rôle de premier ordre dans l'alimentation humaine : vinification, panification, brasserie, fromagerie. La plus ancienne utilisation est la fabrication de boissons alcoolisées : à partir de fruits mûrs aux sucres solubles, la fermentation peut se produire spontanément, dès le pressurage, grâce à la présence de levures sauvages. Lorsque la matière première est de l'amidon (d'orge pour la bière, de riz pour le saké), une hydrolyse préalable est nécessaire ; elle est réalisée par des amylases tirées du grain d'orge mis à germer (maltage) ou apportées par des moisissures, le jus fermentescible est ensuite ensemencé par des levures sélectionnées.

Si certaines Levures osmophiles supportent de fortes doses de sucre (de 65 à 70 p. 100), la fermentation est freinée par la toxicité de l'alcool dès que ce produit atteint le taux de 13 ou 14 p. 100 ; dans les meilleurs cas, le taux ne peut dépasser 18 ou 19 p. 100.

Les Levures ayant une grande valeur nutritrive peuvent entrer dans la ration alimentaire animale ou humaine. Dans ce but, la production de « levure-aliment » – ou P.O.U. (protéines d'organismes unicellulaires) – s'effectue sur des substrats très variés :

– le lactosérum par exemple, produit résiduaire des fromageries, est un excellent milieu de culture permettant le développement de Levures utilisant le lactose comme source de carbone ; ce sont des souches de Kluyveromyces lactis qui ont le meilleur rendement ;

– les mélasses de betteraves et de cannes à sucre, riches en saccharose, permettent d'obtenir des biomasses protéiques ou des levures pour la panification, les deux espèces les plus couramment cultivées sur ces substrats étant Saccharomyces cerevisiae et Candida utilis ;

– les liqueurs sulfitiques, résidus de la fabrication de la pâte à papier, riches en pentoses, ainsi que les hydrolysats cellulosiques provenant de déchets forestiers, pailles de blé ou autres céréales, fournissent des milieux de culture pour Candida utilis ;

– enfin les hydrocarbures, essentiellement les paraffines normales, les gasoils paraffiniques, le méthane et le méthanol (produit d'oxydation du méthane) peuvent servir de substrats pour la croissance de nombreuses espèces du genre Candida. On peut signaler que des analyses biologiques de ces « levures du pétrole » ont démontré l'absence de toute toxicité ou effet nuisible important imputable à ces protéines microbiennes introduites dans l'alimentation animale ou humaine.

Après avoir été utilisées comme facteurs de fermentation à des fins alimentaires, puis comme agent de production de protéines, la dernière utilisation des Levures tend à faire jouer à ces micro-organismes un rôle d'agent de production d'alcool industriel (source d'énergie) pouvant servir de substitut ou d'additif à des carburants d'origine fossile. Les Levures, essentiellement des souches du genre Saccharomyces, grâce à leurs hautes capacités fermentaires peuvent assurer la bioconversion de nombreux produits végétaux en éthanol.

Les matières premières disponibles pouvant conduire à la fabrication d'alcool-carburant sont réparties en trois groupes :

– Les produits sucrés, contenant des composés hydrocarbonés sous forme de mono ou disaccharides donc directement fermentescibles, c'est le cas des mélasses déjà citées ; on évalue actuellement à 3,3 t la quantité moyenne de mélasse nécessaire à l'obtention de 1 t d'alcool. Dans ce groupe une place particulière doit être faite à l'inuline, polyoside de réserve plus complexe présent dans les artichauts et les topinambours mais directement hydrolysé et fermenté en alcool avec un bon rendement par certaines espèces de levures telles que Kluyveromyces fragilis, Candida macedoniensis, Torulopsis colliculosa, etc.

