Dans la fabrication de tout vin moderne, la levure de vin est nécessairement utilisée. Ils passent par les étapes suivantes dans leur développement :

1. Stade de décalage. Cela commence à partir du moment où les grains de levure pénètrent dans le moût - dans le milieu nutritif. Les cellules commencent à s'adapter au substrat. Leur taille augmente, mais en même temps, il n'y a pas encore de processus de reproduction;
2. La deuxième étape est dite logarithmique. Au cours de celle-ci, la population cellulaire augmente et la biomasse devient plus grande. Les cellules endurent tous les facteurs environnementaux négatifs. La fermentation alcoolique commence ;
3. La troisième étape est dite stationnaire. Les cellules de levure cessent de croître et la fermentation alcoolique se produit avec une force intense ;
4. La quatrième étape est l'atténuation de la croissance des cellules de masse de levure. La masse commence à diminuer en taille en raison d'une autolyse intensive et de l'utilisation de substances de réserve par la levure.

Après avoir passé les quatre étapes, la masse de levure rendra tout vin savoureux et aromatique.

Tout savoir sur la levure de vin

Dans la nature, la levure se forme à la surface des baies, comme les raisins. Ils peuvent être facilement vus, car ils ont un léger revêtement sur la peau des baies. La plaque est formée en raison du travail d'un champignon de levure.

Les grains de levure de boulangerie, d'alcool, de bière et de vin sont classés comme levure industrielle. Compte tenu du lieu d'origine, du cépage et de la localisation des vignobles, chaque type de levure se voit attribuer son propre nom. Les races de levure, à leur tour, peuvent être divisées en groupes. De ce fait, les races de levure œnologique sont :

1. Haute fermentation;
2. Résistant à la chaleur ou au froid ;
3. Résistant à l'alcool;
4. Sherry.

Des races de levures résistantes à l'alcool sont utilisées pour faire du champagne et du sherry pour donner aux vins un arôme et un goût uniques.

Le vin est généralement fabriqué à partir de jus de raisins ou d'autres types de fruits et de baies.

Si la vinification artisanale a lieu, le moût (jus pressé) commence à fermenter sans l'aide de levure, car les champignons de levure présents à la surface des baies elles-mêmes commencent à se multiplier intensément. Dans le même temps, l'acide lactique, les bactéries acétiques et les champignons ressemblant à des levures entrent en vigueur, ce qui peut entraîner la détérioration du produit ou la production de vinaigre de vin au lieu de vin.

Pour cette raison, lors de la production industrielle de vin, afin d'éviter la détérioration des matières viticoles, un mélange activé de levure de vin est ajouté au jus de raisin.

Le type de vin dépend du déroulement de la fermentation. Grâce à la levure de vin, le sucre, qui fait partie du raisin, commence à fermenter. La fermentation continue jusqu'à ce que tout le sucre ait été converti.

Avec un manque d'oxygène, dû à l'influence de la levure, on obtient de l'alcool. Si l'oxygène est constamment fourni, le sucre est complètement oxydé et de l'eau contenant du dioxyde de carbone est obtenue.

Au cours des premières étapes du développement de la levure, la fermentation se produit de manière intensive, de ce fait, le dioxyde de carbone libéré ne permet pas à l'oxygène atmosphérique de pénétrer à la surface du moût. Lorsque la fermentation est terminée, il est important de bien sceller le fût de vin. Si cela n'est pas fait, les bactéries de l'acide acétique transformeront l'alcool en acide acétique. Au lieu de vin, vous deviendrez propriétaire de vinaigre de vin ou de cidre de pomme.

Dans la production industrielle de vins, on utilise du jus de raisin avec une teneur en sucre de 25 pour cent.

Pour obtenir des vins blancs, les raisins sont épluchés et dénoyautés. Pour les vins rouges, les peaux et les noyaux ne sont pas enlevés. Levure pour le vin, avec le sucre pendant la fermentation, le jus est transformé en alcool. Les substances de levure donnent au vin un arôme et un goût agréable. Après la fermentation, les bactéries lactiques jouent un rôle important dans l'odeur de la boisson.

Différentes variétés de vins ont leurs propres caractéristiques de production. Par exemple, pour obtenir du champagne, le vin fermenté doit être à nouveau fermenté. La fermentation de la boisson doit se terminer dans un récipient fermé, car le dioxyde de carbone doit s'accumuler à l'intérieur.

Pour obtenir un vin fort (sherry), vous devez utiliser une levure de xérès spéciale, qui résiste à une forte concentration d'alcool dans le vin.

Variétés de vins

Les vins sont secs, moelleux et fortifiés. Pour obtenir un vin sec, il est important d'arrêter la fermentation immédiatement après la fin de l'apport de sucre dans le jus de raisin pressé.

Les vins doux sont élaborés par fermentation partielle du sucre lorsqu'un taux d'alcool toxique pour la levure de vin est atteint.

Les vins fortifiés sont en outre remplis d'alcool.

De ce qui précède, nous pouvons conclure que le type de vin dépend directement de la façon dont il est produit, ainsi que du type de levure de vin utilisée pour fermenter le jus.

Qu'est-ce que la levure

Il existe de nombreux types de levure de vin. Par exemple, la levure de vin Lalvin KV-1118, Lalvin EC-1118 et autres. Examinons de plus près les instructions d'utilisation de chaque type de levure.

Première vue

La levure œnologique Lalvin KV-1118 est un concentré de levure pur et hautement actif utilisé pour l'élaboration de vins blancs légers, de vins rouges et de champagnes. De plus, avec l'aide d'une telle levure, la fermentation peut être restaurée.

La masse de levure est généralement utilisée à faible concentration, à basse température, à faible teneur en acides gras. Ils font un excellent travail avec leur mission dans un régime de température de 10 à 35 degrés. Si de l'eau est ajoutée au vin à une température inférieure à 16 degrés, des esters commenceront à être produits, ce qui donnera à la boisson un arôme riche. En raison de l'effet tueur prononcé, les grains de levure suppriment bien la microflore "sauvage".

Les instructions d'utilisation d'un tel produit indiquent ce qui suit:

1. La levure estampillée KV est utilisée pour exprimer l'arôme du raisin dans les vins blancs, rosés et rouges profonds;
2. Compte tenu du type et de la pureté des matières premières, des conditions et de la durée de la fermentation, le dosage requis est déterminé. Elle est généralement de 1 à 4 g/dal ;
3. Ils ne contiennent aucun additif. Ils ont une teneur en humidité de 6 % ;
4. La levure de vin (5 grammes) est diluée dans de l'eau (50 millilitres) 34 - 39 degrés. Pour qu'ils fonctionnent correctement, il est important que la température de l'eau ne dépasse pas 40 degrés. Ensuite, le mélange doit être bien mélangé pour briser les grumeaux et ne pas résister plus de vingt minutes. Au bout d'un moment, mélangez à nouveau et versez lentement dans le moût. Une introduction lente aide la levure à s'acclimater progressivement et à ne pas mourir lorsqu'elle est combinée avec du moût frais;
5. La levure de vin peut être conservée dans un endroit sombre et sec jusqu'à deux ans. La température de stockage doit être comprise entre cinq et quinze degrés. Si vous ouvrez l'emballage, sa durée de conservation ne dépasse pas six mois.

Deuxième vue

La masse de levure œnologique Lalvin EC donne aux vins rouges et blancs un goût rafraîchissant et de la pureté. Ils fermentent bien même aux températures les plus basses, formant un sédiment à un endroit. Grâce à ce type de matière première, la fermentation peut être relancée. Il est recommandé de l'utiliser pour, ainsi que pour la viorne, l'aubépine et les cerises. Un produit marqué CE a peu de mousse, clarifie bien le vin et recueille les sédiments de manière compacte. Les instructions d'utilisation de la levure estampillée CE disent ce qui suit :

1. 300 grammes du contenu du sac doivent être versés dans cinq litres d'eau à quarante degrés. Bien mélanger jusqu'à consistance lisse;
2. Lorsque la température du mélange atteint 35 degrés, versez délicatement 250 grammes de levure sur la surface. Laisser reposer 20 minutes et bien mélanger. Versez ensuite la masse résultante dans le moût, de sorte que la différence de température ne dépasse pas dix degrés;
3. Vous pouvez les stocker dans un emballage fermé à une température ne dépassant pas huit degrés Celsius.

Faire du vin à partir de raisins n'est pas très difficile. Il est seulement important d'acheter la bonne levure et d'étudier attentivement ce que disent les instructions. Il y a généralement tout écrit dessus.

Vous savez maintenant ce qu'est la levure de vin. De quels types s'agit-il. Comment pouvez-vous obtenir différents types de vins en utilisant différents types de production. Les amateurs de vin sont toujours fiers de leurs créations, surtout si leur entourage les aime.

... de la fermentation ressortent à la surface du milieu fermenté sous forme d'une couche de mousse assez épaisse et restent dans cet état jusqu'à la fin de la fermentation. Ils se déposent ensuite, mais forment rarement un sédiment dense au fond de la cuve de fermentation. La levure à fermentation haute est structurellement une levure pulvérisée qui ne colle pas, contrairement à la levure feuilletée à fermentation basse, dont les coquilles sont collantes, ce qui entraîne une agglutination et une sédimentation rapide des cellules.

La levure de fermentation basse, se développant dans le liquide fermenté, ne passe pas dans la couche superficielle - mousse, se dépose rapidement à la fin de la fermentation, formant une couche dense au fond de la cuve de fermentation.

Une caractéristique distinctive est la capacité des levures à fermentation basse à fermenter complètement le raffinose, tandis que la plupart des levures à fermentation haute ne décomposent pas du tout le raffinose, et seules quelques espèces ne peuvent le fermenter que d'un tiers. Cette différence principale s'explique par le fait que l'α-galactosidase est contenue dans le complexe enzymatique de ce type de levure.

Parmi les levures de culture, les levures à fermentation basse comprennent la plupart des levures de vin et de bière, et les levures à fermentation haute comprennent l'alcool, la levure de boulanger et certaines races de levure de bière. Initialement, seules les levures de fermentation haute étaient connues, puisque la fermentation de tous les jus se produisait à des températures ordinaires. Voulant obtenir des boissons saturées en CO 2, une personne a commencé à fermenter à basse température. Sous l'influence de conditions extérieures modifiées, la levure de fermentation basse avec ses propriétés s'est généralisée.

En plus des propriétés générales, la levure utilisée dans une production particulière a des caractéristiques spécifiques. De plus, dans la même production, on utilise des variétés qui diffèrent par une ou plusieurs caractéristiques. Ils sont sortis d'une cellule. Ces cultures sont appelées races (souches). Chaque production comporte plusieurs races de levures.

Races de levure de production d'alcool

Dans la production d'alcool, on utilise les races de levures à fermentation haute qui ont la plus haute énergie de fermentation, forment un maximum d'alcool et fermentent les mono- et disaccharides, ainsi qu'une partie des dextrines. Parmi les levures utilisées dans la production d'alcool à partir de matières premières de pain et de pomme de terre, il convient de mentionner les races HP, M et XV.

Lors de la transformation de la mélasse en alcool, les races I, L, V, G-67, G-73 sont utilisées. Ces races appartiennent à la famille Saccharomyces taceae, genre Saccharomyces, espèce cerevisiae.

La race HP a été isolée en 1902 à partir de levure de boulanger comprimée. Les cellules de levure de cette race sont rondes, ovoïdes, d'une taille de 5-6,2 x 5-8 microns.

Le développement et la reproduction de la race de levure HP est très rapide. Ils fermentent le glucose, le fructose, le saccharose, le galactose, le maltose, le mannose, le raffinose d'un tiers et peuvent former jusqu'à 13 % d'alcool dans le milieu fermenté.

La race M (Mischung - mélange), proposée par Genneberg en 1905, consiste en un mélange de quatre races de levure de fermentation haute ; il est destiné à la fermentation de milieux contenant un mélange de différents sucres (dextrines, raffinose), fermentés différemment par différentes levures. Une telle culture mixte est très résistante aux diverses conditions anormales rencontrées dans la pratique en usine.

Race XV est technologiquement similaire à Race HP. Il est utilisé avec la race HP pour la fermentation de matières premières mixtes céréales-mélasses.

Parmi ces races, la race HP, qui est également utilisée dans l'hydrolyse et la production de sulfite-alcool, est la plus adaptée à la fermentation du moût à partir de matières premières féculentes. Cependant, pour la fermentation des liqueurs au sulfite, des levures au sulfite ont été spécialement sélectionnées pour fermenter le glucose, le fructose, le galactose et le mannose.

La levure utilisée dans les distilleries traitant la mélasse doit avoir une capacité spécifique à fermenter rapidement des solutions sucrées assez concentrées et à tolérer une teneur élevée en sel dans le puits de milieu. Les levures dites osmophiles, qui tolèrent une pression osmotique très élevée, peuvent fermenter des solutions contenant de fortes concentrations de sucre.

Race Y, issue de levure de mélasse par K.Yu. Yakubovsky. La race I a une capacité exceptionnelle à fermenter de fortes concentrations de sucre et tolère des niveaux élevés de sels et d'alcool dans le moût de mélasse fermenté. La race de levure I fermente le glucose, le fructose, le saccharose, le galactose, le maltose ; le raffinose n'est fermenté que partiellement et les dextrines et le lactose ne sont pas du tout fermentés. La race I fait référence à la levure pulvérisée à fermentation haute.

La levure de race L (Lokhvitskaya) est proche dans ses propriétés de la levure de race I, mais elle se reproduit un peu mieux et fermente plus complètement le sucre.

La race B (Hongrois), comme la race L, est adaptée à un milieu de mélasse. Ces races fermentent bien le saccharose, le glucose, le fructose et partiellement le raffinose.

Les races de levure L et B, ainsi que des propriétés de fermentation élevées, ont également un bon pouvoir de levage (la capacité de lever la pâte), ce qui leur permet d'être séparées de la purée et produites sous une forme pressée comme une boulangerie.

On utilise avec succès des levures hybrides créées à l'Institut de génétique de l'Académie des sciences de l'URSS en croisant deux types de levure. Parmi les hybrides, G-67, G-73 présentent le plus grand intérêt. L'hybride 67 a été obtenu en croisant la levure de bière S-carlsbergensis avec S. cerevisiae de race I. Un croisement supplémentaire de l'hybride 67 avec l'hybride 26 (obtenu à partir du croisement des races I et HP) a donné l'hybride 73. Les hybrides 67 et 73, ainsi que d'autres enzymes, contiennent de l'α-galactosidase et possèdent la capacité de terminer la fermentation du raffinose. D'autres levures hybrides sont également recommandées.

Races de levure de boulanger

Dans l'industrie de la levure, les races de levure à croissance rapide avec une bonne flottabilité et une bonne stabilité au stockage sont appréciées. Le goût de la levure de boulanger doit être pur, de couleur blanche ou jaunâtre. La force de levage est déterminée à la fois par les caractéristiques des races de levures et par le mode de production. La résistance des levures est une propriété de la race, mais dépend de l'état interne des cellules et de la pureté de la levure.

Dans la production de levure de boulangerie à partir de mélasse, les races VII, 14, 28 et G-176 sont utilisées.

La race VII, obtenue à partir de levure commerciale pressée de l'usine de levure de Tomsk, se multiplie rapidement et est bien pressée jusqu'à une teneur en humidité de 71 à 72 %. Les levures de race VII ont une bonne flottabilité et la plus grande stabilité au stockage par rapport aux autres levures connues dans la pratique industrielle. De plus, cette culture résiste aux impuretés nocives contenues dans la mélasse.

