Effet des conditions de la fermentation sur la formation du diacétyle

Discussion

Le premier pic (figures 8 et 9) de la concentration en diacétyle apparait normalement tôt lors du déroulement de la fermentation classique. La concentration en diacétyle est ensuite réduite quand la levure assimile le diacétyle et le convertit par voie enzymatique en acétoine, qui à son tour est ensuite métabolisée. En particulier, on pense que le diacétyle est un sous-produit de la biosynthèse des acides aminés impliquant une relation entre la biosynthèse des acides aminés et la formation d’acétolactate, le précurseur du diacétyle. Le 2ème pic (figures 8 et 9) quand la concentration est élevée du diacétyle expliquée par la diminution des sucres fermentescibles et une activité maximale de la levure, d’où une concentration en diacétyle proportionnelle à la multiplication de la levure et à la dégradation des sucres fermentescibles (production associée à la croissance) .

Cependant, des problèmes surviennent quand des fluctuations métaboliques continuelles conduisent à une production par fermentation tardive de diacétyle en des quantités qui créent un 3ème pic (figures 8 et 9) qui peut être dû à la présence d’une concentration élevée en diacétyle dans le mout de bière. Les taux du diacétyle plus élevés résultant d’une production par fermentation tardive ne peuvent pas être réduits en dessous de son seuil gustatif dans le temps imparti. La concentration totale en diacétyle dans le mout de la bière à un temps donné pendant et après la fermentation résulte de la combinaison de la vitesse de formation du α-acétolactate, de sa vitesse de conversion, et de la vitesse de réduction du diacétyle en 2,3-butanediol et en acétoine. Toute latence de concentration élevée en diacétyle résultant d’une production par fermentation tardive ne peut être réduite avant que la bière subisse un traitement supplémentaire, ce qui peut nécessiter une maturation prolongée ou d’autres traitements ou mesures de correction pour amener la concentration finale en diacétyle à l’intérieur de la spécification cible du produit final souhaité ( la Norme [0-40]).

Solutions proposées Actuellement, pour éviter le diacétyle, on propose la limitation de l’étape de la garde ce qui peut aboutir à la réduction de la teneur en diacétyle. Des solutions ont donc été cherchées par les brasseurs pour éviter ou minimiser la formation de diacétyle afin d’accélérer la garde.

1. Contrôle du taux d’oxygène pendant la fermentation principale Il semble qu’un contrôle du niveau d’oxygène pendant la fermentation principale peut être un outil pour éviter l’apparition de diacétyle.

2. Fermentation sous pression Une fermentation sous pression permettrait de réduire la formation d’acétolactate et aboutirait à une réduction plus rapide du diacétyle (10 jours).

3. Intégration de l’enzyme α-acétolactate décarboxylase (référence6) L’ α-acétolactate décarboxylase (α-ALDC) est une enzyme qui n’est pas normalement présente dans la levure. Or, cette enzyme transforme l’ α-acétolactate directement en acétoïne. Plusieurs études ont montré que l’ajout d’α-acétolactate décarboxylase dans le moût en début de fermentation permettait d’éviter la formation de diacétyle.

4. Ajout des acides aminés L’ajout d’acides aminés modifie la régulation enzymatique de la voie biosynthétique de l’isoleucine-valine pour atténuer les problèmes liés au diacétyle. Il a généralement été trouvé que les taux de diacétyle et du 2,3-pentanedione tout au long de la fermentation étaient associés aux concentrations initiales des acides aminés libres. Cependant, seul l’ajout de valine au mout de bière réduit de manière conséquente la quantité de diacétyle tout au long de la fermentation , aucun autre ajout d’acides aminés dans le mout de bière n’a eu le même effet. L’ajout d’isoleucine augmente le diacétyle et /ou le α-acétolactate, mais supprime le 2,3-pentanedione.

5. Gestion du temps / Température La gestion du temps de maturation et/ou de l’accroissement de la température sont des procédés destinés à réduire le taux de diacétyle. Un procédé de traitement thermique pendant l’étape primaire de fermentation anaérobie peut ralentir le procédé de maturation puisque la condition anaérobie permet de convertir l’α-acétolactate directement en acétoine.00

Conclusion

La présence de cette fameuse cétone dans la bière à une certaine concentration, dégage une odeur de beurre rance ou légèrement chlorée lorsqu’elle est sous forme de vapeur, ce qui peut nuire à la qualité organoleptique de cette boisson d’où était l’objectif de mon travail de faire un suivi de ce paramètre. En étudiant les différents facteurs responsables de la formation du diacétyle, on a pu proposer quelques solutions afin d’éviter une augmentation de sa concentration dans la bière. C’était un stage au cours duquel j’ai acquis plusieurs connaissances , surtout sur le procédé de la fabrication de la bière qui a été pour moi un mystère. Il m’a permis de mettre mes connaissances théoriques à l’épreuve pratique afin de faire une comparaison entre les deux et particulièrement dans la phase de la fermentation qui comprend une multitude de réactions du métabolisme qui aboutissent à la formation du diacétyle. En résumé, le stage dans une telle société était une grande opportunité qui, à travers ses secteurs d’activités permet de réussir à faire le lien entre la pratique et la théorie acquise pendant les études universitaires.

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Table des matières

Introduction et but du travail
Première partie Présentation de la société et procédé de la fabrication de la bière
Chapitre I Présentation de la société
Information générale
Fiche signalétique
Domaine d’activité
Organigramme de la SBM
Chapitre II Procédé de la fabrication de la bière
Généralités sur la bière
Définition
Composition et propriétés de la bière
Processus de fabrication de la bière
Deuxième partie Effet des conditions de la fermentation sur la formation du diacétyle
Définition
Diacétyle dans la bière
Apparition du diacétyle au cours de la fermentation
Méthodes de dosage du Diacétyle
Résultats du suivi de la concentration du diacétyl
Facteurs qui influencent la formation du diacétyle
Contamination bactérienne
Composition du moût, (en particulier la concentration en valine, isoleucine et leucine
Oxygène
Température
Solutions proposées
Contrôle du taux d’oxygène pendant la fermentation principale
Fermentation sous pression
Intégration de l’enzyme α-acétolactate décarboxylase
Ajout des acides aminés
Gestion du temps/température
Conclusion