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La fermentation alcoolique est au coeur de la qualité des eaux-de-vie nouvelles. Comme cela a été présenté dans les articles précédents, une eau-de-vie nouvelle contient plusieurs dizaines voire plusieurs centaines de composés aromatiques contribuant à sa qualité. Ces substances d’arômes proviennent du raisin, des fermentations, ou sont formés au cours de la distillation. Une part très importante des composés est d’origine fermentaire. La maîtrise des facteurs influençant le déroulement de ce processus microbiologique complexe assuré par des levures, est donc incontournable pour assurer la production de vins de distillation de qualité.
Les levures : au coeur de la qualité des vins de distillation
05/03/2019

Dans les phases pré-fermentaires, la microflore indigène des moûts est particulièrement riche et diversifiée. Parmi les espèces de levure en présence sur les raisins puis dans les moûts, Saccharomyces cerevisiae est très minoritaire ; les conditions du milieu (oxygène, sucres) sont cependant propices à son développement et c’est pratiquement toujours cette espèce qui, même en absence de levurage, assure la fermentation alcoolique.

Pour pourvoir à ses besoins énergétiques et se multiplier, S. cerevisiae métabolise principalement les sucres (17 grammes environ sont consommés pour former 1 % d’éthanol) et consomme l’azote assimilable du moût (azote aminé et ammoniacal généralement épuisés après deux jours de fermentation).
Au cours de son développement et tout au long de la fermentation alcoolique, la cellule produit également de nombreuses substances d’arômes qui seront concentrées lors de la distillation.

Ainsi, le vinificateur pilotant la fermentation alcoolique est un microbiologiste qui s’ignore : les pratiques qu’il met en oeuvre visent à assurer le développement optimal de la levure mais aussi orienter son métabolisme vers la synthèse d’arômes qualitatifs.
Assurer une fermentation alcoolique rapide et complèteEn absence de sulfitage, cette préconisation est indispensable pour éviter les altérations d’origine microbienne. Les principaux risques de déviation sont liés :
  • À l’expression d’espèces de levure indésirables dans les phases pré-fermentaires (risque principal : acétate d’éthyle),
  • À l’implantation lors de la fermentation d’une souche de Saccharomyces cerevisiae indigène peu qualitative (risque principal : très forte synthèse d’alcools supérieurs, d’éthanal),
  • Au déclenchement prématuré de la multiplication de bactéries lactiques (Oenococcus oeni : agent bactérien de la fermentation malolactique) dont la multiplication en présence de sucres génère une augmentation importante de la concentration en acide acétique ; c’est la piqûre lactique.

Ces risques de déviation doivent être anticipés dès la récolte et pris en compte jusqu’à l’obtention des vins.

Pour prévenir l’expression des levures indigènes indésirables, il est indispensable de réduire la durée s’écoulant entre la récolte avec l’implantation de la souche souhaitée et le départ en fermentation des moûts. Pour cela, les chantiers de récolte et de pressurage doivent être adaptés aux volumes à traiter. Par ailleurs, le levurage des cuves, la température des moûts (16°C<T<20°C) et l’ajout de sels ammoniacaux en cas de carence azotée des moûts permettent d’assurer un
départ en fermentation rapide avec la souche choisie.

L’organisation des chantiers de vendange a cependant connu des évolutions au cours de ces dernières années. Notamment, l’utilisation de multi-bennes plus fréquente génère des temps d’attente de la vendange plus longs. De plus, les vendanges ont tendance à être plus précoces ; les risques d’altération microbiologique sur la vendange chaude sont plus élevés. Ces constats ont conduit la Station Viticole à expérimenter un nouveau mode de levurage précoce et direct (pas de réhydratation de la LSA). Le levurage peut intervenir à différents niveaux : très tôt dès la récolte, sur la machine à vendanger ou dans les bennes de transport comme à la réception au chai, dans le conquêt, ou dans la maie du pressoir. Les résultats obtenus au cours des deux dernières récoltes sont prometteurs (bioprotection de la vendange, bonne implantation des souches), offrant de nouvelles perspectives d’organisation et de process au vinificateur.

