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[[catégorie:Bière]]
La '''fermentation''' est une des étapes de la [[fabrication de la bière]]. Cette étape consiste à ensemer le &laquo; moût &raquo; avec une certaine quantité de [[levure]]s (on parle alors de &laquo; levain &raquo;) afin que ces levures transforment les [[sucre]]s présents en [[alcool]] et en CO<sub>2</sub>. Il existe quatre types de fermentation.
 
Depuis le [[Moyen Âge|Moyen Âge]] et le [[Connaissance technique|savoir-faire]] des [[monastère|moines]], la '''fabrication de la [[bière]]''' n'a pas connu de grands bouleversements. Aujourd'hui, la bière est fabriquée dans une [[brasserie]], par des brasseurs.
==Généralitées==
La '''fermentation''' est une réaction [[biochimie|biochimique]] consistant à libérer de l'énergie à partir de [[sucre]] (du [[glucose]] la plupart du temps). La fermentation ne nécessite pas de [[dioxygène]] ([[Pasteur]] : "la fermentation c'est la vie sans l'air"), elle peut donc avoir lieu en milieu [[anaérobie]]. Elle se distingue, par son faible rendement énergétique, de la [[respiration cellulaire]], qui nécessite, elle, de l'[[oxygène]] (milieu [[aérobie]]).
 
==Composition de la bière==
== Réactions chimiques ==
*[[Eau]] : absolument de très bonne qualité. Il en faut 6 à 7 litres pour un litre de bière fabriqué ;
Dans le cas de la fabrication de la bière, la fermentation est dite éthylique (ou alcoolique) car la réaction dégage de l'[[éthanol]] :
*[[malt]] : [[orge]] en général, parfois [[blé]] germé et séché ;
*[[houblon]] : pour l'[[amertume]], les [[arôme]]s, l'[[aseptisation]] et la digestibilité ;
*[[Levure de bière|levure]]s : permettent la [[fermentation]] alcoolique mais donnent aussi le [[goût]] et le [[parfum]] ;
* grains crus (éventuellement) : [[maïs]], [[riz]], [[seigle]], [[avoine]], [[épeautre]] ;
* [[succédané]]s (éventuellement) : [[glucose]], [[saccharose]], [[invertose]], [[maltodextrine]], [[dextrose]].
 
===L'eau===
[[Carbone|C]]<sub>6</sub>[[Hydrogène|H]]<sub>12</sub>[[Oxygène|O]]<sub>6</sub> + 2 [[Adénosine diphosphate|ADP]] + 2 [[Phosphate|Pi]] ---> 2 [[Carbone|C]]<sub>2</sub>[[Hydrogène|H]]<sub>5</sub>[[Oxygène|O]][[Hydrogène|H]] + 2 [[Carbone|C]][[Oxygène|O]]<sub>2</sub> + 2 [[Adénosine triphosphate|ATP]]
L'eau est une des composantes les plus importantes dans la fabrication de la bière. La pollution des approvisionnements en eau étant de plus en plus préoccupante pour les brasseurs, ces derniers attachent une attention toute particulière à la qualité de l'eau. Elle doit, avant tout, répondre aux normes de l'OMS ([[Organisation mondiale de la santé]]). Cependant, la composition de l'eau est variable, on peut y trouver une grande diversité d'[[ion]]s en différentes proportions. La densité de certains de ces ions peut influencer plus ou moins sensiblement sur le déroulement de certaines étapes de la fabrication de la bière. Par exemple, la présence d'ions NO<sub>3</sub>- est néfaste au travail des levures. À contrario, les ions Ca++ y sont prolifiques. Certains ions influencent également le goût définitif du produit (Na++, SO<sub>4</sub>--, etc.).
glucose éthanol
 
Pour éviter les éventuels désagrément tout en favorisant d'autres paramètres, l'eau peut être traité de différentes manières :
''Pour plus de détails, voir [[Fermentation]].''
* neutralisation par acides (Cl-, SO<sub>4</sub>--, etc.) ;
* ajout de [[sulfate ou chlorure]] ;
* décarbonatation (addition de [[chaux (chimie)|chaux]], décantation, filtration ou précipitation des carbonates par chauffage) ;
* traitement bactériologique (filtre à charbon actif) ;
* avec des [[résine]]s <!-- vers quel article pointer pour résine ? --> ;
* [[osmose]] inverse ;
* [[électrolyse]].
 
===Le houblon===
==Fermentation basse==
Le [[houblon]] était jadis principalement utilisé pour ses vertues conservatrices. De nos jours son utilisation relève plus d'une volonté de préserver une certaine tradition dans la fabrication de la bière.
La '''fermentation basse''' nécessite l'adjonction dans le [[moût]] de [[levure]] « basse », qui transforme le [[glucose]] (entre autres) en [[Éthanol|alcool]] et en [[gaz carbonique]].
 