La race 14 est destinée à la production de levure sèche. Cette levure se caractérise par une texture dense à un taux d'humidité de 75%, une grande stabilité thermique.

Parmi les hybrides de levure de boulanger, l'hybride 176 a été sélectionné, qui présente toutes les caractéristiques positives : grandes cellules (5,6-14,0 microns), résistance aux impuretés nocives de la mélasse et un facteur de multiplication élevé, qui est plus élevé dans cette race que dans la plupart des race 14 à reproduction rapide. D'autres races hybrides prometteuses de levure sont actuellement en cours de tests de production.

Races de levure de bière

En brasserie, on utilise de la levure à fermentation basse, adaptée à des températures relativement basses. La levure de bière doit être microbiologiquement pure, avoir la capacité de floculer, de se déposer rapidement au fond du fermenteur et de donner une boisson claire avec un certain goût et arôme. Les levures à haute fermentation et faciles à écailler comprennent la levure de bière à fermentation basse Froberg (Saccharomyces cerevisiae Froberg), les races de levure V et 776.

Dans les brasseries, la levure de la race 776, qui a été élevée au début du XXe siècle, était largement utilisée. Cette levure est considérée comme particulièrement adaptée à la fermentation de moût préparé avec l'ajout de matières non maltées ou d'orge malté à faible degré de germination. Les levures de race 776 sont de fermentation moyenne, pendant la période de fermentation principale sur moût à une concentration de 11%, elles forment environ 2,7% de CO 2 . Les cellules sont ovoïdes, longues de 8 à 10 µm et larges de 5 à 6 µm. Gain de masse de levure 1 : 5,4. Le pouvoir éclaircissant est satisfaisant.

Parmi les autres levures, les brasseries utilisent les races 11, 41, 44, S-Lvovskaya et autres, qui diffèrent par leur énergie de fermentation, leur capacité de sédimentation et leur énergie de croissance.

La levure de race 11 est hautement fermentative avec une bonne capacité de clarification. La bière faite avec de la levure de race 11 a bon goût. Cette race s'est généralisée dans les brasseries.

La levure de race 41 est de fermentation moyenne, avec une bonne capacité de sédimentation. Lorsque le moût est fermenté avec la race 41, on obtient une bière douce au goût net.

La levure Race 44 est de fermentation moyenne. La capacité de sédimentation est bonne. Ils donnent à la bière une plénitude de goût et donnent de bons résultats lorsqu'ils sont utilisés dans la production d'eau avec une dureté accrue.

La levure de race S est de fermentation moyenne. La capacité de sédimentation est bonne. Donnez de la bière au goût doux et propre.

La levure Race P est à fermentation moyenne, clarifie bien la bière et détermine un goût propre et agréable.

La levure de race F se caractérise par une bonne capacité de clarification et confère un arôme agréable à la bière. La race est résistante à l'action des micro-organismes étrangers.

La levure de race A (isolée à la brasserie de Riga "Aldaris") fermente le moût en 7-8 jours, clarifie bien la bière et résiste aux infections.

Un certain nombre de souches de levure à forte fermentation (28, 48, 102) ont été obtenues par différentes méthodes de sélection à l'Institut panrusse de recherche sur l'industrie de la bière et des produits non alcoolisés, qui ont une énergie de fermentation significativement plus élevée que la levure de la race d'origine. 11.

La levure de bière de fermentation haute est largement utilisée en Angleterre dans la préparation du Porter. Ils sont également utilisés pour fabriquer des bières blondes berlinoises et d'autres boissons. Pour la préparation de la bière Velvet, on utilise la souche 191 K, qui fermente intensément les monosaccharides et le maltose, mais ne fermente pas le saccharose, le raffinose et le lactose.

Courses de levure de vin

En vinification, les levures sont appréciées pour leur multiplication rapide, leur capacité à supprimer d'autres types de levures et de micro-organismes et à donner au vin un bouquet approprié. La levure utilisée dans la vinification appartient à une espèce particulière de Saccharomyces ellipsoideus. Leurs cellules sont de forme oblongue-ovale. La levure fermente vigoureusement le glucose, le fructose, le saccharose et le maltose. Dans différentes localités et à partir de différents vins jeunes, plusieurs variétés ou races distinctes de cette espèce ont été isolées. Dans la vinification, presque toutes les cultures de production de levure sont d'origine locale. Il s'agit notamment des courses Magarach 7, Massandra 3, Pino 14, Kakhuri et bien d'autres. Parallèlement à ces races, certaines races étrangères sont également utilisées, par exemple la race Steinberg, isolée en Allemagne en 1892 et 1893, et la race Champagne-Ai.

La plupart des levures de vin sont des levures de fermentation basse.

Pour l'élaboration des vins de table blancs, les races Pinot 14, Feodosia 1/19, Aligote, Riesling Anapsky sont utilisées.

Race Pinot 14 a des cellules en forme d'oeuf, fermente bien le moût de raisin avec une teneur en sucre de 20% avec la formation de 11,57% d'alcool en volume; la température optimale de développement et de fermentation est de 18 : -25°C. Cette race est résistante au froid et aux acides; la valeur de pH optimale est de 2,9 à 3,9.

Race Theodosius 1/19 - à grandes cellules, pulvérisée, très énergique, fermente rapidement le moût de raisin et le fermente bien; a une large plage de températures de fermentation (de 9 à 35°C) et peut être utilisé comme résistant au froid et à la chaleur.

Il existe plusieurs races de levure Aligote, et elles sont toutes fortes, avec une forte énergie de fermentation. La levure Riesling Anapsky appartient également aux fermenteurs vigoureux.

Pour l'élaboration de vins corsés, la race Massandra 3 est utilisée avec une forme cellulaire ovoïde, pulvérisée ; la valeur de pH optimale est de 3,7 à 4,05 ; la température optimale de fermentation est de 18-20°C. Le moût de raisin avec une teneur en sucre de 20 % est complètement fermenté ; lors de la fermentation de moût de raisin concentré (30% de sucre), il forme 11,8% d'alcool en volume et laisse 8,7% de sucre non fermenté.

Race Magarach 125, nommé pour commémorer le 125e anniversaire de la première plantation de raisins à l'Institut Magarach, est utilisé pour produire des vins forts et de dessert. Cette race fermente bien le moût de raisin très concentré avec une teneur en sucre de 27-30%, résistant au froid.

Le Race Kakhuri 2 est largement utilisé pour la préparation des matières viticoles et des vins de champagne. Il fermente le moût de raisin avec une teneur en sucre de 20% avec la formation de 11,4% d'alcool, 0,28% de sucre reste non fermenté. Cette race est assez résistante au froid (à une température de 14-15°C, le moût fermente le 2ème jour) et fermente bien ; la valeur de pH optimale est de 3,4 à 3,6.

La race Champagne 7, utilisée pour la champagnisation du vin en bouteille, est isolée de la race Kakhuri 5 et se caractérise par la formation d'un sédiment difficile à remuer ; fermente intensément à une température de 4-9°C, bien que le moût ne fermente que le 5ème-6ème jour.

Parmi les levures œnologiques, la race Leningradskaya est considérée comme la plus résistante au froid et la race Ashgabat 3 est considérée comme la plus résistante à la chaleur.

Dans la production de sherry, des races spéciales de levure sont utilisées, qui sont une variété de l'espèce Saccharomyces oviformis. La levure de xérès forme un film à la surface du vin dans des fûts incomplets, grâce au développement duquel le vin acquiert un bouquet et un goût particuliers.

Grâce à une sélection rigoureuse des caractéristiques de production les plus importantes, plusieurs races de levures de xérès (13, 15 et 20) à haute capacité filmogène ont été identifiées. Plus tard, à partir de la production qui utilisait la race Sherry 20, une race Sherry 20-C plus efficace a été sélectionnée, qui a été largement utilisée dans de nombreuses usines de sherry.

Dans la vinification des fruits et des baies, des races sélectionnées de levures isolées à partir de divers jus de fruits et de baies sont utilisées. Les jus de fruits et de baies sont riches en levure, qui possède toutes les qualités nécessaires à la production et est biologiquement adaptée aux conditions d'élaboration des jus de fruits et de baies d'origine. Par conséquent, les souches de levure isolées des jus de fraise sont utilisées pour fermenter les jus de fraise, et les souches de levure isolées des jus de cerise sont utilisées pour fermenter les jus de cerise, etc.

Les souches suivantes se sont répandues dans la vinification des fruits et des baies : pomme 46, 58, canneberge 17, groseille 16, airelle 3, 7, 10, framboise 7/5, 25, 28, 28/10, cerise 3, 6, fraise 7 , 4 , 9.

Ces souches de levure assurent le déroulement normal de la fermentation, la complétude de la fermentation, la clarification rapide et le bon goût du vin ; ils fermentent le glucose, le fructose, le saccharose, le maltose, le galactose et ne fermentent pas le lactose et le mannitol.

Les races de levure Moscou 30, Pomme 7, Cerise 33, Chernomorodinovaya 7, Framboise 10 et Prune 21 sont utilisées avec succès dans la vinification des fruits et des baies.La culture de levure pure Moscou 30 est recommandée pour la fermentation du moût de canneberge. Apple 7 et Cherry 33 - pour la fermentation du moût de pomme ; Cassis 7 et Cerise 33 - pour la fermentation du moût de cassis et de cerise.

4 Chimie de la fermentation alcoolique. Secondaires et sous-produits de la fermentation alcoolique

La fermentation alcoolique est une chaîne de processus enzymatiques dont le résultat final est la décomposition de l'hexose avec formation d'alcool et de CO 2 et la fourniture à la cellule de levure de l'énergie nécessaire à la formation de nouvelles substances utilisées pour les processus vitaux. , y compris la croissance et la reproduction. De par sa nature chimique, la fermentation alcoolique est un processus catalytique qui se produit sous l'action de catalyseurs biologiques - les enzymes.

La théorie moderne de la fermentation alcoolique est le résultat des travaux de nombreux scientifiques du monde entier.

Pour l'élucidation des processus de fermentation, les travaux d'éminents scientifiques russes étaient d'une grande importance: Lebedev, Kostychev, Favorsky, Ivanov, Engelhardt.

Selon les concepts modernes, la fermentation alcoolique est un processus continu complexe de dégradation des sucres, catalysé par diverses enzymes avec la formation de 12 produits intermédiaires.

1 L'étape initiale de la conversion du glucose est la réaction de sa phosphorylation avec la participation de l'enzyme glucosinase. Un résidu phosphate de la molécule d'ATP, qui se trouve dans les cellules de levure, est attaché à la molécule de glucose, et le glucose-6-phosphate est formé, et l'ATP est converti en ADP :

C 6 H 12 O 6 + ATP → CH 2 O (H 2 PO 3) (CHOH) 4 CHO + ADP

Glucose Glucose-6-phosphate

Suite à l'ajout d'un résidu phosphate de la molécule d'ATP au glucose, la réactivité de ce dernier augmente.

2 Le glucose-6-phosphate, par isomérisation sous l'action de l'enzyme glucose phosphate isomérase, est converti de manière réversible sous forme de fructose :

CH 2 O (H 2 RO 3) (CHOH) 4 CHO → CH 2 O (H 2 RO 3) (CHOH) 3 COCH 2 OH

Glucose-6-phosphate Fructose-6-phosphate

CH 2 O (H 2 RO 3) (CHOH) 3 COCH 2 OH + ATP →

Fructose-6-phosphate

→ CH 2 O (H 2 RO 3) (CHOH) 3 COCH 2 O (H 2 RO) + ADP

Fructose-1,6-diphosphate

Les esters de glucose-6-phosphate et de fructose-6-phosphate forment un mélange à l'équilibre, appelé ester d'Emden et composé de 70 à 75 % d'ester de Robison (glucose) et de 25 % d'ester de Neuberg (fructose).

La formation de fructose-1,6-diphosphate met fin à la préparation l'étape de la fermentation alcoolique avec le transfert de liaisons phosphate à haute énergie et avec la transformation de l'hexose en une oxyforme labile, qui est facilement soumise à d'autres transformations enzymatiques.

4 La prochaine étape la plus importante est la desmolyse - rupture de la chaîne carbonée du diphosphate de fructose avec la formation de deux
molécules de phosphotriose. La disposition symétrique des résidus d'acide phosphorique aux extrémités de la molécule de fructose facilite la rupture de sa chaîne carbonée en plein milieu. Le fructose diphosphate se décompose en deux trioses : le phosphoglycéraldéhyde et la phosphodioxyacétone. La réaction est catalysée par l'enzyme aldolase et est réversible :

CH 2 O (H 2 RO 3) (CHOH) 3 COCH 2 O (H 2 RO) → CH 2 O (H 2 P0 3) COCH 2 OH +

Fructose 1,6-diphosphate Phosphodioxyacétone

CH 2 0 (H 2 ROz) SUPERBE (4)

3-phosphoglycéraldéhyde

Le rôle principal dans les transformations ultérieures au cours de la fermentation alcoolique appartient au 3-phosphoglycéraldéhyde, mais dans le liquide fermenté, il ne se trouve qu'en petites quantités. Cela est dû à la transition mutuelle du cétose en isomère aldose et retour sous l'action de l'enzyme triose phosphate isomérase (5.3.1.1)

CH 2 0 (H 2 P0 3) COCH 2 OH £ CH 2 0 (H 2 P0 3) DOUX

Phosphodioxyacétone 3-Phosphoglycéraldéhyde

Au fur et à mesure que le phosphoglycéraldéhyde est converti, de nouvelles quantités de celui-ci se forment lors de l'isomérisation de la phosphodioxyacétone.

5. L'étape suivante est l'oxydation de deux molécules de 3^phosphoglycéraldéhyde. Cette réaction est catalysée par la triose phosphate déshydrogénase (1.2.1.12), dont le coenzyme est le NAD (nicotinamide adénine dinucléotide). L'acide phosphorique du milieu participe à l'oxydation. La réaction se déroule selon l'équation suivante : 2CH 2 0 (H 2 P0 3) BREF + 2H 3 P0 4 + 2NAD Triose phosphate déshydrogénase ->

3-phosphoglycéraldéhyde

->- 2CH 2 0 (H 2 P0 3) SNONSOO w (H 2 P0 3) + 2NAD

Acide 1,3-diphosphoglycérique

La molécule de 3-phosphoglycéraldéhyde ajoute du phosphate et l'hydrogène est transféré à la coenzyme NAD, qui est réduite. L'énergie libérée à la suite de l'oxydation du 3-phosphoglycéraldéhyde s'accumule dans la liaison macroergique du 1,3-diphosphoglycérol résultant

Acide 1,3-diphosphoglycérique Acide 3-phosphoglycérique

7. Puis, sous l'action de l'enzyme phosphoglycéromutase
(2.7.5.3) le résidu d'acide phosphorique se déplace du troisième
carbone à la seconde, et par conséquent l'acide 3-phosphoglycérique
lota est converti en acide 2-phosphoglycérique :

2CH 2 (H 2 P0 3) CHOHCOOH ^t 2CH 2 0HCH0 (H 2 P0 3) COOH. (sept)

Acide 3-phosphoglycérique Acide 2-phosphoglycérique

8. L'étape suivante est la déphosphorylation de 2-phospho-
l'acide foglycérique. Dans le même temps, l'acide 2-phosphoglycérol
par l'action de l'enzyme énolase (4.2.1.11) par déhydro
cation (perte d'eau) est convertie en phosphoénolpyrovino-
acide gradique :

2CH 2 OHCHO (H 2 P0 3) COOH qt 2CH 3 : CO co (H 2 P0 3) COOH + 2H 2 0. (8)

Acide 2-phosphoglycérique Acide sosphoénolpyruvique

Au cours de cette transformation, l'énergie intramoléculaire est redistribuée et la majeure partie s'accumule dans la liaison phosphate macroergique.

