LE FIL

Arrêts de fermentation

Le rôle clé du couple lipide-azote

Mardi 27 mars 2018 par Michèle Trévoux

L'azote n'est pas le seul responsable des fermentations languissantes. Après études, la recherche montre que les concentrations en lipides agissent aussi sur le bon déroulé de la FA.
L'azote n'est pas le seul responsable des fermentations languissantes. Après études, la recherche montre que les concentrations en lipides agissent aussi sur le bon déroulé de la FA. - crédit photo : CC0 Creative Commons
La nutrition des levures durant la fermentation a été l’un des sujets abordés lors de la 10 ème édition des journées scientifiques de l’Inra le 21 mars à Montpellier. Bruno Blondin, directeur de l’IHEV, a expliqué le rôle-clé des limitations en micronutriments et de l’azote dans la mortalité des levures de fermentation.

Les travaux menés par l’UMR SPO, l’Inra et Supagro en partenariat avec Lallemand apportent un éclairage nouveau sur les fermentations languissantes et les arrêts de fermentations dont les causes sont encore mal cernées. Jusqu’ici, la perte de viabilité des levures au cours de la fermentation alcoolique a surtout été expliquée par des quantités insuffisantes de lipides des moûts. Les chercheurs montpelliérains ont étudié l’effet sur la viabilité des levures d’une limitation en ergostérol, lipide dont on sait que la carence entraine des arrêts de fermentation. Des essais ont été menés sur deux moûts synthétiques : l’un limité en ergostérol mais avec un niveau d’azote élevé, l’autre où azote et ergostérol étaient tous deux limités. Les chercheurs ont observé que quand l’ergostérol limite seul la croissance des levures, la perte de viabilité durant la phase stationnaire est importante et s’accroît avec l’augmentation de la teneur en alcool. Le niveau élevé d’azote, associé à la carence en ergostérol, conduit à un arrêt de fermentation avec des sucres résiduels élevés. En revanche, dans le moût où l’ergostérol et l’azote sont tous deux limités, la viabilité des levures est préservée à un niveau élevé et on obtient une consommation totale des sucres. Cette même démarche a été conduite avec d’autres micro-nutriments  - acide oléique, acide pantothénique et acide nicotinique- et a démontré là encore que la mortalité des levures dépendait du niveau d’azote. Ce rôle-clé de l’azote n’a pas été observé avec d’autres micronutriments comme la thiamine, la biotine et l’inositol, dont les faibles niveaux dans les moûts perturbent le déroulement des fermentations sans entrainer de mortalité des levures.

Résistance au stress

Les chercheurs ont également observé que lors de fermentations limitées par l’azote, les levures développaient une résistance au stress lors de l’arrêt de la croissance. Cette réponse leur permet de s’adapter à des situations stressantes comme un traitement à la chaleur ou la présence d’éthanol, ce qui explique leur viabilité même en cas de carence lipidique. Mais lorsque la levure perçoit de l’azote dans le milieu, elle se trouve en « situation de confort » et ne développe pas de résistance au stress. Elle est donc plus fragile quand elle est confrontée à des teneurs croissantes en alcool ou à des traitements thermiques.  Les scientifiques ont pu le démontrer : en bloquant la perception de l’azote par les levures, ils arrivent à restaurer leur résistance au stress.

En revanche, les levures ne sont pas capables de s’adapter à la limitation en ergostérol, acide oléique, acide pathothénique, acide nicotinique, sans doute parce que ce sont des situations moins fréquentes dans les environnements naturels.

Attention aux formes d’azote utilisées

L’équipe de scientifiques a également démontré que les différentes  sources d’azote n’avaient pas toutes la même capacité à entrainer une mortalité des levures en cas de carences en micronutriments.  La plupart des acides aminés, quand ils sont apportés seuls, entrainent peu de mortalité à l’exception notoire des acides aminés aromatiques et de la lysine, qui eux, induisent une forte mortalité. De même la proline, quand elle est à dose élevée (354 mg N/l) ce qui est très fréquent dans les moûts, peut elle aussi entrainer une forte mortalité. Enfin l’ammonium, souvent utilisé pour complémenter les moûts carencés en azote, peut lui aussi induire la mortalité des levures. Les essais ont montré qu’ajouté à 354 mg/l, dans les moûts avant fermentation, il induit une forte mortalité en cas de carence lipidique. En revanche, s’il est ajouté en cours de fermentation (à 1/3 de la consommation des sucres), la viabilité des levures ne sera pas affectée.

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