Les houblons les plus réputés proviennent de [[République tchèque]] et de l'ouest de la [[Slovénie]]. La principale variété étant le ''Saaz''. Il existe également d'autres variétés de bonne qualité en [[Allemagne]] (''Hallertau, Spalt, Tettnang'') et en [[Croatie]] (''Styrie'').
Les bières obtenues par fermentation basse ont un [[goût]] de [[houblon]] et de [[malt]]. Elles sont en moyenne moins fruitées et moins alcoolisées que les bières de fermentation haute, mais plus chargées en [[dioxyde de carbone|gaz carbonique]]. Elles se consomment fraîches, généralement entre 4 et 7 degrés.
 
Avant son utilisation, le houblon est séché et pressé dans des balles en toile de jute de 50 kg (le &laquo; quintal &raquo; de houblon). Mais cette technique tend à disparaître au profit de l'utilisation de poudres et d'extraits issus de variétés de houblon très amères tels que le ''Brewers Gold'' et le ''Northern Brewer'' ([[Grande-Bretagne]]).
La levure la plus fréquemment employée est ''[[Saccharomyces uvarum]]'' (anciennement ''Saccharomyces carlsbergensis''). Au cours de la fermentation la levure migre vers le fond du fût, d'où l'appellation de « basse ». Celle-ci dure 7 à 10 jours entre 4 et 12 [[degré Celsius|degrés]].
 
==Fabrication en cinq grandes étapes==
La fraîcheur requise par le procédé a l'avantage de protéger la bière contre les bactéries et les champignons. Les bières obtenues par fermentation basse ont une durée de conservation supérieure à celles obtenues par fermentation haute. En revanche, les levures basses produisent moins d'alcool que les hautes, car leur travail est freiné par l'alcool qu'elles produisent.
# ''le maltage''
# ''la saccharification''
# ''l'arômatisation''
# ''la fermentation''
# ''le conditionnement''
 
===Le maltage===
Cantonné à la Bavière depuis le {{XVe siècle}}, ce mode de fermentation s'est répandu au {{XIXe siècle}} avec la [[Pils]], l'invention du réfrigérateur permettant d'y recourir tout au long de l'année.
[[Image:Section-longitudinale_grain-orge.png|thumbnail|right|350px|Section longitudinale d'un grain d'orge.]]
Le principe du [[maltage]] consiste à reproduire le développement naturel du grain d'[[orge]] afin qu'il produise certains [[enzyme]]s nécessaires à la transformation de l'amidon (saccharification), et donc, à la fabrication d'[[alcool (chimie)|alcool]] lors de la [[fermentation]]. Le maltage se déroule en 4 étapes :
# ''le trempage'', qui consiste à mettre l'orge à tremper pendant une dizaine d'heures ;
# ''la germination'', qui est la période durant laquelle l'orge va commencer à germer, et donc, produire des enzymes telles que l'[[amylase]]. Cette étape dure environ une cinquantaine d'heures, variable en fonction de l'orge, et donne naissance à ce que l'on appelle le « malt vert » ;
# ''le touraillage'', qui consiste à sécher le [[malt]] vert (son humidité passe de 45% à 4%) dans un four à air à une température de 40°C durant une trentaine d'heure. Lors de cette étape, le malteur effectue un « coup de feu » où le malt vert est chauffé jusqu'à atteindre une température comprise entre 85°C et 105°C durant 1 à 4 heures. Cette étape est cruciale car c'est la durée du « coup de feu » qui va déterminer la couleur de la robe de la bière. De même, le taux d'humidité va jouer sur l'arôme de [[caramel]] ;
# ''le dégermage'', qui consiste à débarrasser le malt de ses radicelles.
À l'issue de cette étape le « [[malt]] » peut être conservé près d'un an.
 
De nos jours, le [[maltage]] est effectué par un [[malteur]] plus souvent que par le brasseur lui-même.
La fermentation basse est suivie d'une phase de stockage qui durait quelques mois, aujourd'hui quelques semaines. Cela vaut aux bières de fermentation basse le nom usuel de ''[[Lager]]'' (de ''lagern'', stocker en [[allemand]]).
 