9. Acide phosphoénolpyruvique très instable
facilement déphosphorylé, tandis que le résidu d'acide phosphorique
par l'action de l'enzyme pyruvate kinase (2.7.1.40)
avec une liaison macroergique à la molécule d'ADP. Par conséquent
une forme céto plus stable de l'acide pyruvique est formée
vous, et ADP est converti en ATP :

2CH 2 : CO syu (H 2 P0 3 ) COOH + 2ADP - * 2CH 3 COCOOH + 2ATP. (3)

Phosphénol pyruvique pyruvique

acide acide

10. Acide pyruvique sous l'action de l'enzyme pi-
la ruvate décarboxylase (4.1.1.1) est décarboxylée pour cliver
nii CO 2 et formation d'acétaldéhyde :

2CH 3 COCOOH - * 2C0 2 + 2CH 3 CHO. (Dix)

aldéhyde pyruvique

11. Aldéhyde acétique avec la participation de l'enzyme alcool déhy-
la rogenase (1.1.1.1) interagit avec le NAD-H 2 formé
plus tôt, lors de l'oxydation du phosphoglycéraldéhyde en phospho-
acide glycérique [voir équation (5)]. En conséquence, le vinaigre
l'aldéhyde est réduit en alcool éthylique et la coenzyme
Le NAD-H 2 est à nouveau régénéré (oxydé en NAD) :

2SN 3 CHO + 2NAD H 2 Z 2CH 3 CH 2OH + 2OVER. (Onze)

Ainsi, la dernière étape de la fermentation est la réaction de réduction de l'acétaldéhyde en alcool éthylique.

A partir du cycle considéré des réactions de fermentation alcoolique, on peut voir que 2 molécules d'alcool et 2 molécules de CO 2 sont formées à partir de chaque molécule de glucose.

Au cours du processus de fermentation alcoolique, quatre molécules d'ATP se forment [voir. équations (6) et (9)], mais deux d'entre elles sont consacrées à la phosphorylation des hexoses [voir. équations (1) et (3)]. Ainsi, seulement 2 g-mol d'ATP sont stockés.

Il a été précédemment indiqué que 41,9 kJ sont dépensés pour la formation de chaque molécule-gramme d'ATP à partir d'ADP, et 83,8 kJ, respectivement, entrent dans l'énergie de deux molécules d'ATP. Ainsi, lors de la fermentation de 1 g-mol de glucose, la levure reçoit une énergie d'environ 84 kJ. C'est le sens biologique de la fermentation. Avec la décomposition complète du glucose en CO 2 et en eau, 2874 kJ sont libérés, et lorsque 1 g-mol de glucose est oxydé en CO 2 et H 2 0, 2508 kJ s'accumulent pendant la respiration aérobie, car l'éthanol résultant conserve encore son potentiel énergie. Ainsi, d'un point de vue énergétique, la fermentation est un procédé peu économique.

La fermentation des sucres individuels se produit dans une certaine séquence, déterminée par la vitesse de leur diffusion dans la cellule de levure. Le glucose et le fructose sont les plus fermentés par la levure. Cependant, le saccharose en tant que tel disparaît dans le moût (s'inverse) au début de la fermentation. Il est hydrolysé par la p-fructofuranosidase (3.2.1.26) de la membrane cellulaire de la levure pour former des hexoses (glucose et fructose), facilement utilisables par la cellule. Lorsqu'il n'y a presque plus de fructose et de glucose dans le moût, la levure commence à consommer du maltose.

§ 5. SECONDAIRES ET SOUS-PRODUITS DE FERMENTATION ALCOOLIQUE

Toutes les substances résultant de la fermentation du sucre par la levure, à l'exception de l'alcool et du CO 2 , sont des sous-produits de la fermentation alcoolique. En plus d'eux, il existe des sous-produits de la fermentation alcoolique, qui ne sont pas formés à partir de sucre, mais à partir d'autres substances dans le substrat fermenté. Ceux-ci comprennent l'amyle, l'isoamyle, l'isobutyle et d'autres alcools connus sous le nom d'huile de fusel.

Parmi les produits secondaires de la fermentation alcoolique, on connaît la glycérine, l'acétaldéhyde, les acides pyruvique, acétique, succinique, citrique et lactique, l'acétoïne (acétylméthyl-carbinol), le 2,3-butylène glycol et le diacétyle. Dans des conditions aérobies, l'acide pyruvique est également la matière première du cycle de l'acide tricarboxylique (cycle de Krebs), selon lequel les acides acétique, citrique, malique et succinique en sont formés. Des alcools supérieurs sont également formés à partir de l'acide pyruvique par amination en alanine, qui à son tour est transaminée en l'acide céto correspondant. Dans des conditions de fermentation alcoolique, les acides céto, étant réduits, forment des alcools supérieurs. Par conséquent, les produits secondaires et les sous-produits de la fermentation alcoolique ne peuvent pas être strictement distingués.

L'aldéhyde acétique peut subir une dismutation avec formation d'acide acétique et d'alcool éthylique (réaction de Cannizzaro) :

CH 3 CH + CH 3 CH + H 2 0 \u003d CH3COOH + CH 3 CH 2 OH.

L'une des molécules d'aldéhyde est oxydée en acide, tandis que l'autre est réduite en alcool. En milieu alcalin, une molécule

l'acétaldéhyde entre en réaction redox avec la seconde molécule d'acétaldéhyde ; dans ce cas, il se forme de l'alcool éthylique, de l'acide acétique et, simultanément avec eux, de la glycérine, ce qui s'exprime par l'équation totale suivante :

2C 6 Salut 2 0 6 + H 2 0 \u003d 2CH 2 OHCHNOCH 2 OH + CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH + 2C0 2.

La glycérine se forme en petite quantité lors de la fermentation alcoolique. Si les conditions de fermentation changent, sa production peut être réalisée à l'échelle industrielle.

La glycérine et l'acétaldéhyde sont des produits intermédiaires de la fermentation alcoolique. Lors de la dernière étape du processus normal de fermentation, une partie importante de l'acétaldéhyde est réduite en éthanol. Mais si l'acétaldéhyde est lié au sulfite de sodium, alors la direction de la fermentation alcoolique changera vers la formation de grandes quantités de glycérol.

L'élimination de l'acétaldéhyde du milieu fermenté avec du sulfite de sodium est présentée comme suit :

CH 3 CHO + Na 2 S0 3 + H 2 OW CH 3 CHONaHS0 2 + NaOH.

L'aldéhyde acétique, formé lors de la décarboxylation de l'acide pyruvique, ne peut pas servir d'accepteur d'hydrogène en raison de la liaison avec le sulfite. La place de l'aldéhyde acétique est occupée par la phosphodioxyacétone, qui reçoit l'hydrogène du NAD-H 2 réduit, formant l'a-glycérophosphate. Cette réaction est catalysée par l'enzyme glycérophosphate déshydrogénase. Sous l'action de la phosphatase, l'α-glycérophosphate est déphosphorylé et se transforme en glycérol. Ainsi, en présence de Na 2 S03, la fermentation glycérol-aldéhyde se déroule :

C 6 H 12 0 6 \u003d CH3CHO + CH 2 OHCHNOCH 2 OH + C0 2.

Sucre Acétaldéhyde Glycérine

Avec une augmentation de la quantité de sulfite de sodium introduite dans le milieu fermenté, la quantité d'aldéhyde lié augmente d'autant et la formation d'éthanol et de CO 2 est affaiblie.

Formation d'acides et d'acétoïne. L'acide succinique est formé par déshydrogénation et condensation de deux molécules d'acide acétique avec une molécule d'acétaldéhyde (hypothèse V. 3. Gvaladze et Genavua) :

2CH 3 COOH + CH 3 CHO -* COOHCH 2 CH 2 COOH + CH 3 CH 2 OH.

Dans le processus de fermentation alcoolique, l'acide succinique est également formé par désamination de l'acide glutamique. L'accepteur d'hydrogène dans cette réaction est l'aldéhyde de trioseglycérol, de sorte que la réaction de désamination s'accompagne de l'accumulation simultanée de glycérol :

C 6 Hi 2 0 6 + COOHCH2CH2CHNH2COOH + 2H 2 0 \u003d CO0HCH 2 CH 2 COOH -b

Glucose Acide glutamique Acide succinique

2CH 2 OHCHNOCH 2 OH 3 + NH 3 + CO 2.

Glycérol

L'ammoniac est consommé par la levure pour la synthèse des protéines, tandis que le glycérol et l'acide succinique sont libérés dans le milieu.

La formation de l'acide citrique, selon Lafon, provient. neuf molécules d'acétaldéhyde :

9CH 3 COOH + 4H 2 0 \u003d (CH 2 COOH) 2C (OH) COOH + 6CH 3 CH 2 OH.

Citron acide

La formation d'acide lactique s'explique par la réduction de l'acide pyruvique :

CH3SOCOOH + H2 -> CH3CH(OH)COOH.

Acide lactique pyruvique

Cependant, sa formation est considérée comme plus probable à la suite de l'hydrolyse d'un produit intermédiaire de la fermentation alcoolique - le phosphoglycéraldéhyde :

SNOSNONSN 2 OP0 3 H 2 + H 2 0 - * CH 3 CH (OH) COOH + H 3 P0 4.

Acide Lactique Phosphoglycérol

aldéhyde

La condensation de l'acide acétique avec l'acétaldéhyde explique la formation d'acétoïne :

1) CH3COOH + CH3CHO->-CH3COCOCH3 + H20;

Diacétyle

2) CH3COCOCH3 + CH3CHO -4 CH3COCHOHCH3 + CH3COOH.

D'abord, le diacétyle est formé; puis, par dismutation du redox conjugué avec de l'eau de diacétyle, il se forme de l'acétoïne.

Lorsque l'acétoïne est réduite, le 2,3-butylène glycol se forme :

CH 3 SOSNONSNz + OVER ■ H 2 *± CH 3 CHONSNONCH 3 + PLUS.

Le mécanisme de formation de certains produits secondaires de la fermentation alcoolique n'est pas encore tout à fait clair, mais il ne fait aucun doute que l'acétaldéhyde est la principale matière première pour la synthèse des produits de la fermentation secondaire.

Parmi les produits secondaires, les acides acétique et succinique prédominent, ainsi que le 2,3-butylène glycol et les acides acétique.

2 Caractéristiques générales et races de levures utilisées dans les industries de fermentation
La levure de culture appartient à la famille des Saccharomycètes et est appelée Saccharomyces cerevisiae.

La température optimale pour la propagation de la levure se situe entre 25 et 30 °C et la température minimale est d'environ 2 à 3 °C. À une température de 40 ° C, la croissance s'arrête et la levure meurt, mais la levure tolère bien les basses températures, bien que leur reproduction s'arrête. La levure ne meurt pas même à -180°C (air liquide). A forte concentration en sucre dans le milieu, l'activité vitale de la levure s'arrête, car cela augmente la pression osmotique, à partir d'une certaine valeur de laquelle se produit la plasmolyse des cellules de levure. La plasmolyse est appelée contraction de la cellule, suivie de l'exfoliation du protoplasme de la membrane cellulaire en raison de la déshydratation de la cellule et de la forte baisse associée de la pression de la sève cellulaire. La valeur de la concentration maximale en sucre pour les différentes races de levure n'est pas la même.

Il existe des levures de fermentation haute et basse. Au sein de chacun de ces groupes, il existe plusieurs races distinctes.

Les levures de fermentation haute au stade de fermentation intensive se détachent à la surface du milieu fermenté sous la forme d'une couche de mousse assez épaisse et restent dans cet état jusqu'à la fin de la fermentation. Ils se déposent ensuite, mais forment rarement un sédiment dense au fond de la cuve de fermentation. La levure à fermentation haute est structurellement une levure pulvérisée qui ne colle pas, contrairement à la levure feuilletée à fermentation basse, dont les coquilles sont collantes, ce qui entraîne une agglutination et une sédimentation rapide des cellules.

La levure de fermentation basse, se développant dans le liquide fermenté, ne passe pas dans la couche superficielle - mousse, se dépose rapidement à la fin de la fermentation, formant une couche dense au fond de la cuve de fermentation.

Une caractéristique distinctive est la capacité des levures à fermentation basse à fermenter complètement le raffinose, tandis que la plupart des levures à fermentation haute ne décomposent pas du tout le raffinose, et seules quelques espèces ne peuvent le fermenter que d'un tiers. Cette différence principale s'explique par le fait que l'α-galactosidase est contenue dans le complexe enzymatique de ce type de levure.

Parmi les levures de culture, les levures à fermentation basse comprennent la plupart des levures de vin et de bière, et les levures à fermentation haute comprennent l'alcool, la levure de boulanger et certaines races de levure de bière. Initialement, seules les levures de fermentation haute étaient connues, puisque la fermentation de tous les jus se produisait à des températures ordinaires. Voulant obtenir des boissons saturées en CO 2, une personne a commencé à fermenter à basse température. Sous l'influence de conditions extérieures modifiées, la levure de fermentation basse avec ses propriétés s'est généralisée.

En plus des propriétés générales, la levure utilisée dans une production particulière a des caractéristiques spécifiques. De plus, dans la même production, on utilise des variétés qui diffèrent par une ou plusieurs caractéristiques. Ils sont sortis d'une cellule. Ces cultures sont appelées races (souches). Chaque production comporte plusieurs races de levures.
Races de levure de production d'alcool

Dans la production d'alcool, on utilise les races de levures à fermentation haute qui ont la plus haute énergie de fermentation, forment un maximum d'alcool et fermentent les mono- et disaccharides, ainsi qu'une partie des dextrines. Parmi les levures utilisées dans la production d'alcool à partir de matières premières de pain et de pomme de terre, il convient de mentionner les races HP, M et XV.

Lors de la transformation de la mélasse en alcool, les races I, L, V, G-67, G-73 sont utilisées. Ces races appartiennent à la famille Saccharomyces taceae, genre Saccharomyces, espèce cerevisiae.

La race HP a été isolée en 1902 à partir de levure de boulanger comprimée. Les cellules de levure de cette race sont rondes, ovoïdes, d'une taille de 5-6,2 x 5-8 microns.

Le développement et la reproduction de la race de levure HP est très rapide. Ils fermentent le glucose, le fructose, le saccharose, le galactose, le maltose, le mannose, le raffinose d'un tiers et peuvent former jusqu'à 13 % d'alcool dans le milieu fermenté.

La race M (Mischung - mélange), proposée par Genneberg en 1905, consiste en un mélange de quatre races de levure de fermentation haute ; il est destiné à la fermentation de milieux contenant un mélange de différents sucres (dextrines, raffinose), fermentés différemment par différentes levures. Une telle culture mixte est très résistante aux diverses conditions anormales rencontrées dans la pratique en usine.

Race XV est technologiquement similaire à Race HP. Il est utilisé avec la race HP pour la fermentation de matières premières mixtes céréales-mélasses.

Parmi ces races, la race HP, qui est également utilisée dans l'hydrolyse et la production de sulfite-alcool, est la plus adaptée à la fermentation du moût à partir de matières premières féculentes. Cependant, pour la fermentation des liqueurs au sulfite, des levures au sulfite ont été spécialement sélectionnées pour fermenter le glucose, le fructose, le galactose et le mannose.