Pour prévenir la piqûre lactique, il est conseillé de réaliser la fermentation en moins de 7 jours. Cette durée dépend principalement :
  • De la quantité de sucres à fermenter : la concentration en sucres des moûts n’influence pas la vitesse de fermentation mais, par définition, joue sur sa durée,
  • De la température : la maîtrise thermique peut être mise en oeuvre, mais il est déconseillé de réaliser les fermentations à des températures inférieures à 22°C,
  • De la teneur en azote des moûts : celleci détermine à la fois la concentration maximale de cellules de levure formées à l’issue de la phase de croissance de la population et la vitesse spécifique c’est-à-dire la vitesse d’assimilation des sucres enregistrée au niveau de chaque cellule.
    Vitesse de fermentation = nombre de cellules
    * activité spécifique de chaque cellule

La vitesse maximale enregistrée au cours d’une fermentation est proportionnelle à la teneur en azote des moûts. Pour obtenir une fermentation rapide, les ajouts d’azote (sels ammoniacaux) doivent intervenir en tout début de fermentation afin d’optimiser la phase de multiplication des cellules de levure et obtenir une concentration cellulaire élevée. Les valeurs cibles pour obtenir une durée de fermentation inférieure à 7 jours dépendent logiquement du TAVp du moût. Elles varient de 110 (TAVp 9 % vol.) à 150 mg/l (TAVp 11 % vol.). Ces ajouts sont très efficaces pour augmenter les vitesses de fermentation. Il convient de noter cependant qu’à teneur équivalente en azote assimilable, un moût initialement fortement carencé (< 40 mg/l) ayant fait l’objet d’une importante supplémentation, fermente moins rapidement qu’un moût naturellement bien pourvu.
Orienter le métabolisme de Saccharomyces cerevisiaeDans l’eau-de-vie nouvelle, les composés volatils d’origine fermentaire jouent un rôle majeur. Cependant, parmi ces composés, certains ne sont pas qualitatifs.

Par exemple, des teneurs excessives en acétate d’éthyle ou en éthanal, parfois liées au métabolisme de la fermentation alcoolique, peuvent générer des défauts rédhibitoires dans l’eau-de-vie nouvelle.

Le profil recherché pour les eaux-de-vie nouvelles de Cognac correspond en règle générale à des produits riches en esters et plutôt pauvres en alcools supérieurs. S’il n’est actuellement pas possible de modéliser et de piloter de manière fine la synthèse et l’équilibre de ces composés, le vinificateur dispose néanmoins d’outils pour optimiser ce profil analytique et qualitatif des eaux-devie nouvelles.

Des outils de nature technologique
Limiter la présence des bourbes dans les moûts et conduire les fermentations à basse température sont deux leviers intéressants permettant en particulier d’augmenter le rapport esters aromatiques légers/alcools supérieurs. Aujourd’hui, le recours à ces leviers est cependant limité car contraint par la nécessité de gérer les risques de déviation microbiologique (limiter la durée des phases pré-fermentaires, assurer des fermentations alcooliques rapides).

Des outils de nature biologique
Le choix d’une souche de levure adaptée et la bonne gestion de sa nutrition azotée sont des leviers puissants, qui doivent absolument être raisonnés.

La levure de vinification, Saccharomyces cerevisiae, se caractérise par une grande variabilité génétique : les teneurs en éthanal, en alcools supérieurs, en acétate d’éthyle, en esters légers aromatiques et dans une moindre mesure en esters d’acides gras (liés à la distillation des lies) varient significativement selon la souche.