''Pour plus de détails, voir [[Maltage]].''
===Bières brassées par fermentation basse===
 
===La saccharification===
* [[Bock]], dans certains cas
La saccharification, comme son nom peut le laisser penser, consiste à diluer les sucres du malt dans de l'eau chauffée afin d'activer les enzymes. On concasse grossièrement le malt avant de l'hydrater avec de l'eau ce qui forme la « maïsche ». Ce mélange va ensuite être chauffé, il existe trois principales techniques :
* [[Doppelbock]], dans certains cas
* ''la décoction'' : on retire une partie du brassin que l'on porte à ébullition avant de l'incorporer à la maïsche, on appelle cela une « trempe ». Plusieurs trempes sont pratiquées afin d'augmenter graduellement la température. Cette technique est utilisée pour la [[fermentation basse]] ;
* [[Dunkles]]
* ''l'infusion par pallier'' : on chauffe l'eau avec la maische, ou on incorpore à intervalle régulier de l'eau très chaude. C'est une méthode très flexible et précise ;
* [[Export_Bier]]
* ''l'infusion simple'': on chauffe de l'eau que l'on incorpore au malt.
* [[Helles]]
* [[Pils]] (appelée aussi ''Pilsener'', ''Pilsen'' ou ''Pilsner'')
* [[Schwarzbier]]
 
On extrait ensuite le « [[moût]] primitif » de la maische en filtrant et en percolant avec de l'eau chaude (comme pour du café) dans une cuve spéciale appelée « cuve filtre ». Le résidu solide s'appelle la « [[drêche]] » et est recyclé pour nourrir le bétail.
==Fermentation haute==
La '''fermentation haute''' nécessite l'adjonction dans le [[moût]] de [[levure]] « haute », qui transforme le [[glucose]] (entre autres) en [[Éthanol|alcool]] et en [[gaz carbonique]].
 
===L'arômatisation ou houblonnage ou cuisson===
La levure « haute » couramment utilisée est ''[[Saccharomyces cerevisiae]]''. La fermentation a lieu durant 3 à 8 jours à une température de 15 à 25 [[degré Celsius|degrés]]. Lorsque la levure haute a épuisé le glucose elle remonte à la surface de la bière, d'où l'appellation de fermentation haute.
[[Image:Diagram_fabrication_biere.png|thumbnail|right|250px|Diagramme de fabrication de la bière.]]
C'est à cette étape que l'on incorpore le [[houblon]] et parfois des [[épice]]s. Le mélange est porté à ébullition. L'ébullition est propice à l'apparition des saveurs amères. Il est à noter que l'amertume provient essentiellement d'une résine jaune produite par les cônes femelles du houblon : la [[lupuline]].
 
===La fermentation===
Elle était la méthode de brassage la plus répandue avant que ne fût inventé le réfrigérateur, mais la température élevée ne protège pas la bière de [[bactéries]] ou de [[champignon]]s interlopes. En particulier, la bière ainsi produite se conserve moins longtemps que celle de fermentation basse.
:''Voir article détaillé [[Fermentation de la bière]]''
La [[fermentation]] est une étape cruciale dans la fabrication de la bière. Cette fermentation se décompose en deux stades : la fermentation principale, qui dure de 3 à 10 jours à une température de 18 à 26 [[°C]] et la fermentation secondaire ([[fermentation haute|haute]] ou [[fermentation basse|basse]]), dépendant des levures utilisées et de la température de fermentation.
 
La fermentation est l'étape à laquelle on ajoute des [[levure]]s afin de produire l'[[alcool]]. Le « levain » est la quantité de levure nécessaire pour ensemencer tout ou partie du moût destiné à la fermentation. Il existe trois principales méthodes de fermentation :
La fermentation haute permet d'obtenir de hautes teneurs en alcool (la levure haute n'est pas ralentie en présence d'alcool) ainsi que des [[goût|arômes]] complexes. Les bières ainsi produites sont généralement moins chargées en [[dioxyde de carbone|gaz carbonique]] que les bières de fermentation basse. Elles se consomment à plus haute température que ces dernières, généralement entre 6 et 12 degrés.
* ''la [[fermentation basse]]'' : elle se déroule à une température comprise entre 5°C et 14°C. L'une des levures utilisée est la ''[[Saccharomyces uvarum]]''. Cette fermentation dure une dizaine de jours. À la fin de la fermentation, les levures coulent au fond de la cuve, d'où le nom de fermentation basse. Il s'agit d'une fermentation caractéristique des ''[[lager]]s'' ;
* ''la [[fermentation haute]]'' : elle se déroule à une température comprise entre 15°C et 20°C. L'une des levures utilisée est la ''[[Saccharomyces cerevisiae]]''. Cette fermentation dure de 4 à 8 jours. Au contraire de la fermentation basse, les levures migrent à la surface du brassin, d'où son nom. Il s'agit d'une fermentation caractéristique des ''[[stout]]s'' ;
* ''la [[fermentation spontanée]]'' : elle se déroule sans ajout de levures cultivées, seulement par contamination « sauvage » de levures et bactéries en suspension dans l'air ambiant. Les levures retrouvées sont la ''[[Brettanomyces bruxellensis]]'' et la ''[[Brettanomyces lambicus]]'' qui sont endémiques à la vallée de la [[Senne]] (région de [[Bruxelles]]) et de la région de [[Pajottenland]]. Il s'agit d'une fermentation caractéristique des ''[[lambic]]s''.
 