La levure utilisée dans les distilleries traitant la mélasse doit avoir une capacité spécifique à fermenter rapidement des solutions sucrées assez concentrées et à tolérer une teneur élevée en sel dans le puits de milieu. Les levures dites osmophiles, qui tolèrent une pression osmotique très élevée, peuvent fermenter des solutions contenant de fortes concentrations de sucre.

Race Y, issue de levure de mélasse par K.Yu. Yakubovsky. La race I a une capacité exceptionnelle à fermenter de fortes concentrations de sucre et tolère des niveaux élevés de sels et d'alcool dans le moût de mélasse fermenté. La race de levure I fermente le glucose, le fructose, le saccharose, le galactose, le maltose ; le raffinose n'est fermenté que partiellement et les dextrines et le lactose ne sont pas du tout fermentés. La race I fait référence à la levure pulvérisée à fermentation haute.

La levure de race L (Lokhvitskaya) est proche dans ses propriétés de la levure de race I, mais elle se reproduit un peu mieux et fermente plus complètement le sucre.

La race B (Hongrois), comme la race L, est adaptée à un milieu de mélasse. Ces races fermentent bien le saccharose, le glucose, le fructose et partiellement le raffinose.

Les races de levure L et B, ainsi que des propriétés de fermentation élevées, ont également un bon pouvoir de levage (la capacité de lever la pâte), ce qui leur permet d'être séparées de la purée et produites sous une forme pressée comme une boulangerie.

On utilise avec succès des levures hybrides créées à l'Institut de génétique de l'Académie des sciences de l'URSS en croisant deux types de levure. Parmi les hybrides, G-67, G-73 présentent le plus grand intérêt. L'hybride 67 a été obtenu en croisant la levure de bière S-carlsbergensis avec S. cerevisiae de race I. Un croisement supplémentaire de l'hybride 67 avec l'hybride 26 (obtenu à partir du croisement des races I et HP) a donné l'hybride 73. Les hybrides 67 et 73, ainsi que d'autres enzymes, contiennent de l'α-galactosidase et possèdent la capacité de terminer la fermentation du raffinose. D'autres levures hybrides sont également recommandées.
Races de levure de boulanger

Dans l'industrie de la levure, les races de levure à croissance rapide avec une bonne flottabilité et une bonne stabilité au stockage sont appréciées. Le goût de la levure de boulanger doit être pur, de couleur blanche ou jaunâtre. La force de levage est déterminée à la fois par les caractéristiques des races de levures et par le mode de production. La résistance des levures est une propriété de la race, mais dépend de l'état interne des cellules et de la pureté de la levure.

Dans la production de levure de boulangerie à partir de mélasse, les races VII, 14, 28 et G-176 sont utilisées.

La race VII, obtenue à partir de levure commerciale pressée de l'usine de levure de Tomsk, se multiplie rapidement et est bien pressée jusqu'à une teneur en humidité de 71 à 72 %. Les levures de race VII ont une bonne flottabilité et la plus grande stabilité au stockage par rapport aux autres levures connues dans la pratique industrielle. De plus, cette culture résiste aux impuretés nocives contenues dans la mélasse.

La race 14 est destinée à la production de levure sèche. Cette levure se caractérise par une texture dense à un taux d'humidité de 75%, une grande stabilité thermique.

Parmi les hybrides de levure de boulanger, l'hybride 176 a été sélectionné, qui présente toutes les caractéristiques positives : grandes cellules (5,6-14,0 microns), résistance aux impuretés nocives de la mélasse et un facteur de multiplication élevé, qui est plus élevé dans cette race que dans la plupart des race 14 à reproduction rapide. D'autres races hybrides prometteuses de levure sont actuellement en cours de tests de production.

Races de levure de bière

En brasserie, on utilise de la levure à fermentation basse, adaptée à des températures relativement basses. La levure de bière doit être microbiologiquement pure, avoir la capacité de floculer, de se déposer rapidement au fond du fermenteur et de donner une boisson claire avec un certain goût et arôme. Les levures à haute fermentation et faciles à écailler comprennent la levure de bière à fermentation basse Froberg (Saccharomyces cerevisiae Froberg), les races de levure V et 776.

Dans les brasseries, la levure de la race 776, qui a été élevée au début du XXe siècle, était largement utilisée. Cette levure est considérée comme particulièrement adaptée à la fermentation de moût préparé avec l'ajout de matières non maltées ou d'orge malté à faible degré de germination. Les levures de race 776 sont de fermentation moyenne, pendant la période de fermentation principale sur moût à une concentration de 11%, elles forment environ 2,7% de CO 2 . Les cellules sont ovoïdes, longues de 8 à 10 µm et larges de 5 à 6 µm. Gain de masse de levure 1 : 5,4. Le pouvoir éclaircissant est satisfaisant.

Parmi les autres levures, les brasseries utilisent les races 11, 41, 44, S-Lvovskaya et autres, qui diffèrent par leur énergie de fermentation, leur capacité de sédimentation et leur énergie de croissance.

La levure de race 11 est hautement fermentative avec une bonne capacité de clarification. La bière faite avec de la levure de race 11 a bon goût. Cette race s'est généralisée dans les brasseries.

La levure de race 41 est de fermentation moyenne, avec une bonne capacité de sédimentation. Lorsque le moût est fermenté avec la race 41, on obtient une bière douce au goût net.

La levure Race 44 est de fermentation moyenne. La capacité de sédimentation est bonne. Ils donnent à la bière une plénitude de goût et donnent de bons résultats lorsqu'ils sont utilisés dans la production d'eau avec une dureté accrue.

La levure de race S est de fermentation moyenne. La capacité de sédimentation est bonne. Donnez de la bière au goût doux et propre.

La levure Race P est à fermentation moyenne, clarifie bien la bière et détermine un goût propre et agréable.

La levure de race F se caractérise par une bonne capacité de clarification et confère un arôme agréable à la bière. La race est résistante à l'action des micro-organismes étrangers.

La levure de race A (isolée à la brasserie de Riga "Aldaris") fermente le moût en 7-8 jours, clarifie bien la bière et résiste aux infections.

Un certain nombre de souches de levure à forte fermentation (28, 48, 102) ont été obtenues par différentes méthodes de sélection à l'Institut panrusse de recherche sur l'industrie de la bière et des produits non alcoolisés, qui ont une énergie de fermentation significativement plus élevée que la levure de la race d'origine. 11.

La levure de bière de fermentation haute est largement utilisée en Angleterre dans la préparation du Porter. Ils sont également utilisés pour fabriquer des bières blondes berlinoises et d'autres boissons. Pour la préparation de la bière Velvet, on utilise la souche 191 K, qui fermente intensément les monosaccharides et le maltose, mais ne fermente pas le saccharose, le raffinose et le lactose.

Courses de levure de vin

En vinification, les levures sont appréciées pour leur multiplication rapide, leur capacité à supprimer d'autres types de levures et de micro-organismes et à donner au vin un bouquet approprié. La levure utilisée dans la vinification appartient à une espèce particulière de Saccharomyces ellipsoideus. Leurs cellules sont de forme oblongue-ovale. La levure fermente vigoureusement le glucose, le fructose, le saccharose et le maltose. Dans différentes localités et à partir de différents vins jeunes, plusieurs variétés ou races distinctes de cette espèce ont été isolées. Dans la vinification, presque toutes les cultures de production de levure sont d'origine locale. Il s'agit notamment des courses Magarach 7, Massandra 3, Pino 14, Kakhuri et bien d'autres. Parallèlement à ces races, certaines races étrangères sont également utilisées, par exemple la race Steinberg, isolée en Allemagne en 1892 et 1893, et la race Champagne-Ai.

La plupart des levures de vin sont des levures de fermentation basse.

Pour l'élaboration des vins de table blancs, les races Pinot 14, Feodosia 1/19, Aligote, Riesling Anapsky sont utilisées.

Race Pinot 14 a des cellules en forme d'oeuf, fermente bien le moût de raisin avec une teneur en sucre de 20% avec la formation de 11,57% d'alcool en volume; la température optimale de développement et de fermentation est de 18 : -25°C. Cette race est résistante au froid et aux acides; la valeur de pH optimale est de 2,9 à 3,9.

Race Theodosius 1/19 - à grandes cellules, pulvérisée, très énergique, fermente rapidement le moût de raisin et le fermente bien; a une large plage de températures de fermentation (de 9 à 35°C) et peut être utilisé comme résistant au froid et à la chaleur.

Il existe plusieurs races de levure Aligote, et elles sont toutes fortes, avec une forte énergie de fermentation. La levure Riesling Anapsky appartient également aux fermenteurs vigoureux.

Pour l'élaboration de vins corsés, la race Massandra 3 est utilisée avec une forme cellulaire ovoïde, pulvérisée ; la valeur de pH optimale est de 3,7 à 4,05 ; la température optimale de fermentation est de 18-20°C. Le moût de raisin avec une teneur en sucre de 20 % est complètement fermenté ; lors de la fermentation de moût de raisin concentré (30% de sucre), il forme 11,8% d'alcool en volume et laisse 8,7% de sucre non fermenté.

Race Magarach 125, nommé pour commémorer le 125e anniversaire de la première plantation de raisins à l'Institut Magarach, est utilisé pour produire des vins forts et de dessert. Cette race fermente bien le moût de raisin très concentré avec une teneur en sucre de 27-30%, résistant au froid.

Le Race Kakhuri 2 est largement utilisé pour la préparation des matières viticoles et des vins de champagne. Il fermente le moût de raisin avec une teneur en sucre de 20% avec la formation de 11,4% d'alcool, 0,28% de sucre reste non fermenté. Cette race est assez résistante au froid (à une température de 14-15°C, le moût fermente le 2ème jour) et fermente bien ; la valeur de pH optimale est de 3,4 à 3,6.

La race Champagne 7, utilisée pour la champagnisation du vin en bouteille, est isolée de la race Kakhuri 5 et se caractérise par la formation d'un sédiment difficile à remuer ; fermente intensément à une température de 4-9°C, bien que le moût ne fermente que le 5ème-6ème jour.

Parmi les levures œnologiques, la race Leningradskaya est considérée comme la plus résistante au froid et la race Ashgabat 3 est considérée comme la plus résistante à la chaleur.

Dans la production de sherry, des races spéciales de levure sont utilisées, qui sont une variété de l'espèce Saccharomyces oviformis. La levure de xérès forme un film à la surface du vin dans des fûts incomplets, grâce au développement duquel le vin acquiert un bouquet et un goût particuliers.

Grâce à une sélection rigoureuse des caractéristiques de production les plus importantes, plusieurs races de levures de xérès (13, 15 et 20) à haute capacité filmogène ont été identifiées. Plus tard, à partir de la production qui utilisait la race Sherry 20, une race Sherry 20-C plus efficace a été sélectionnée, qui a été largement utilisée dans de nombreuses usines de sherry.

Dans la vinification des fruits et des baies, des races sélectionnées de levures isolées à partir de divers jus de fruits et de baies sont utilisées. Les jus de fruits et de baies sont riches en levure, qui possède toutes les qualités nécessaires à la production et est biologiquement adaptée aux conditions d'élaboration des jus de fruits et de baies d'origine. Par conséquent, les souches de levure isolées des jus de fraise sont utilisées pour fermenter les jus de fraise, et les souches de levure isolées des jus de cerise sont utilisées pour fermenter les jus de cerise, etc.

Les souches suivantes se sont répandues dans la vinification des fruits et des baies : pomme 46, 58, canneberge 17, groseille 16, airelle 3, 7, 10, framboise 7/5, 25, 28, 28/10, cerise 3, 6, fraise 7 , 4 , 9.

Ces souches de levure assurent le déroulement normal de la fermentation, la complétude de la fermentation, la clarification rapide et le bon goût du vin ; ils fermentent le glucose, le fructose, le saccharose, le maltose, le galactose et ne fermentent pas le lactose et le mannitol.

Les races de levure Moscou 30, Pomme 7, Cerise 33, Chernomorodinovaya 7, Framboise 10 et Prune 21 sont utilisées avec succès dans la vinification des fruits et des baies.La culture de levure pure Moscou 30 est recommandée pour la fermentation du moût de canneberge. Apple 7 et Cherry 33 - pour la fermentation du moût de pomme ; Cassis 7 et Cerise 33 - pour la fermentation du moût de cassis et de cerise.

4 Chimie de la fermentation alcoolique. Secondaires et sous-produits de la fermentation alcoolique
La fermentation alcoolique est une chaîne de processus enzymatiques dont le résultat final est la décomposition de l'hexose avec formation d'alcool et de CO 2 et la fourniture à la cellule de levure de l'énergie nécessaire à la formation de nouvelles substances utilisées pour les processus vitaux. , y compris la croissance et la reproduction. De par sa nature chimique, la fermentation alcoolique est un processus catalytique qui se produit sous l'action de catalyseurs biologiques - les enzymes.

La théorie moderne de la fermentation alcoolique est le résultat des travaux de nombreux scientifiques du monde entier.

Pour l'élucidation des processus de fermentation, les travaux d'éminents scientifiques russes étaient d'une grande importance: Lebedev, Kostychev, Favorsky, Ivanov, Engelhardt.

Selon les concepts modernes, la fermentation alcoolique est un processus continu complexe de dégradation des sucres, catalysé par diverses enzymes avec la formation de 12 produits intermédiaires.

1 L'étape initiale de la conversion du glucose est la réaction de sa phosphorylation avec la participation de l'enzyme glucosinase. Un résidu phosphate de la molécule d'ATP, qui se trouve dans les cellules de levure, est attaché à la molécule de glucose, et le glucose-6-phosphate est formé, et l'ATP est converti en ADP :

C 6 H 12 O 6 + ATP → CH 2 O (H 2 PO 3) (CHOH) 4 CHO + ADP

Glucose Glucose-6-phosphate

Suite à l'ajout d'un résidu phosphate de la molécule d'ATP au glucose, la réactivité de ce dernier augmente.
2 Le glucose-6-phosphate, par isomérisation sous l'action de l'enzyme glucose phosphate isomérase, est converti de manière réversible sous forme de fructose :

CH 2 O (H 2 RO 3) (CHOH) 4 CHO → CH 2 O (H 2 RO 3) (CHOH) 3 COCH 2 OH

CH 2 O (H 2 RO 3) (CHOH) 3 COCH 2 OH + ATP →

Fructose-6-phosphate

→ CH 2 O (H 2 RO 3) (CHOH) 3 COCH 2 O (H 2 RO) + ADP

Fructose-1,6-diphosphate

Les esters de glucose-6-phosphate et de fructose-6-phosphate forment un mélange à l'équilibre, appelé ester d'Emden et composé de 70 à 75 % d'ester de Robison (glucose) et de 25 % d'ester de Neuberg (fructose).

La formation de fructose-1,6-diphosphate se termine par l'étape préparatoire de la fermentation alcoolique avec le transfert de liaisons phosphate à haute énergie et avec la conversion de l'hexose en une forme oxylabile, qui est facilement soumise à d'autres transformations enzymatiques.
4 La prochaine étape la plus importante est la desmolyse - rupture de la chaîne carbonée du diphosphate de fructose avec la formation de deux
molécules de phosphotriose. La disposition symétrique des résidus d'acide phosphorique aux extrémités de la molécule de fructose facilite la rupture de sa chaîne carbonée en plein milieu. Le fructose diphosphate se décompose en deux trioses : le phosphoglycéraldéhyde et la phosphodioxyacétone. La réaction est catalysée par l'enzyme aldolase et est réversible :

CH 2 O (H 2 RO 3) (CHOH) 3 COCH 2 O (H 2 RO) → CH 2 O (H 2 P0 3) COCH 2 OH +

Fructose 1,6-diphosphate Phosphodioxyacétone

CH 2 0 (H 2 ROz) SUPERBE (4)

3-phosphoglycéraldéhyde

Le rôle principal dans les transformations ultérieures au cours de la fermentation alcoolique appartient au 3-phosphoglycéraldéhyde, mais dans le liquide fermenté, il ne se trouve qu'en petites quantités. Cela est dû à la transition mutuelle du cétose en isomère aldose et retour sous l'action de l'enzyme triose phosphate isomérase (5.3.1.1)

CH 2 0 (H 2 P0 3) COCH 2 OH £ CH 2 0 (H 2 P0 3) DOUX

Phosphodioxyacétone 3-Phosphoglycéraldéhyde

Au fur et à mesure que le phosphoglycéraldéhyde est converti, de nouvelles quantités de celui-ci se forment lors de l'isomérisation de la phosphodioxyacétone.