– Les produits amylacés, présents dans les tubercules, racines ou graines ; les réserves glucidiques sont dans ce cas sous forme d'amidon non directement fermenté par les Levures. La préparation du moût de fermentation nécessite alors une hydrolyse par voie chimique ou par voie enzymatique, ce qui augmente les prix de production de l'éthanol. En climat tropical (Brésil, Indonésie...), les racines de manioc sont une source prometteuse : 10 t de manioc permettent de préparer 1 t d'alcool. Parmi les graines amylacées, le riz en Asie, le maïs aux États-Unis, l'avoine et le seigle en Europe de l'Est sont utilisés depuis longtemps comme source d'éthanol.

– Les produits cellulosiques qui nécessitent, comme dans le cas de l'amidon, un prétraitement hydrolytique destiné à libérer les monomères glucidiques de la cellulose. Cela implique l'intervention de cellulases produites essentiellement par des moisissures du genre Aspergillus ou Trichoderma ou la réalisation de cultures mixtes levures-bactéries, ces dernières assurant la dégradation de la cellulose en glucides qui seront alors fermentés par les Levures. Cette technologie étant difficile à mettre en œuvre, il vaut mieux envisager l'utilisation de souches de Levures auxquelles on aura conféré par manipulation génétique des propriétés cellulasiques.

Biologie moléculaire

Bien qu'elles appartiennent au règne végétal, les Levures, comme tous les Champignons, ont un métabolisme voisin de celui des Animaux. Par conséquent, la cellule de Levure, qui est facile à cultiver, est de plus en plus utilisée en biologie moléculaire afin de définir les mécanismes fonctionnels intracellulaires. L'analyse du génome a été entreprise à partir des années 1975, permettant, notamment, le séquençage du gène du cytochrome C par Michel Smith (prix Nobel de chimie 1993).

En 1989, la C.E.E. a initié un programme de séquençage systématique qui concerne près de soixante-dix laboratoires œuvrant dans onze pays de la Communauté. L'investissement (20 millions d'écus en huit ans) concerne trois programmes consécutifs (BAP, BRIDGE et BIOTECH). D'autres centres de recherche s'intéressent, chez Saccharomyces cerevisiae et Saccharomyces pombe, au cycle cellulaire, afin d'élucider le rôle du MPF (mitotic promoting factor) incorporant la protéine p 34 (cycline) qui déclenche la division. Les mécanismes de la translocation intracellulaire des protéines et de la régulation de la transcription des gènes sont en cours d [...]

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 6 pages

Médias de l’article

Cycles principaux

Cycles principaux
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Ascosporogènes et anascosporogènes

Ascosporogènes et anascosporogènes
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Afficher les 2 médias de l'article


Écrit par :

  • : professeur à la faculté des sciences de Lyon
  • : docteur ès sciences, maître assistant à l'université Claude-Bernard, Lyon
  • : docteur ès sciences, maître assistante à l'université Claude-Bernard, Lyon

Classification

Autres références

«  LEVURES  » est également traité dans :

AÉROBIOSE & ANAÉROBIOSE

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

Dans le chapitre « Régulation du métabolisme de l'oxygène »  : […] Pasteur avait montré que les levures consomment moins de glucose en aérobiose qu'en anaérobiose. Ce fait, connu sous le nom d' effet Pasteur , se retrouve chez tous les organismes anaérobies facultatifs. Quelles que soient les conditions d'aération, la consommation d'énergie pour assurer les besoins vitaux est la même. La dégradation totale d'une molécule de glucose selon la réaction : libère 680  […] Lire la suite

ASCOMYCÈTES

  • Écrit par 
  • Patrick JOLY
  •  • 3 901 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Importance économique »  : […] Le rôle des Ascomycètes dans l'économie humaine est loin d'être négligeable. Si peu d'entre eux sont consommés (les morilles, diverses pézizes), les truffes font l'objet d'une culture et d'un commerce importants. Plusieurs espèces de Saccharomycétales sont utilisées par les industries de fermentation : c'est le cas, pour ne citer qu'un exemple, du Saccharomyces cerevisiae , plus connu sous le nom […] 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

