TPE SUR LA FERMENTATION

« La méthanisation raisin .

la fermentation malolactique permet d'asso uplir le vin.

Il s'ag it de bactéries lactique s qui transforment l'acide malique en acide lactique .

Ces bactéries sont naturellement présentes dans le vin et la réactio n se fait généralement spontanément après 1---------------,.---------------lla fermentation alcoolique.

Néanmoins , A~ENTS RESPONSABLES les microorganismes qui réalisent la fermentation lactique sont des bactéries du genre Streptococcus et certaines espèces de Ladobacillus .

Ce sont des bactéries en baton nets comme Lactobacillu s bulgaricu s ou en coque en chapelet comme Streptococcus thermophillus .

CoNDITIONS REQUISES Pour qu'il y ait fermentation lactiqu e, il faut du glucose ou des sucres du lait (lactose, galactose) .

la température à laquelle se déroule la Dans ce ca s, la quantité d'acide lactique formé n'est plus majoritaire comparé aux autres produits.

Ces fermentations hétérolactiques interviennent aussi en fromagerie mais, le plus souvent, elles sont à l'origin e de l'altération de produits alimentaires comme le vin, la bière, les jus de fruits, etc.

UTILISATION PAR L"HOMME Lors de la fabrication des yaourts, on ajoute deux espèces de bactéries : Lactobacil/us bu/gari cus et Streptococcus thermophilus .

Pour avoir l'appellation cc yaourt» , ces d eux bact éries doivent être vivantes dans le produit fini.

les autres produits laitiers fermentés avec d'autres bactéries lactiques n'ont pas le droit à l'appellation cc yaourt>> en France.

C'est le cas, par exemple , des nouveaux produits avec des ferments de type Ladobacillus bifidus et Ladobacillus réaction doit casei defensis .

Ces bactéri es à qui l'on être plus prête des vertues nutritionnelles , sont élevée naturellement présentes chez le que la température ambiante et le milieu dépourvu d'oxygène (milieu anaérobie) .

La tempé­rature s'élève légèrement lors de la réaction et le mileu s'acidifie.

On parle de fermentation homolactique lorsque la quantité d'acide lactiqu e obtenue est très supérieure à celle des autres produits iormés.

Il existe des fermentation s dites hétérolactiques.

nourrisson a llaité .

Les autres produits dans lesquels la fermentation lactique intervient lors de la fabrication , sont bien entendu certains fromage s qui sont obtenus à partir de la coag ulation du lait suivie d'une fermentation , mais aussi les saucissons ou la choucroute.

certains facteur s peuvent limiter cette réact ion : quantité insuffisante de bactéries lactiques, problème d'activation des enzymes ...

).

Dan s ce cas, le vinificateur peut ajouter certaines souches, prin cipalement celles d'Œnococcus œni, pour améliorer le vin.

De plus , la fermentation malolactique apporte d e nouveaux arômes au vin.

fERMENTATION ACÉTIQUE la fermentat ion acétique n'est pas une fermentation au sens strict du terme .

Il s'agit de la fabrication du vinaigre à partir de l'alcool : une molécule d'alcool est tran sform ée en une molécule d 'acide acétique.

la fermentat ion acétique suit naturellement la fermentation alcoolique, mais contrairement aux autres fermentations, elle se déroule à l'air libre (milieu aérobie).

Cette réaction a été étudiée par louis Pasteur comme une cc maladie du vin».

le vinai gre est un liquid e acide obtenu g râce à l'oxydation de l'éthanol dans le vin, le cidre , la bière et autres boissons fermentées.

le vinaigre est certainement un cc vin aigre, mais il est aussi un très bon conservateur.

Il joue un rôle important dans la cuisine pour son usage condimentaire (assa isonnements, marin ades ..

.

), mais aussi pour ses qualités antiseptiques , pour la conservation des aliments , très utiles avant l'apparition des réfrigé rateurs .