5. L'étape suivante est l'oxydation de deux molécules de 3^phosphoglycéraldéhyde. Cette réaction est catalysée par la triose phosphate déshydrogénase (1.2.1.12), dont le coenzyme est le NAD (nicotinamide adénine dinucléotide). L'acide phosphorique du milieu participe à l'oxydation. La réaction se déroule selon l'équation suivante : 2CH 2 0 (H 2 P0 3) BREF + 2H 3 P0 4 + 2NAD Triose phosphate déshydrogénase ->

3-phosphoglycéraldéhyde

->- 2CH 2 0 (H 2 P0 3) CHONCOO w (H 2 P0 3) + 2NAD H 2 (5)

Acide 1,3-diphosphoglycérique

La molécule de 3-phosphoglycéraldéhyde ajoute du phosphate et l'hydrogène est transféré à la coenzyme NAD, qui est réduite. L'énergie libérée à la suite de l'oxydation du 3-phosphoglycéraldéhyde s'accumule dans la liaison macroergique du 1,3-diphosphoglycérol résultant

6. Ensuite, le résidu phosphate de l'acide 1,3-diphosphoglycérique
vous, contenant une liaison macroergique, avec la participation d'une enzyme
la phosphoglycérate kinase (2.7.2.3) est transférée à une molécule d'ADP.
L'acide 3-phosphoglycérique est formé et l'ADP, acquérant
liaison macroergique supplémentaire, se transforme en ATP :
2CH 2 0 (H 2 P0 3) CHOHCOOH co (H 2 P0 3) + 2ADP-> 2CH 2 0 (H 2 P0 3) CHOHCOOH +

Acide 1,3-diphosphoglycérique Acide 3-phosphoglycérique

7. Puis, sous l'action de l'enzyme phosphoglycéromutase
(2.7.5.3) le résidu d'acide phosphorique se déplace du troisième
carbone à la seconde, et par conséquent l'acide 3-phosphoglycérique
lota est converti en acide 2-phosphoglycérique :

2CH 2 (H 2 P0 3) CHOHCOOH ^t 2CH 2 0HCH0 (H 2 P0 3) COOH. (sept)

Acide 3-phosphoglycérique Acide 2-phosphoglycérique

8. L'étape suivante est la déphosphorylation de 2-phospho-
l'acide foglycérique. Dans le même temps, l'acide 2-phosphoglycérol
par l'action de l'enzyme énolase (4.2.1.11) par déhydro
cation (perte d'eau) est convertie en phosphoénolpyrovino-
acide gradique :

2CH 2 OHCHO (H 2 P0 3) COOH qt 2CH 3 : CO co (H 2 P0 3) COOH + 2H 2 0. (8)

Acide 2-phosphoglycérique Acide sosphoénolpyruvique

Au cours de cette transformation, l'énergie intramoléculaire est redistribuée et la majeure partie s'accumule dans la liaison phosphate macroergique.

9. Acide phosphoénolpyruvique très instable
facilement déphosphorylé, tandis que le résidu d'acide phosphorique
par l'action de l'enzyme pyruvate kinase (2.7.1.40)
avec une liaison macroergique à la molécule d'ADP. Par conséquent
une forme céto plus stable de l'acide pyruvique est formée
vous, et ADP est converti en ATP :

2CH 2 : CO syu (H 2 P0 3 ) COOH + 2ADP - * 2CH 3 COCOOH + 2ATP. (3)

Phosphénol pyruvique pyruvique

acide acide

10. Acide pyruvique sous l'action de l'enzyme pi-
la ruvate décarboxylase (4.1.1.1) est décarboxylée pour cliver
nii CO 2 et formation d'acétaldéhyde :

2CH 3 COCOOH - * 2C0 2 + 2CH 3 CHO. (Dix)

aldéhyde pyruvique

11. Aldéhyde acétique avec la participation de l'enzyme alcool déhy-
la rogenase (1.1.1.1) interagit avec le NAD-H 2 formé
plus tôt, lors de l'oxydation du phosphoglycéraldéhyde en phospho-
acide glycérique [voir équation (5)]. En conséquence, le vinaigre
l'aldéhyde est réduit en alcool éthylique et la coenzyme
Le NAD-H 2 est à nouveau régénéré (oxydé en NAD) :

2SN 3 CHO + 2NAD H 2 Z 2CH 3 CH 2OH + 2OVER. (Onze)

Ainsi, la dernière étape de la fermentation est la réaction de réduction de l'acétaldéhyde en alcool éthylique.

A partir du cycle considéré des réactions de fermentation alcoolique, on peut voir que 2 molécules d'alcool et 2 molécules de CO 2 sont formées à partir de chaque molécule de glucose.

Au cours du processus de fermentation alcoolique, quatre molécules d'ATP se forment [voir. équations (6) et (9)], mais deux d'entre elles sont consacrées à la phosphorylation des hexoses [voir. équations (1) et (3)]. Ainsi, seulement 2 g-mol d'ATP sont stockés.

Il a été précédemment indiqué que 41,9 kJ sont dépensés pour la formation de chaque molécule-gramme d'ATP à partir d'ADP, et 83,8 kJ, respectivement, entrent dans l'énergie de deux molécules d'ATP. Ainsi, lors de la fermentation de 1 g-mol de glucose, la levure reçoit une énergie d'environ 84 kJ. C'est le sens biologique de la fermentation. Avec la décomposition complète du glucose en CO 2 et en eau, 2874 kJ sont libérés, et lorsque 1 g-mol de glucose est oxydé en CO 2 et H 2 0, 2508 kJ s'accumulent pendant la respiration aérobie, car l'éthanol résultant conserve encore son potentiel énergie. Ainsi, d'un point de vue énergétique, la fermentation est un procédé peu économique.

La fermentation des sucres individuels se produit dans une certaine séquence, déterminée par la vitesse de leur diffusion dans la cellule de levure. Le glucose et le fructose sont les plus fermentés par la levure. Cependant, le saccharose en tant que tel disparaît dans le moût (s'inverse) au début de la fermentation. Il est hydrolysé par la p-fructofuranosidase (3.2.1.26) de la membrane cellulaire de la levure pour former des hexoses (glucose et fructose), facilement utilisables par la cellule. Lorsqu'il n'y a presque plus de fructose et de glucose dans le moût, la levure commence à consommer du maltose.

L'atlas de la levure alcoolique industrielle Saccharomyces cerevisiae race XII peut servir d'outil de référence pour les salariés des distilleries assurant le contrôle microbiologique de la production. A l'heure actuelle, les levures de l'espèce Saccharomyces cerevisiae sont principalement utilisées dans la production industrielle de produits alimentaires utilisant des levures. Dans la production de pain, d'alcool, de vin, de pain kvas, différentes souches (races) de levure sont utilisées. Même les matières premières des distilleries (grain ou mélasse) influencent le choix de l'une ou l'autre souche. Dans la production d'alcool à partir de céréales, on utilise plus souvent des levures de la race XII, dont l'habitat permanent est constitué de substrats amylacés hydrolysés préparés artificiellement. Le maintien de la technologie nécessite une surveillance attentive de l'état de la levure et de la présence de micro-organismes étrangers dans les zones de production. Les techniques existantes permettent d'effectuer l'analyse microscopique nécessaire, mais sans une certaine pratique, il est difficile d'identifier les données d'analyse microscopique obtenues et les indicateurs réglementaires de la technologie.

Comme vous le savez, c'est la levure qui convertit les substances céréalières en alcool éthylique, et elles peuvent être considérées comme l'un des nombreux outils du travail humain, et la fermentation de la levure est l'un des processus microbiologiques les plus anciens utilisés par l'homme à ses propres fins. La première mention de l'utilisation de la levure par l'homme remonte à 6000 av. L'étude scientifique de la levure a commencé en 1680 après l'invention du microscope optique. Des chercheurs de divers pays ont décrit l'apparition de cellules de levure ; a montré que les levures sont des organismes vivants; prouvé leur rôle dans la transformation du sucre en alcool ; obtenu des cultures de levures pures ; ont classé les cellules de levure selon leur mode de reproduction, leur apport en nutriments et leur apparence. Les microscopes optiques modernes sont équipés d'objectifs secs et à immersion. Un microscope optique à lentille sèche vous permet d'étudier des micro-organismes de plus de 5 microns, un microscope à immersion est utilisé pour étudier des micro-organismes plus petits. L'invention du microscope électronique a permis de comprendre la structure de la cellule de levure et d'étudier les manifestations de son système génétique, puisque la résolution du microscope électronique est de 1,0-0,14 nm.

Un microscope est un appareil indispensable dans la production d'alcool, et sans lui, une technologie efficace est impossible : il est utilisé pour déterminer le nombre de cellules de levure dans 1 ml de levure ou de masse en fermentation ; pourcentage de cellules bourgeonnantes et mortes ; la présence de micro-organismes étrangers; teneur en glycogène des cellules (adiposité cellulaire). L'état physiologique de la levure est établi par l'apparition des cellules, ce qui permet l'utilisation de microscopes optiques bon marché avec des objectifs secs. Il convient de noter que la production moderne d'alcool ne nécessite pas d'analyse microscopique de la structure des cellules de levure, cependant, lors de l'étude de l'apparence d'une cellule au microscope optique, il est nécessaire d'avoir une idée de sa structure.

La structure de la cellule de levure

Les cellules de levure sont rondes ou elliptiques, de 2,5 à 10 µm de diamètre et de 4,5 à 21 µm de longueur. Sur la fig. 1 est une représentation graphique d'une section d'une cellule de levure. Paroi cellulaire, membrane cellulaire, noyau, mitochondries, vacuoles - structures cellulaires visibles au microscope optique avec une lentille sèche utilisant des colorants spécifiques.

La paroi cellulaire est une structure rigide de 25 nm d'épaisseur, représente environ 25 % de la masse sèche de la cellule et se compose principalement de glucane, de manane, de chitine et de protéines. L'organisation de la paroi cellulaire n'est pas bien comprise, mais les théories actuelles privilégient le modèle de structure à trois couches, selon lequel la couche interne de glucane est séparée de la couche externe de manane par une couche intermédiaire à haute teneur en protéines.

La membrane cellulaire (plasmalemme) d'une cellule de levure au microscope électronique ressemble à une structure à trois couches, étroitement adjacente à la surface interne de la paroi cellulaire, et se compose de quantités approximativement égales de lipides et de protéines, ainsi que d'une petite quantité de glucides. La membrane cellulaire agit comme une barrière de perméabilité autour du contenu de la cellule et contrôle le transport des solutés dans et hors de la cellule.

Seuls quelques progrès ont été réalisés dans l'étude du noyau, car les chromosomes individuels sont très petits et n'apparaissent pas comme des structures discrètes au microscope optique ou électronique. Les cellules de levure ont un seul noyau dont la taille varie de 2 à 20 microns. La membrane nucléaire reste inchangée tout au long du cycle cellulaire. Au microscope électronique, il ressemble à une double membrane parsemée de pores.

Les mitochondries sont les plus grandes des inclusions cellulaires sphériques ou cylindriques mesurant de 0,2 à 2 µm de diamètre et de 0,5 à 7 µm de longueur. La coque à deux couches a une épaisseur d'environ 20 nm. Le nombre de mitochondries dans une cellule est plus ou moins constant et caractéristique d'un type de microorganisme donné.

Riz. 1. Image graphique d'une section d'une cellule de levure (1 micromètre sur 1 centimètre)

Il varie en fonction du stade de développement cellulaire et de l'activité fonctionnelle de 500 à 2000 mt. Les fonctions des mitochondries sont associées au transfert d'électrons, d'ions et de substrats dans la cellule. De plus, des substances sont synthétisées dans les mitochondries qui accumulent l'énergie chimique de la cellule.

Les cellules de levure matures contiennent une grande vacuole. Lors de la formation du rein, la vacuole, selon toute vraisemblance, se décompose en vacuoles plus petites, qui se répartissent entre la cellule mère et le rein. Par la suite, ces petites vacuoles fusionnent à nouveau, formant une vacuole chacune dans les cellules mère et fille. La fonction de la vacuole n'a pas été précisément établie. Il contient des enzymes hydrolytiques, des polyphosphates, des lipides, des ions métalliques, etc. La vacuole fonctionne probablement comme un réservoir pour stocker les nutriments et les enzymes hydrolytiques.

Le contenu intracellulaire d'une cellule de levure (à l'exception du noyau, des mitochondries et des vacuoles) est connu pour être appelé le cytoplasme, qui se compose d'eau, de lipides, de glucides, de divers composés de haut et de bas poids moléculaire, de sels minéraux, etc. l'examen de la cellule au microscope électronique a montré une structure complexe du cytoplasme sous forme de granules dont les fonctions et les propriétés chimiques sont insuffisamment étudiées. Le cytoplasme joue un rôle important dans la biochimie de la cellule et est en étroite interaction avec les organites qu'il entoure.

Une caractéristique distinctive de la population de cellules de levure en croissance est la présence de bourgeons formés lors de la division cellulaire. La cellule fille se présente sous la forme d'un petit bourgeon qui se développe pendant la majeure partie du cycle cellulaire. La croissance des levures se produit principalement pendant la formation des bourgeons, de sorte qu'un bourgeon a plus ou moins la même taille qu'une cellule mature au moment où il se sépare (voir Figure 2). Les cellules peuvent se disperser peu de temps après la division, mais souvent avant qu'elles ne divergent, de nouveaux cycles de division cellulaire commencent, entraînant la formation de groupes de cellules. Au site de séparation des cellules les unes des autres, il reste des traces, appelées cicatrice fille dans la cellule mère et cicatrice de naissance dans la cellule fille. Deux bourgeons n'apparaissent jamais au même endroit sur la paroi cellulaire. A chaque fois le rein laisse une nouvelle cicatrice fille sur la paroi de la cellule mère. Par le nombre de cicatrices, vous pouvez déterminer le nombre de reins formés par une cellule donnée, ce qui vous permet d'estimer l'âge de la cellule. Il a été établi que les cellules haploïdes ont un maximum de 18 et diploïdes - 32 cicatrices rénales.

Riz. 2. Représentation graphique d'une cellule en herbe.

Méthodes de microscopie optique et de contrôle microbiologique utilisées dans la technologie de l'alcool.

Dans la technologie de l'alcool, lors de l'analyse microscopique d'une population de levures avec un microscope optique à lentille sèche, l'apparence des cellules est examinée par la méthode de la goutte écrasée sous des formes non colorées ou colorées (préparations à vie), le nombre total de cellules et le le pourcentage de cellules bourgeonnantes est compté et la présence de micro-organismes étrangers est déterminée.

méthode de la goutte écrasée

Une goutte de la suspension étudiée avec des cellules de levure est appliquée sur la lame de verre, qui est recouverte d'un couvercle en verre sur le dessus. L'échantillon résultant est visualisé au microscope, où les micro-organismes sont visibles dans différents plans. Cette méthode est simple, elle est utilisée dans l'étude de la mobilité et de la structure interne des cellules de micro-organismes. La méthode de la goutte écrasée sans utilisation de colorants permet de distinguer les cellules de levure par l'épaisseur de la paroi cellulaire et de la membrane, l'état du cytoplasme, la présence ou l'absence de vacuoles, le pourcentage de cellules bourgeonnantes et mortes, et la présence de bactéries lactiques.