BUCHNER EDUARD (1860-1917)

  • Écrit par 
  • Georges BRAM
  •  • 488 mots
  •  • 1 média

Chimiste allemand né à Munich et mort à Focṣani (Roumanie). Eduard Buchner effectue ses études de chimie à Munich sous la direction d'Adolf von Baeyer. Sous l'influence de son frère Hans, qui deviendra un bactériologiste connu, il s'intéresse à l'étude de la fermentation alcoolique, mais ses recherches sont d'abord orientées vers la chimie organique. Il soutient son doctorat en 1888, devient assis […] Lire la suite

CANDIDOSES ou MONILIASES

  • Écrit par 
  • Jacques BEJOT
  •  • 605 mots
  •  • 1 média

Infections humaines dues à des champignons microscopiques levuriformes du genre Candida , et principalement à l'espèce Candida albicans . Les Candida sont fréquemment retrouvés à l'état commensal chez l'homme (voies digestives, rhinopharynx, muqueuses génitales), mais ils n'y sont qu'en très petit nombre. Le passage du saprophytisme à l'état pathogène est le fait d'une rupture d'équilibre, au dét […] Lire la suite

CELLULE - La division

  • Écrit par 
  • Marguerite PICARD
  •  • 4 985 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Coordination entre croissance cellulaire et division »  : […] Ce problème a été analysé plus spécialement chez les levures, où la génétique a permis d'isoler des mutants qui se divisent à une taille inférieure à la normale. Chez S. pombe , l'analyse a permis d'identifier un gène ( wee 1 ) codant pour un inhibiteur de l'entrée en mitose. Lorsque cet inhibiteur est non fonctionnel (chez les mutants), l'entrée en mitose est accélérée : la phase G 2 est racc […] Lire la suite

CHAMPIGNONS

  • Écrit par 
  • Jacques GUINBERTEAU, 
  • Patrick JOLY, 
  • Jacqueline NICOT, 
  • Jean Marc OLIVIER
  •  • 10 949 mots
  •  • 17 médias

Dans le chapitre « Usages industriels »  : […] La nécessité de trouver de nouvelles sources de protéines alimentaires pour remédier à la sous-alimentation temporaire ou endémique a orienté les recherches vers l'exploitation des micro-organismes : algues vertes, plancton marin, etc., et plus particulièrement des levures. La culture intensive de Candida utilis ou de Saccharomyces cerevisiae , en aérobiose, au moyen de sous-produits industriels […] Lire la suite

COMMUNICATION CELLULAIRE

  • Écrit par 
  • Yves COMBARNOUS
  •  • 6 582 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Communication et communautarisme chez les êtres unicellulaires »  : […] Par définition, les êtres unicellulaires ne forment pas d’organismes. Pour autant, un certain degré d’organisation peut exister au travers de communications entre cellules de même type ou entre cellules d’espèces unicellulaires différentes, voire très différentes. Chez les bactéries, on observe des communautés dont le développement est synchronisé et conduit à la constitution de biofilms. Ces bio […] Lire la suite

FER - Rôle biologique du fer

  • Écrit par 
  • Carole BEAUMONT
  •  • 4 718 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Le fer dans l'évolution »  : […] À l'inverse de la ferritine, la protéine de stockage du fer, qui est évolutivement très conservée, les systèmes d'acquisition du fer ont considérablement évolué entre les espèces et se sont adaptés à la forme chimique sous laquelle le fer se trouve dans l'environnement. Les bactéries sont capables, suivant les cas, de transporter des complexes de fer-citrate ou de synthétiser des molécules de sid […] Lire la suite

FERMENTATIONS

  • Écrit par 
  • Claude LIORET
  •  • 3 945 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « 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 carbon […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Jacques BOIDIN, Jean-Bernard FIOL, Simone PONCET, « LEVURES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/levures/