FERMENTATION BUTYRIQUE l'acide butyrique ou acide butanoïque se trouve par exemple dans le beurre rance, le parmesan , les boîtes de conserve avariées , les choucroutes ratées ...

du genre Clo stri diu m .

Ces bactéries sont surtout connues pour provoquer le botulisme , le tétanos et la gangrène gazeuse chez l'homme .

lors de la fermentation butyriq ue, une molécule de glucose est transformée en une molécule d'acide butyrique .

la réaction s'accompagne d'un dégagement de dioxyd e de carbone grâce un processus enzymatique unique.

Une autre voie est possible: certai nes espèces de Clostridium, comme Clostridium acetobutylicum , produisent de l'acétone et du butanol par un autre processus commençant com me une f ermentation butyrique.

Dans ce cas, les bactéries suivent le processus de fermentation décrit précédemment mais , lorsque le pH est inférieur à 5 , elles passent vers la production de butanol et d 'acétone pour empêcher une plus forte baisse du pH.

lors de la réaction , deux molécules de butanol et une molécule d 'acétone sont produ ites.

Cette voie de la fermentation butyriqu e a été largement exploitée de manièr e industrielle pour la production d'explosifs par exemple.

FERMENTATION PROPIONIQUE la fermentation prop ionique est réalisé e par des bactéries appartenant au genre Propionibacterium .

Ces bactéries transforment le lactose en acide propionique et acide acétique.

Ces deux acides sont responsables de la flaveur de certains fromages à pâte cuite .

De plus, le dégagement de dioxyde de carbone lors de la réaction entraîne cd'ouverture» de ces fromages.

Il s'agit des fromages à pâte cuite de type Comté , Gruyère ou Emmental.

Les mécanisme s et la maîtrise de ces réacti o ns sont encore mal connus .

Par ailleurs, les bactéries propionique s sont aussi capables de synthétiser la vitamine B 12.

VALORISATION DES D ÉC H ETS : L A MÉTHAN ISATION La méthanisation, ou digestion anaérobie, est le processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en absence d'oxygène .

la matière organique dégradée se retrouve principalement sous la forme de biogaz.

Ainsi , la méthanisation est un bioprocédé qui dépollue des rejets chargés en matière organiq ue tout en produisant de l'énergie sous forme de méthane .

les rejets peuvent être les ordures ménagères, les déjections animales , la méthanisation est assurée grâce à des microorganismes appartenant à différentes populations microbiennes.

Beaucoup de réactions chimiques entrent en jeu, en particulier certaines fermentations.

On distingue classiquement trois phases successives : l 'hydrolyse et l'acidogénèse , l'acétogénèse et la méthanogénèse.

la matière organique complexe est tout d'abord hydrolysée en substances simples .

Ensuite, ces substrats sont utilisés lors de l 'étape d'acidogénè se par des bactéries dites acidogènes, qui vont produire des alcools et des acides organiques , ainsi que de l'hydrogène et du dioxyde de carbone.

l'étape d' acétogénèse permet la transformation des divers composés issus de la phase précédente en précurseurs directs du méthane : l'acétate , le dioxyde de carbone et l'hydrogène.

la méthano génèse est assurée par des micro -organismes anaérob ies stricts qui appartiennent au domaine des Archaea .

Cette dernière étape aboutit à la production de méthane.

Elle est réalisée par deux voies possibles : l'une à partir de l 'hydrogène et du dioxyde de carbone par les espèces dites hydrogénotrophes , et l'autre à partir de l'acétate par les espèces acétotrophes .

Toutes ces réactions ont lieu dans un d lgemur .

la combustion du méthane produit sert à la production d'énergie.

Cette énergie peut être sous forme thermique ou sous forme électrique.

le méthane peut aussi servir directement de carburant automobile .

le méthane est ainsi le seul hydrocarbure classique qui peut être obtenu grâce à un processus biologique naturel.. »