Calcul du pourcentage de cellules bourgeonnantes

Pour déterminer le nombre de cellules en herbe, une goutte de suspension de levure sans inclusions solides et d'eau distillée est appliquée sur une lame de verre, recouverte d'une lamelle, l'excès de liquide est prélevé avec un morceau de papier filtre et microscopique. Chez la levure mature, plus de 10% des cellules bourgeonnent.

Exemple.Un total de 33+35+29+32+30=159 cellules de levure ont été trouvées dans 5 champs de vision, y compris le bourgeonnement 4+5+3+5+3=20. Le pourcentage de cellules bourgeonnantes est de 20 x 100/159 = 12,5 (%).

Mesure des valeurs de micro-organismes

L'unité de mesure de la taille des micro-organismes est le micron (µm), égal à 0,001 millimètre (mm). Lors de la mesure, un micromètre oculaire est utilisé - un verre rond sur lequel est appliquée une échelle (chaque millimètre de l'échelle est divisé en 10 divisions). Le verre est placé sur l'ouverture de l'oculaire de manière à ce que le côté avec divisions soit en haut. Pour calibrer les valeurs d'une division du micromètre oculaire, on utilise un micromètre objet, qui est placé sur la platine du microscope et considéré comme une préparation. L'objet micrométrique est une plaque de verre avec une échelle dont une division est égale à 0,01 mm (ou 10 microns). Sur la fig. La figure 3 montre le champ de vision du microscope avec les échelles de l'oculaire-micromètre et l'objet du micromètre. Par coïncidence des divisions des deux échelles, un facteur d'échelle est défini pour déterminer la vraie valeur d'une division du micromètre de l'oculaire. Sur la figure, les divisions du micromètre objet coïncidaient avec les divisions du micromètre oculaire n° 2 et n° 8, ou 30 divisions du micromètre oculaire coïncidaient avec 5 divisions du micromètre objet (comprenant 50 microns). Ainsi, une division du micromètre de l'oculaire est approximativement égale à 1,67 microns (50/30=1,666...). Si, au lieu d'un objet-micromètre, une préparation avec de la levure vivante est placée sur la platine du microscope, leurs dimensions visibles (longueur et largeur) peuvent être déterminées en examinant la préparation à travers le même objectif et oculaire et avec la même extension du tube . Pour ce faire, il est nécessaire d'établir à quel nombre de divisions oculaires correspond la valeur de l'objet mesuré, puis de multiplier ce nombre par la valeur obtenue du facteur d'échelle (dans notre cas, égal à 1,67 μm). Les résultats de mesure obtenus ne se prêtent pas à un traitement mathématique conformément à la théorie de l'expérience, mais ils donnent une idée de la taille des micro-organismes étudiés.

Comptage de cellules

Pour compter le nombre de cellules de levure, il utilise une chambre de comptage Goryaev, qui est une lame de verre épaisse avec des fentes transversales appliquées dessus. qui forment trois transversales

Riz. 3. Échelles micrométriques d'objet et lentille micrométrique pour mesurer l'ampleur des micro-organismes au microscope

des sites. Le milieu d'entre eux est divisé en deux parties, chacune étant gravée d'une grille (voir Fig. 5) d'une surface de 9 mm 2, divisée en 225 grands carrés d'une surface de 0,04 mm 2 chacun (15 rangées de 15 carrés) et 400 petits carrés d'une surface de 0,0025 mm 2 chacun (chaque troisième rangée de grands carrés dans le sens horizontal et vertical est divisée en 16 petits carrés). La plate-forme médiane de la lame de verre est abaissée de 0,1 mm par rapport aux deux autres zones, sur lesquelles un couvre-sol spécial en verre de taille 18x18 mm est appliqué, ce qui assure la création d'une chambre pour la suspension de levure. Le nombre de cellules est déterminé selon la formule O = A x K 1 x K 2 x B, où B est le nombre de cellules dans 1 ml de suspension, pcs/ml ; Et le nombre de cellules dans 80 petits carrés, morceaux; K., coefficient de profondeur de chambre (avec une profondeur de chambre de 0,1 mm

Riz. 4. Appareil photo de Goryaev : 1 - lame de verre ; 2 - verre de couverture spécial; 3 - chambre pour suspension de levure; 4, 6 - plate-forme pour lamelle; 5 - grille pour compter les cellules de levure; 7 - fente pour l'introduction de la suspension de levure

K1 = 10 ; avec une profondeur de chambre de 0,2 mm K 1 = 5); K 2 - facteur de conversion de volume, 1/ml (K 2 = 5000 1/ml); B - facteur de dilution de l'échantillon (pour la levure B=10). Lors du comptage des cellules de levure dans une chambre de Goryaev avec une profondeur de 0,1 mm et une dilution au 1/10 de la suspension de levure B = 5 x 10 4 A x B.

Dans la levure mature et le moût en fermentation (pendant la fermentation principale), le nombre de cellules de levure dépasse 80 millions de pcs/ml.

Calcul du pourcentage de cellules mortes dans une suspension de levure

Pour déterminer le nombre de cellules mortes, une goutte de suspension de levure non filtrée et une solution de bleu de méthylène (1 : 5000), qui colore les cellules mortes en bleu, sont appliquées sur une lame de verre. La goutte est recouverte d'un couvercle en verre, l'excès de liquide est recueilli avec un morceau de papier filtre et au microscope après 2 minutes. Dans le champ de vision du microscope, le nombre total de cellules de levure est compté, puis uniquement les bleues, après quoi la préparation est déplacée et le comptage est effectué dans un nouveau champ de vision. Ainsi, le nombre total de cellules dans cinq champs de vision est compté. Après comptage, le pourcentage de cellules mortes est calculé. Dans la levure mature, le nombre de cellules mortes ne doit pas dépasser 1 %. Exemple. Un total de 43 + 45 + 39 + 42-40 = 209 cellules de levure ont été trouvées dans cinq champs de vision, dont 1 + 0 + 0 + 0 + 1 = 2. Le pourcentage de cellules mortes est de 2 x 100/209 = 0,96 (%).

Riz. Fig. 5. Grille de comptage des cellules de levure dans la chambre Goryaev : 1 - grand carré ; 2 - petit carré

Détermination de la teneur en glycogène dans les cellules de levure

Avec la technologie normale, le glycogène s'accumule dans la levure lorsque les 2/3 du sucre du moût sont fermentés et que la levure est apte à être utilisée en production. Pour déterminer la quantité de glycogène dans les cellules de levure, une goutte de suspension de levure non filtrée et 2 gouttes d'une solution d'iode à 0,5 % (0,5 g d'iode et 1 g de KJ pour 100 ml d'eau) sont appliquées sur une lame de verre, les gouttes sont mélangés, recouverts d'une lamelle, prélevés en excès de liquide avec une feuille de papier filtre et au microscope. Lorsque le rapport entre la suspension de levure et la solution d'iode est de 1:2, après 2 à 3 minutes, les cellules deviennent jaune clair et le glycogène devient brun. Il est impossible d'utiliser une solution d'iode plus forte que 1%, car elle colore en brun non seulement le glycogène, mais la cellule entière. Chez la levure mature, le glycogène occupe de 1/3 à 2/3 des cellules.

Définition de l'infection bactérienne

Pour déterminer le pourcentage d'infection bactérienne (principalement des bactéries lactiques), une goutte de suspension de levure sans inclusions solides est prélevée sur un échantillon de levure et placée sur une lame de verre, où une goutte d'eau distillée est ajoutée. Les deux gouttes sont mélangées et recouvertes d'une lame de verre, en éliminant l'excès de liquide avec une feuille de papier filtre, et microscopiques. Les levures industrielles étant conservées dans des conditions non stériles par la méthode de culture naturellement pure, une certaine quantité de bactéries peut toujours s'y trouver. Avec une technologie normale, dans la levure sulfurique dans le champ de vision d'un microscope (avec un objectif x40 et un oculaire x7 ou plus), on trouve de 1 à 3 cellules bactériennes, parmi lesquelles il n'y a généralement pas de formes mobiles. La présence de plus de bactéries dans le champ de vision du microscope indique une augmentation de l'acidité de la levure industrielle ou du moût fermenté. Les formes motiles de bactéries porteuses de spores ne se développent généralement pas pendant l'acidification de la purée de levure en raison de l'accumulation d'alcool éthylique.

Apparition de cellules de levure

La levure dormante en culture pure, les cellules jeunes, matures, âgées, affamées et mortes peuvent être identifiées par leur taille et leur forme, leur structure et leur contenu interne.

Taille et forme des cellules de levure

En moyenne, les tailles cellulaires des levures de race XII sont de 6x9 µm, cependant, selon les conditions environnementales, l'âge et les conditions de développement (acidité, accès à l'oxygène, etc.), leurs tailles réelles varient de haut en bas. Les formes de levure d'une race sont déterminées principalement par les conditions de développement. Les cellules sont ovales lorsqu'elles sont cultivées sur du moût de céréales; lorsqu'elles poussent sur un milieu solide, toutes les races de levures produisent des cellules plus ou moins allongées ; les levures ont également une forme quelque peu allongée au moment du développement intensif.

La structure et le contenu interne de la cellule

L'analyse microscopique des cellules de levure doit prêter attention à l'épaisseur des membranes; type de cytoplasme; la présence de vacuoles et de glycogène dans les cellules ; nombre de cellules mortes dans la population. Dans les cellules jeunes, l'épaisseur de la membrane est à peine perceptible, tandis que dans les cellules âgées, elle apparaît sous la forme d'un rebord bien visible, qui devient à double contour avec le vieillissement. Le type de cytoplasme peut être homogène ou granuleux. La granularité est principalement caractéristique des cellules âgées, malades et développées dans des conditions anormales (température élevée ou changements de température, acidité élevée, infection). Le retard du cytoplasme par rapport à la membrane cellulaire se produit lors de la plasmolyse ou indique la destruction de la cellule. La quantité de glycogène dans les levures n'est pas constante et dépend de leur âge. La plus grande quantité de glycogène s'accumule dans la levure mature.

Vue des cellules de levure sous une lentille de microscope en fonction de leur âge

Apparence et contenu des cellules	Âge des cellules de levure
	Repos (culture pure)	Jeune (immature)	mature	trop mûr (Agé de)	affamée	Morte
	ovale	ovale	ovale	Les cellules rétrécissent	Cellules grimacer
La taille			Grand	Diminué en taille	Diminué en taille
cellules en herbe	Non ou célibataire	Bourgeonnant 10%	Bourgeonnant 10%	Non ou Célibataire
coquille	Très fin	Très fin	bien défini	Épais ou double face	Épais ou double face	Se dissout et se désintègre
Cytoplasme	homogène	Doux et homogène	Hétérogène ou granuleux	très granuleux	très granuleux	Grumeleux
Vacuoles				Occupe parfois toute la cellule
Glycogène	dans des cellules individuelles	Prend moins 1/4 de cellule ou manquant	Occupe de 1/3 à 2/3 d'une cellule	En petites quantités	Disparu	Disparu

Type de cellules de levure en fonction de l'âge

En levure jeune la membrane est très mince, le cytoplasme est tendre et homogène. Il n'y a pas de vacuoles ou de petites vacuoles sont visibles dans un petit nombre de cellules. Glycogène dans les cellules individuelles. levure mature ont des coquilles bien définies. Sensiblement 10-15% des cellules avec des reins. Hétérogénéité, la granularité est visible dans le cytoplasme, des vacuoles de taille moyenne apparaissent, les cellules contiennent beaucoup de glycogène. Le nombre de cellules mortes ne dépasse pas 1%. À levure trop mûre une coquille épaisse est bien visible avec une forte granularité du cytoplasme. Les grandes vacuoles occupent presque toute la cellule. Si la levure manque de nutriments, la taille des cellules diminue. Bourgeon de cellules individuelles. Le pourcentage de cellules mortes augmente progressivement avec l'âge.

Coquilles levure affaméeépais (dans certaines cellules, les membranes ont une épaisseur variable), leur contenu est granuleux. Les cellules diminuent de taille, rétrécissent, s'allongent légèrement. Il n'y a pas de vacuoles, pas de glycogène. Mort et destruction de la levure se déroule en plusieurs étapes. Le cytoplasme devient grumeleux, mais adhère à une membrane bien visible. Puis la coquille s'estompe et se désintègre. Le protoplasme devient encore plus granuleux et se fragmente en petits morceaux. Parfois, la coquille reste, mais le protoplasme est en retard, se rassemble en une masse au centre, la cellule s'allonge, prend une forme irrégulière et s'effondre. Le tableau montre des données sur l'apparence des cellules de levure en fonction de leur âge.

Apparition de cellules de levure lors de la génération de levure

Au démarrage de la plante (lors du développement de la production, en début de saison ou lorsque le matériel est infecté), la levure est préparée à partir d'une culture pure qui pénètre dans la plante dans un tube à essai. L'élevage d'une culture pure est réalisé par transfert successif de cellules d'un tube à essai dans un flacon de 500 ml, puis dans une bouteille de cinq litres et une liqueur mère, d'où la levure pénètre dans la levure, où la levure de production est préparée.

Culture de levure pure

Sur la fig. La figure 6 montre une image du champ de vision d'un microscope avec des cellules de levure transférées d'un tube à essai avec une culture pure dans un flacon avec du moût. Les membranes cellulaires sont très fines, le cytoplasme est tendre et homogène, il n'y a pas de vacuoles. Il n'y a pas de bactéries lactiques dans le champ de vision du microscope, ce qui indique la bonne qualité de la culture de levure pure. Sur la fig. 7 Levure d'un flacon de 500 ml après 24 h de croissance. Les coquilles minces, le cytoplasme homogène des cellules et l'absence de vacuoles indiquent la jeunesse de la levure. L'absence de bactéries lactiques dans le champ de vision du microscope et un grand nombre de cellules en division (plus de 15%) confirment encore une fois la bonne qualité de la culture pure.

Levure de fabrication

La qualité de la levure avant son passage en production est déterminée par le nombre de cellules bourgeonnantes, la présence de bactéries lactiques dans la levure, le nombre de cellules mortes, le gras de la levure (quantité de glycogène dans les cellules), la nombre de cellules dans 1 ml de levure. Sur la fig. Les figures 8 à 11 montrent des images des champs de vision d'un microscope avec des échantillons de levure mature d'une levure lors de la détermination de leur qualité avant de les transférer à la production.

Toutes les images montrent de grandes cellules de forme ovale avec des membranes clairement définies et un cytoplasme granuleux. Plus de 10% des cellules bourgeonnent et dans le champ de vision du microscope, il n'y a pas plus de 3 cellules de bactéries lactiques (voir Fig. 8). Le nombre de cellules mortes ne dépasse pas 1% (voir Fig. 9). La teneur en glycogène indique le gras de la levure (voir Fig. 10). Le nombre de cellules de levure est de 120 millions de pièces/ml (voir Fig.-11). Sur la base de l'analyse effectuée, une seule conclusion peut être tirée : la levure dans la levure est de bonne qualité et peut être transférée à la production.