Un travail de qualification des souches régionales, sur la base de critères propres à la qualité des vins de base de Cognac, est mené depuis près de trente ans par le BNIC. Choisir une souche de LSA au sein de ce panel permet non seulement de sécuriser la fermentation alcoolique mais aussi d’optimiser la production des composés volatils aromatiques recherchés. Neuf souches de levures sont actuellement qualifiées et caractérisées vis-à-vis de paramètres analytiques d’intérêt (figure 01 page 39). La diversité au sein de ce panel de souches qualifiées sur les mêmes critères est cependant relativement réduite. Les outils récents de la biologie permettent d’envisager plus finement la sélection de souches et d’élargir la diversité disponible en explorant notamment le potentiel d’espèces « non cerevisiae ». Des souches hybrides obtenues par croisement pourraient être créées pour répondre à des problématiques technologiques ou qualitatives plus ciblées.

Quelle que soit la souche de levure sélectionnée, l’expression optimale de son potentiel fermentaire et qualitatif nécessite de la placer dans les meilleures conditions : la nutrition azotée joue ici un rôle fondamental.

Comme vu précédemment, les ajouts de sels d’ammonium en début de fermentation alcoolique sont en premier lieu motivés par la maîtrise des durées de fermentation ; leurs conséquences qualitatives sont cependant également très importantes.

Ils conduisent, dans la grande majorité des cas, à une diminution de la synthèse des alcools supérieurs ; ils peuvent cependant dans certains cas générer une augmentation de cette synthèse (si la concentration en azote assimilable finale est proche de 100 mg/l).

Les teneurs en azote assimilable élevées (azote du moût + ajouts, le cas échéant) favorisent de plus la synthèse des esters. L’effet des supplémentations azotées est cependant plus ou moins efficace selon la composition des moûts et le potentiel de la souche de levure sélectionnée.

Beaucoup d’opérateurs raisonnent les ajouts pour atteindre des valeurs finales comprises entre 170 et 250 mg/l de manière à optimiser le rapport esters/alcools supérieurs. Un apport en début de fermentation de sels ammoniacaux de 20 à 50 g/hl (correspondant à 42 et 105 mg/L d’azote assimilable) permet de répondre dans la majorité des cas à cet objectif. Des doses importantes (> à 50 g/hl) ajoutées à des moûts déjà bien pourvus (> 150 mg/l) peuvent générer des élévations de températures indésirables (pouvant amener à des arrêts de fermentation) ou conduire à des déséquilibres analytiques susceptibles d’affecter la typicité des eaux-de-vie nouvelles (alcools supérieurs < à 2 000 mg/l, risques de synthèse excessive d’acétate d’éthyle). Le niveau de complémentation doit donc tenir compte des teneurs initiales des moûts en azote. Aujourd’hui, la plupart des laboratoires régionaux proposent le dosage en temps réel des teneurs en azote assimilable des moûts, permettant un pilotage au plus près de la teneur en azote assimilable des moûts en début de fermentation.
De nouveaux leviers d’action, de nouvelles perspectivesL’absence de sulfitage (risque microbiologique) et la distillation des vins (concentration des composés volatils d’origine fermentaire essentiellement) sont deux éléments clés qui contraignent les processus de vinification, plaçant la fermentation alcoolique au centre des préoccupations du vinificateur. Aujourd’hui, le levurage quasi systématique avec une souche qualifiée ainsi que la prise en compte de ses besoins azotés participent à la sécurisation fermentaire et à la maîtrise des arômes des vins de distillation. Demain, l’émergence de nouveaux outils microbiologiques (optimisation des souches par croisement, levurage anticipé) couplée aux évolutions des matériels technologiques (maîtrise thermique, gestion des bourbes) représentent des facteurs majeurs d’évolution des pratiques et de la qualité des eaux-de-vie nouvelles.





Article rédigé par les ingénieurs de la Station viticole du BNIC

Source : BNIC; UGNIC

Contact, renseignements
Myriam PRODHOMME
BNIC - Station viticole
+33 (0)5 45 35 61 32
mprodhomme@bnic.fr
Malgré l’attention portée à la rédaction et à l’actualisation de cet article, compte tenu de la fréquence des changements réglementaires, le Bureau National Interprofessionnel du Cognac ne peut assumer aucune responsabilité, directe ou indirecte, du fait des informations qui y sont contenues, des erreurs et des omissions. Ces informations sont de nature à évoluer.

 

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