Dans certains cas, une infection à levures se produit, principalement avec des bactéries lactiques. Sur la fig. 12 est une image du champ de vision d'un microscope avec des échantillons de levure infectée mature. Grandes cellules ovales avec des membranes bien définies et un cytoplasme granuleux. Un nombre important de cellules bourgeonnent, mais il y a plus de 3 cellules de bactéries lactiques dans le champ de vision du microscope. Une telle levure n'est pas adaptée à une utilisation en production.

Lorsque les distilleries s'arrêtent (manque de ventes de produits finis ou refonte), la levure est stockée à une température de 10...12°C pendant plusieurs mois. Sur la fig. 13 montre une image du champ de vision d'un microscope avec un échantillon de levure réfrigérée à partir de levure, qui a été stockée à une température de 7 ... 10 ° C pendant 45 jours. Les cellules de levure varient en taille et en forme. Certaines cellules ont une forme ovale et des membranes emballantes avec un cytoplasme homogène, comme les cellules jeunes ou matures. D'autres cellules ont perdu leur forme, des membranes épaisses d'épaisseur variable, le cytoplasme est très granuleux, ce qui permet de les attribuer à des cellules affamées et trop mûres. La levure réfrigérée est utilisée dans la production. Sur la fig. 14 montre une image du champ de vision d'un microscope avec un échantillon de levure mature de levure, dans la culture de laquelle de la levure froide a été utilisée. Les cellules sont grandes, de forme ovale, avec des membranes clairement définies et un cytoplasme granuleux. Certaines cellules bourgeonnent, le nombre de cellules de bactéries lactiques ne dépasse pas la norme. Deux cellules ont des obus détruits. Selon toute vraisemblance, il s'agit de restes de cellules de levure froide. La levure est adaptée à une utilisation en production.

Riz. 6. Culture de levure pure

Riz. 7. Culture de levure pure après 1 jour

Riz. 8. Levure mûre à partir de levure

Riz. 9. Levure mature (calcul du pourcentage de cellules mortes)

Riz. 10. Levure mature (détermination de la corpulence de la levure)

Riz. 11. Levure mature (compter le nombre de cellules dans un millilitre de levure)

Riz. 12. Levure infectée mature

Riz. 13. Levure mûre issue de levure après 45 jours de conservation à température 7.. .12 °С

Riz. 14. Levure mûre à partir de levure cultivée à partir de levure réfrigérée

Apparition de cellules de levure pendant la fermentation du moût

Lors de la fermentation du moût, il est conseillé de procéder à une analyse microscopique en cas d'augmentation de l'acidité titrable de la maische pendant la fermentation de plus de 0,2 °K (acidification de la maische). Sur la fig. La figure 15 montre une vue au microscope d'un échantillon provenant d'une cuve de fermentation aigre (schéma périodique de fermentation du moût, 72 heures de fermentation). La fermentation du moût étant terminée, l'analyse de l'aspect et du contenu interne des cellules de levure ne donne pas de résultat. Un grand nombre de bactéries lactiques dans le champ de vision du microscope indique une acidification bactérienne de la cuve de fermentation.

Riz. 15. Infusion de cuve de fermentation infectée

Actuellement, les distilleries utilisent plusieurs schémas technologiques pour la production d'alcool à partir de céréales, qui diffèrent par la température du traitement thermique des matières premières: utilisation d'appareils de type "Genz" - jusqu'à 165 ° C; unités de cuisson continue (schéma Michurin) - jusqu'à 150 °C; dispositifs pour le traitement hydrodynamique du lot - jusqu'à 95 °C. De plus, les distilleries utilisent diverses matières saccharifiantes : malt ; préparations enzymatiques brutes obtenues dans les conditions d'une usine d'alcool; préparations enzymatiques purifiées produites par des usines biochimiques spécialisées. Les méthodes de traitement thermique du lot et les préparations enzymatiques utilisées affectent tous les indicateurs technologiques, y compris les indicateurs de préparation de levure et de fermentation du moût. L'atlas fournit des recommandations sur l'utilisation de l'analyse microscopique dans la production d'alcool à partir de céréales à l'aide de dispositifs de traitement hydrodynamique du lot, de préparations enzymatiques purifiées et de levure sulfatée.

Infection de culture de levure pure

L'analyse microscopique d'un échantillon de levure provenant d'un tube à essai avec une culture pure ou d'un flacon après 20 heures de croissance a montré la présence de bactéries lactiques dans les champs du microscope. Une culture de levure pure est infectée (en règle générale, cela se produit lors d'un stockage à long terme à des températures élevées). Il est nécessaire de changer la culture de levure pure. Si l'infection est ré-identifiée dans une culture pure, il est conseillé de changer de fournisseur de culture pure de levure.

Infection à levures industrielle

L'analyse microscopique d'un échantillon de levure mature à partir de levure a montré la présence de plus de 3 cellules de bactéries lactiques dans le champ de vision du microscope, ce qui indique une infection de levure mature. L'infection à levures survient pour les principales raisons suivantes : l'utilisation de céréales de mauvaise qualité ; l'utilisation de l'eau des réservoirs à ciel ouvert (surtout pendant la saison chaude); l'utilisation de préparations enzymatiques de mauvaise qualité; lavage et stérilisation de mauvaise qualité des équipements et des canalisations ; violations des indicateurs réglementaires pour la préparation de levure; fonctionnement des équipements obsolètes de l'usine.

Dans le coût de l'alcool, le coût des céréales prend 40 à 60% et l'utilisation de céréales bon marché améliore les performances économiques de la production. Cependant, lors de l'utilisation de matières premières de mauvaise qualité, des pertes d'alcool se produisent à la suite d'une infection. Il est conseillé d'utiliser du grain dont la qualité n'est pas inférieure au premier degré de défectuosité : grain ayant quitté le stade de dormance ; montrant des processus physiologiques améliorés (respiration) qui contribuent à l'activité vitale des micro-organismes ; ayant des odeurs maltées ou putrides, mais aptes à la production. S'il est nécessaire de traiter des grains de mauvaise qualité, la température du traitement thermique du lot doit être augmentée à 130...135 °C.

Lors de l'utilisation d'eau provenant de réservoirs ouverts pendant la saison chaude, la température du traitement thermique du lot peut être augmentée à 130...135 °C. Il est préférable d'utiliser de l'eau de qualité potable provenant d'un aqueduc ou d'un puits artésien. Il est conseillé d'utiliser des méthodes de désinfection de l'eau ou des lots en les traitant avec des rayonnements magnétiques et autres utilisés dans les industries alimentaires et médicales dans la transformation des aliments et du matériel médical.

S'il n'est pas possible de trouver la source d'infection de la levure mature, les préparations enzymatiques sont contrôlées pour leur contamination bactérienne. Les enzymes sont les premières à être infectées. produit dans les conditions des distilleries et brut (sous forme liquide) transporté par route ou par rail (surtout en saison chaude). Lorsque les préparations enzymatiques sont infectées, elles sont remplacées par des préparations de haute qualité et le fournisseur d'enzymes est changé.

Le lavage de l'équipement pendant la génération de levure est effectué avec des brosses et de l'eau des tuyaux (pression 3-4 kg/cm 2 ) suivi d'une stérilisation à la vapeur. La consommation de vapeur est de 10 à 12 kg pour 1 m de levure avec une cuisson à la vapeur de 30 minutes. Le lavage des canalisations est effectué avec diverses solutions de lavage, suivi d'une stérilisation à la vapeur. Les serpentins internes les plus difficiles à nettoyer et à stériliser. Il est conseillé de remplacer les serpentins de refroidissement de la levure par des chemises de refroidissement et de laver la surface intérieure avec de l'eau chaude à une pression de 120-150 kt/cm : en utilisant des nettoyeurs à haute pression. Le plus grand effet de l'utilisation de ces nettoyants est obtenu lors du lavage des soudures bout à bout et d'angle à l'intérieur de l'équipement, ainsi que lors du lavage de la surface interne des levures avec des coques corrosives. L'utilisation de nettoyants permet de réduire la consommation de vapeur et de solutions de nettoyage, ainsi que d'éliminer le travail manuel lors du nettoyage des surfaces internes de l'équipement avec des brosses.

Le lavage et la stérilisation des canalisations sont effectués conformément à la réglementation. Le plus difficile est le lavage et la stérilisation des échangeurs de chaleur de type "pipe in pipe", qui refroidissent la masse saccharifiée de 52...60°C (selon les enzymes utilisées) à 22...28°C (selon la levure utilisée), surtout s'il y a souvent arrêt des pompes pompant la charge dans le saccharificateur, ce qui entraîne un retard de la masse dans l'échangeur de chaleur. Il est opportun de remplacer l'échangeur de chaleur à tube dans le tuyau par un échangeur de chaleur à plaques, dix fois plus petit, en acier inoxydable et facile à nettoyer et à stériliser une fois démonté.

Lors de la préparation de la levure, il est nécessaire de respecter les indicateurs de la réglementation technologique. Le plus difficile est de s'assurer que suffisamment d'eau est fournie aux serpentins de levure (surtout pendant la saison chaude) et de transférer sans délai la levure mûre dans la cuve de fermentation. Le remplacement des serpentins de refroidissement par une chemise de refroidissement permet de multiplier par plusieurs la surface de refroidissement de la levure et, en l'absence d'eau froide, d'obtenir le refroidissement de la masse de levure à la température requise. Ayant une surface de refroidissement importante dans la levure, il est possible d'obtenir un approvisionnement en levure rapide de la cuve de fermentation en modifiant la température de génération de levure. La réduction de la température de génération de levure à 25...27 °C permet d'augmenter le temps de préparation de la levure, et une augmentation de la température de génération de levure à 30...32 °C accélère la préparation de la levure.

Dans la technologie de l'alcool, les équipements capacitifs sont généralement en acier noir avec une épaisseur de paroi de 5 à 8 mm. La grande épaisseur de paroi permet l'utilisation de levure et de canalisations jusqu'à 25 ans sans réparation. Pendant ce temps long, des coquilles se forment sur les parois de la levure pour diverses raisons (corrosion du métal, processus de cavitation dans le liquide, fatigue du métal), qui sont mal lavées et contribuent à l'infection de la levure mature. Il est nécessaire de changer l'équipement à temps (une fois tous les 6-7 ans de fonctionnement) et, ainsi, d'exclure les foyers d'infection à levures.

Nutrition insuffisante des cellules de levure

L'analyse microscopique d'un échantillon de levure mature de levure a montré que le glycogène dans les cellules occupe moins de 1/4 du contenu interne et que la taille des cellules de levure a diminué. Cela indique que la levure n'est pas mûre et qu'il est trop tôt pour la transférer à la production, ou qu'elle a résisté et que les cellules ont besoin d'une nutrition supplémentaire. Dans le premier cas, il suffit d'augmenter le temps de génération des levures. Dans le second, il est conseillé de vérifier la durée du traitement hydrodynamique du lot de grains (l'intégralité du remplissage de l'appareil pour le traitement hydrodynamique du lot conformément à la réglementation), qui détermine la quantité de solides solubles de la matière première matériel et, en particulier, la dissolution des protéines des céréales, car le manque de nutrition azotée réduit l'activité fermentaire de la levure; dosage correct des enzymes dans le saccharifiant. En cas de manque de nutrition azotée, il est possible d'utiliser du carbamide, qui est pris en compte et dosé en fonction de la teneur en azote qu'il contient.

Augmentation du nombre de cellules mortes

L'analyse microscopique d'un échantillon de levure mature a révélé que la teneur en cellules mortes dépasse 1 % du nombre total de levures. La mort excessive des cellules de levure se produit lorsque la température augmente pendant la génération de levure au-dessus de la valeur régulée (30 °C) ou lorsque l'acidité du moût de levure augmente (au-dessus de 1,1 °K). Il est conseillé de surveiller la mise en place d'indicateurs réglementaires de génération de levures.

Nombre réduit de cellules pour 1 ml de levure et nombre insuffisant de cellules bourgeonnantes

Le comptage du nombre de cellules de levure au microscope a montré que leur teneur en levure est de 80 millions de pièces / ml, et le comptage du nombre de cellules en herbe a révélé que moins de 10% de levure en herbe dans le champ de vision du microscope. Il est nécessaire de vérifier le respect de tous les indicateurs réglementaires, la qualité du grain, les enzymes, l'acide sulfurique (déterminer la présence d'arsenic dans celui-ci). Les matières premières et les matières auxiliaires de qualité inférieure doivent être remplacées.

Infection au moût fermenté

L'analyse microscopique d'un échantillon de moût fermenté a montré la présence d'un grand nombre de bactéries lactiques. Il faut s'attendre à une diminution du rendement en alcool à partir de 1 tonne de céréales, car les nutriments des matières premières sont transformés par des bactéries en acide lactique. Les raisons de l'infection du moût peuvent être: violation des paramètres réglementaires lors de la fermentation; augmentation déraisonnable du temps de fermentation du moût, lorsque la quantité de glucides non fermentés dans le moût est inférieure à 0,65 g/100 ml (avec traitement hydrodynamique du lot après 48 à 60 heures de fermentation), et le moût continue d'être vieilli en cuve de fermentation jusqu'à 72 heures; manque d'eau de refroidissement.

En cas de violation des indicateurs réglementaires de fermentation du moût et d'augmentation déraisonnable du temps de fermentation, il suffit de prendre des mesures organisationnelles garantissant la discipline technologique dans l'entreprise. En cas de manque d'eau de refroidissement, des mesures techniques doivent être prises. L'utilisation de chemises de refroidissement au lieu de serpentins permet d'augmenter plusieurs fois la surface de refroidissement des cuves de fermentation, ce qui réduit considérablement la consommation d'eau. Dans les usines qui utilisent des échangeurs de chaleur déportés de type « pipe in pipe » pour le refroidissement de la purée, il est conseillé de les remplacer par des échangeurs à plaques, qui permettront un refroidissement plus efficace de la purée sans modifier la température de l'eau de refroidissement. Les carences en eau de refroidissement peuvent être compensées en abaissant sa température, grâce à l'introduction de tours de refroidissement et d'unités de réfrigération.

CONCLUSION

Dans la production d'alcool, le composant principal de la technologie est la levure, qui nécessite une grande attention et une attitude responsable de la part des préposés, ce qui n'est possible qu'à l'aide d'une analyse microscopique des cellules individuelles et de la population de levure dans son ensemble. Par l'apparition des cellules, il est possible de déterminer l'état physiologique de la levure et d'apporter des ajustements à la technologie. Les auteurs pensent que les images microscopiques de levure présentées dans cet atlas faciliteront le travail du personnel de la distillerie dans la sélection de la culture de levure pure, la génération de levure et la fermentation du moût.

Littérature

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Fermentation alcoolique- la base et le début de toutes les boissons contenant de l'alcool, que ce soit du vin, du whisky ou de la bière. La base même de cette fondation est constituée de matières premières, d'eau et de levure. Dans cet article, nous aborderons les différents types de levure de vin utilisés dans la vinification domestique et industrielle. Considérons quel type de levure sont - amicales, aidant à développer la richesse et la diversité des vins, et hostiles au vigneron, oppressant et gâchant non seulement le vin lui-même, mais infectant également des caves entières avec l'équipement.

La fermentation alcoolique (alias « fermentation ») est un processus biochimique effectué par la levure, dont le résultat idéal est la conversion des saccharides (principalement le saccharose, le glucose et le fructose) en alcool éthylique (le produit principal), en dioxyde de carbone et en de nombreuses traces chimiques. éléments (sous-produits nécessaires et non utiles, nocifs et bénéfiques).

Levure- champignons unicellulaires microscopiques. La microbiologie moderne les divise en plus d'un millier et demi d'espèces et mille autres sous-espèces, et elles peuvent à leur tour reproduire de nombreuses variations - en fonction des résultats de mutations et de renaissances contrôlées et incontrôlées (vous devez avoir rencontré cela vous-même si vous utilisé plusieurs fois la même levure en les propageant indépendamment).

Depuis l'Antiquité, l'homme a adopté la fermentation alcoolique, mais l'industrie alimentaire et la science découvrent encore de plus en plus de nouvelles possibilités et caractéristiques d'utilisation de la levure pour produire de l'alcool éthylique. Beaucoup d'efforts se concentrent précisément sur le développement du marché de la vinification et de la microbiologie qui lui est associée, c'est toute une industrie - l'œnologie. L'œnologie est engagée dans l'étude et l'élevage de bactéries, le développement d'enzymes, la recherche et la reproduction de levures qui possèdent les qualités nécessaires aux viticulteurs, permettant l'élaboration de nombreux vins et boissons vinicoles, la découverte de nouvelles facettes et saveurs, ainsi que la préservation anciens et rares qui sont devenus le patrimoine historique de l'humanité.

Les principaux types de levure (saccharomyces - ce sont les amis de tous les alcovars - vignerons, brasseurs et boulangers) utilisés dans la production de boissons alcoolisées (y compris à la maison).

Tableau pour plus de clarté. Voici quelques races de levures, dont les variations (différentes souches de la même espèce) sont populaires dans la vinification industrielle (et parfois domestique). A noter que le choix d'une race particulière est déterminé, entre autres, par les conditions de fermentation. Certaines races de levure de vin recommandées pour la vinification sont présentées dans le tableau (certains de leurs analogues étrangers sont disponibles à l'achat dans notre magasin).

"Saccharomyces cerevisiae"(Saccharomyces cerevisia) est le type de levure le plus répandu, le plus diversifié et le plus "apprivoisé" actuellement dans le monde. Ce sont les différentes races de ce type de Saccharomyces qui sont leaders dans le domaine de la boulangerie, du vin, de la bière et de la levure alcoolique. Ils sont si divers et leur champ d'application est vaste qu'ils méritent un article à part. Malheureusement, ils ne sont pas toujours rencontrés dans la vinification sauvage, et étant donné que parmi Saccharomycetes cerevisia, il existe des centaines de sous-espèces affectant négativement (à un degré ou à un autre) le vin, la probabilité d'une "infection réussie" devient encore plus faible, mais pas absente ;

"Saccharomyces vini"(Saccharomyces blâme) - ils vivent principalement sur les raisins mûrs (et surtout endommagés) et dans les jus (à l'abri des influences extérieures). Souvent, ils peuvent être trouvés dans le sol, dans le système digestif des insectes (en particulier les mouches des fruits, les guêpes et les abeilles), ainsi que dans l'industrie du vin (y compris les caves à domicile) - sur les murs, les ustensiles et l'équipement. Cependant, dans la vinification domestique, ils sont utilisés de manière très limitée, ils peuvent avoir de nombreux effets indésirables - par exemple, opacification du vin et formation de suspension ;

"Saccharomyces oviformis"(Saccharomyces oviformis) - le plus souvent l'utilisation de cette race en vinification peut être bénéfique. Ils sont utilisés pour fermenter des moûts à haute teneur en sucre et sont bien adaptés à la production de vins secs. Les représentants modernes de cette race de levure sont populaires dans la production de champagnes.

Il existe également des courses nationales: «Leningrad», «Kyiv». Les inconvénients de l'utilisation de ces souches peuvent inclure la refermentation du vin fini (le plus souvent demi-doux, mais pas exclusivement), ainsi que la turbidité et la formation de sédiments tardifs. L'utilisation la plus productive de ces souches pour la production de Sherry - vin fortifié. Des représentants aiguisés pour cela (une variété appelée " Oviformis Cheresiensis”) - "Sherry 96-K" et "Sherry-20-C" - cependant, ils génèrent très rapidement un film sur le vin fort (16-17% vol.).

"Saccharomyces bayanus (uvarum)"(Saccharomyces bayanus uvarum) - on les trouve le plus souvent dans les vins et les jus de fruits. C'est une levure très lente - elle se développe lentement, la mutation est difficile à contrôler en raison des processus microbiologiques difficiles à distinguer pour le niveau de contrôle actuel de la vinification domestique. Ce ne sont pas des levures à haut degré d'atténuation (formation d'alcool), mais elles ont une caractéristique rare - une stabilité et une résistance au froid accrues. Quant aux produits de fermentation, ils sont quasiment identiques à ce que produit la souche de levure précitée. S.Vini. Caractéristiques - de nombreuses races (mais pas toutes) de cette variété sont capables de former le sédiment de levure le plus dense (ne pouvant pas être remis en suspension), la mousse est presque complètement absente, elles donnent une teneur accrue en glycérine. Parmi les races les plus populaires - "Novotsimlyanskaya 3", alors qu'il est presque inaccessible pour la vinification à domicile, mais a fait ses preuves pour la production de vins mi-doux.

Mais toutes les levures ne sont pas identiques. Ensuite, considérez quelques ennemis dangereux et ignobles des vignerons - la levure, qui a des propriétés totalement hostiles.

"Pichia"/"Hansénule"/"Candide" et autres pellicules sont de sérieux ennemis, nuisibles et coupables des vins ratés (en particulier lors de l'utilisation de levures sauvages). Leur principale caractéristique est la formation d'un film à la surface du vin, notamment en conditions aérobies ( joint d'eau (joint d'eau) aider). Les cellules de ces levures nocives ont une forme instable - il existe des formes elliptiques, ovales, en forme de saucisse et en forme de massue et allongées de manière disproportionnée. Certaines d'entre elles (Pichia et Hansenula) forment des spores, tandis que d'autres se reproduisent par bourgeonnement. Ces races sont capables de faire fermenter le moût de vin à grande vitesse en l'oxydant. Certains d'entre eux ne peuvent pas produire suffisamment d'alcool pour le vin moderne, par exemple, Hansenula - ne donne que jusqu'à 5% d'éthanol.

Dans un moût correctement préparé, ils ne sont généralement pas dangereux, car. sont contenus en petites quantités. Si vous respectez les conditions technologiques d'élaboration et de conservation des matières viticoles (étanchéité, stérilité de la matière et de l'atmosphère environnante), à ​​partir desquelles le vin sera élaboré, il n'y a rien à craindre. Mais avec une mauvaise préparation (les vignerons débutants/ignorants aiment ne pas laver les raisins (ne connaissant pas sa microflore), utiliser de l'eau et des récipients non préparés) - la souche commence rapidement à se multiplier à la surface. Cela conduit à la création déjà pendant 2-3 jours (parfois plus tard) d'un film brillant, puis d'un film plié (boutonneux), qui peut être dans une large gamme de couleurs - du blanc et du transparent terne au gris.

Si le vin est soudainement infecté, le film n'est pas le pire. La formation de film signifie une nouvelle étape de fermentation - la fermentation avec oxydation des sucres. Au cours du processus, non seulement les alcools éthylique, mais aussi amylique et butylique, ainsi que les acides acétique, butyrique, succinique et divers composés esters de ces acides sont nécessairement formés. En conséquence, le moût dégage une odeur caractéristique très désagréable. La probabilité est particulièrement élevée si vous utilisez de la pulpe - alors les conditions les plus favorables viennent pour des races comme Pichia / Hansenula (par conséquent, nous recommandons d'utiliser une levure de fruit et d'alcool plus forte pour la production de chacha, qui peut niveler ce processus).

Certaines levures filmogènes (que l'on trouve souvent en fermentation sauvage - peuvent être à l'inverse très résistantes à l'alcool (et aussi aux sulfites), ce que certains vignerons malchanceux apprécient au départ. Elles peuvent se sentir à l'aise même à 14% vol. et 400- 500 mg / l SO2 Pour la même raison, dans les vins de table (auxquels il y a accès à l'oxygène), ils se sentiront très à l'aise, formant progressivement diverses impuretés qui conduisent à la détérioration du vin (en particulier le vin fait maison et non fini sans conservateur). restituent très rapidement sulfates et sulfites, tout en générant une forte teneur en hydrogène sulfuré et divers composés soufrés, ceci est à l'origine d'une désagréable odeur de pourriture.

La fleur est l'une des maladies les plus courantes du vin qui donne un aspect désagréable (précipitation, suspension, îlots, trouble) et une odeur désagréable, souvent due à la présence de levures actives des races et races précitées dans le moût. De plus, ce sont les pires ennemis de la production de vins secs, de champagne et de sherry - attention !

Le développement et la reproduction de levures malignes dans le vin peuvent être évités en limitant l'accès à l'oxygène (encore une fois, un joint d'eau) et en définissant les bonnes conditions de stockage du vin - basses températures, et les récipients eux-mêmes doivent être complètement remplis - sans laisser une grande quantité d'espace libre. Parfois, un appoint en temps opportun peut être nécessaire - ne le négligez pas.

"Zygosaccharomyces"- un autre représentant de la microflore nuisible (pour le vigneron). Cette race de levure est très osmophile - elle se sent bien dans des conditions extrêmesmoût de thé sucré, se développer même avec une teneur en sucre de 60 et même 80 grammes par 100 ml. (fermentation sous vide du moût, diverses préparations maison - miel, confitures, conserves). Ils provoquent le processus de fermentation dans des conditions aussi extrêmes (imaginez à quel point il s'agit d'un hydromodule incroyable) et gâchent ainsi considérablement le produit. Paradoxalement, cette souche n'est pas non plus très résistante à l'alcool - elle ne forme en moyenne pas plus de 10-11% d'alcool, alors qu'elle fermente pendant une durée extrêmement longue, mais pendant ce temps, elle parvient à gâcher complètement le matériau/produit autrefois approprié. Cependant, la science moderne a également trouvé leur utilisation, bien que limitée - "Race Vierul, Maikopskaya, Krasnodarskaya 40" - peut être utilisée pour réduire l'acidité dans un moût très acide, car. traiter le matériau principalement par fermentation, pas par oxydation (comme d'autres nocifs).

"Codes de saccharomie"- les ravageurs réguliers des viticultures anciennes et modernes. Ce sont des levures complexes qui ont une grande forme et un type de reproduction instable - elles peuvent à la fois se diviser et bourgeonner. Ils ont une résistance à l'alcool allant jusqu'à 12% (et selon certains rapports jusqu'à 14%), et le moût lui-même est enrichi en acétate d'éthyle, ce qui a un effet néfaste sur la survie des cultures de levure pure et peut provoquer divers effets secondaires. (par exemple, une reprise brutale de la fermentation).

Saccharomycodes ludwigii- peut provoquer la reprise de la fermentation même du moût très sulfaté (tous les conservateurs ne sont pas une panacée). Ils supportent également des teneurs très élevées en SO2 dans les vins finis et les moûts.

"Hanseniaspora"(apiculatus) - une levure extrêmement commune qui peut être représentée à la fois comme sporogène (Hanseniaspora apiculata) et comme champignon asporogène (Klocker apiculata). Si les fruits sont abîmés, il est fort probable qu'ils soient déjà là, ne dédaignez pas les jus et les gros fruits (et les petits aussi, juste un peu moins souvent). Fait amusant : lorsque les raisins mûrissent, ils peuvent atteindre jusqu'à 99 % de toute la levure qui s'y trouve (une autre raison d'être propre : lavez les raisins et tout le matériel du vin !). La capacité de fermentation est faible - seulement environ 4-7% vol. l'alcool, cependant, les composés volatils, l'acétate d'éthyle, les acides butyrique, propionique et autres s'accumulent beaucoup. Souvent, ils sont la raison pour laquelle le moût ou le vin (surtout fait maison) n'est pas fermenté. Elles ont une croissance explosive et se multiplient très rapidement dans le moût, plusieurs fois plus vite que la croissance des autres levures - notamment nobles. Ils donnent au vin de l'amertume, beaucoup d'odeurs étrangères et en même temps fortes, ainsi que des nuances acétiques. Vous avez fait du champagne ou du sherry maison et vous avez des restes "collants" ? C'est aussi leur travail. La sulfitation (parfois augmentée) et la décantation à long terme peuvent aider.

"Torulopsis"- une race commune nuisible à la vinification, notamment en ce qui concerne les raisins. Ils se distinguent activement dans le jus de raisin déjà fermenté, qui a commencé avec de la levure sauvage (la pourriture dite noble). Ils peuvent être divisés en deux espèces principales (T. bacillaris et T. candida). Ces dernières années, il y a eu des informations selon lesquelles ils forment des spores, mais pour le moment, il est généralement admis qu'ils se reproduisent par bourgeonnement. Ils n'apparaissent pas souvent dans le vin, mais un invité fréquent dans le jus de raisin. Capable de fermenter du moût jusqu'à 12,5% de chiffre d'affaires en éthanol. En termes de biochimie, elles ne sont pas aussi nocives et destructrices que les autres levures qui se manifestent lors de la fermentation sauvage, elles forment des éléments chimiques beaucoup moins nocifs, mais elles forment - du mucus. D'accord, peu de gens seront ravis de boire du vin, dans lequel à certains endroits il y a des îles ressemblant à de la gelée ou quelque chose d'encore plus glissant. Ils sont également osmophiles (ils se sentent bien même si la teneur en sucre est de 60 à 80 grammes pour 100 ml) et aiment les températures élevées, et l'augmentation du SO2 n'est pas du tout perceptible pour eux.

Rhodotorule- c'est ce qu'on appelle la "levure rose", on les appelle ainsi à cause de la couleur caractéristique. Ils ne fermentent pas les sucres, mais les oxydent, créant ainsi un film rose dense. Ils contribuent à l'oxydation des jus, à la formation de turbidité et à la précipitation des vins de dessert et demi-doux (enfin, moelleux). Une caractéristique intéressante est qu'ils peuvent se nourrir des vapeurs d'alcool dans l'air, c'est pourquoi ils se retrouvent souvent "en flagrant délit" sur les murs des caves et même des caves sous forme de bave rose.

Au lieu de sortie :

Dans des conditions industrielles, la fermentation spontanée peut entraîner des conséquences indésirables. Pour éviter cela et obtenir un vin de bonne qualité, la fermentation est effectuée sur des cultures pures de races de levure spécialement sélectionnées, en les introduisant dans le moût pour un processus dirigé. Dans la vinification moderne, il est encore assez courant de tomber sur des levures neutres et adaptées à la vinification, elles peuvent ne pas être vraies (idéales, comme les cultures de levures pures), mais elles ne gâcheront pas le vin. Pour cette raison, on ne peut pas supposer sans équivoque que la fermentation spontanée entraînera nécessairement une détérioration du vin, mais cette possibilité existe toujours et parfois cette probabilité peut augmenter catégoriquement. Par exemple, si des levures tueuses nocives se trouvent sur une grappe de raisin, pendant la fermentation, elles sont capables de détruire les plus sensibles avec une grande rapidité (1 cellule tueuse peut tuer en moyenne 20 cellules nobles). De plus, il existe des races diaboliquement neutres (ne participant pas à la lutte intraspécifique) qui peuvent saturer le vin de composés chimiques inutiles, généralement malodorants.

L'utilisation de levure sauvage est souvent pleine de méchanceté - tout à coup, le moût cesse de "bouillir" ou une "fermentation différente" (filmeuse) commence. Par conséquent, si vous utilisez catégoriquement de la levure sauvage - ajoutez le dioxyde de soufre , les souches nobles sont généralement résistantes à la sulfitation, et les levures nocives ne le sont généralement pas (mais, malheureusement, pas toutes)

Des vins savoureux pour tous !

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