La fermentation est généralement (sauf pour les [[bière blanche|blanches]]) suivie par une « clarification » qui permet de retirer les levures et les impuretés. Outre la garde qui permet une décantation des particules de levures, [[protéine]]s coagulées et résidus de houblon, certaines brasseries utilisent des filtres micrométrique, à diatomées ou encore une [[centrifugeuse]]. Il arrive d'ailleurs que la bière subisse une [[pasteurisation]] afin de s'assurer d'un produit aseptisé.
Une bière obtenue par fermentation haute est couramment appelée ''Ale'', notamment au [[Royaume-Uni]].
 
Enfin, beaucoup plus rare, il existe également une [[fermentation mixte]].
===Bières brassées par fermentation haute===
* ''Ales''
** ''Bitter ale''
** ''Pale ale''
** ''Mild ale''
** ''Red ale''
** ''Brown ale''
* bières de [[Rhénanie]]
** ''[[Altbier]]''
** ''[[Bönnsch]]''
** ''[[Kölsch]]''
* ''[[Stout]]''
* ''[[Weizen]]''
* ''[[Bock]]'' dans certains cas
* ''[[Doppelbock]]'' dans certains cas
 
===Le conditionnement===
==Fermentation spontanée==
Une fois le produit final atteint, il faut absolument éviter tout contact avec des agents pathogènes et avec l'oxygène afin de réduire au maximum la dégradation de la bière. Ainsi, la bière est stockée dans des tanks réfrigérés avec une contre pression de CO<sub>2</sub>. Après une certaine période de « garde », la bière est conditionnée en fûts (pression), en bouteilles ou en canette en aluminium. Le remplissage des divers contenants se fait sous vide d'air. Afin d'allonger le temps de conservation, de nombreux brasseurs ont recours à la pasteurisation en bouteille.
Contrairement aux fermentations haute et basse, la '''fermentation spontanée''' ne nécessite pas d'ajout de [[levure]] dans le [[moût]] : exposé à l'air libre, il est ensemencé par des levures sauvages.
 
Dans le cas de bières artisanales ou de microbrasseries, la bière est dite « sur lie » ou refermentée. En effet, la gazéification (« carbonatation ») de la bière se fait naturellement avec des levures actives dans la bouteille, procédé que ne permet pas la pasteurisation. Les levures inactives se déposent dans le fond de la bouteille formant une lie.
C'était le mode de production de la bière avant la culture de la levure, maîtrisée au cours du [[Moyen Âge]]. Aujourd'hui il n'est guère plus utilisé que dans les bières [[Belgique|belges]] de type [[lambic]] et donne un [[goût]] acide dû aux [[acide|acides]] [[acide lactique|lactique]] et [[acide acétique|acétique]]. Cette technique est endémique à la vallée de la [[Senne]] et du [[Pajottenland]] où l'on trouve les levures ''[[Brettanomyces bruxellensis]]'' et ''[[Brettanomyces lambicus]]'' à l'état naturel. Les bières produites grâce à cette technique portent l'appellation de ''[[lambic]]''.
 
==Bibliographie==
''Pour plus de détails, voir [[Lambic]].''
* Claude Bourgeois, ''La bière et la brasserie'', Presses Universitaires de France, Paris, 1998. ISBN 2130489117
 
[[en:Brewing]]
==Bières brassées par fermentation spontanée==
* [[Lambic]]
** [[Gueuze]]
** [[Kriek]]
** Lambic fruitée (framboise...)
 
==Fermentation mixte==
La '''fermentation mixte''' combine la fermentation haute et la fermentation spontanée.
 
==Bières brassées par fermentation mixte==
* bières rouges du [[sud]] de la [[Flandre]].
 
==Récapitulatif==
 
{{entête tableau charte alignement|center}}
! Fermentation
! Levure(s)
! Température (°C)
! Appellation(s)
|-----align="center"
| basse
| '[[Saccharomyces uvarum]]''
| 4-12
| [[lager]], [[pils]], [[Schwarzbier]], [[Dunkles]], [[Export_Bier]], [[Helles]]
|-bgcolor="#EFEFEF" align="center"
| haute
| ''[[Saccharomyces cerevisiae]]''
| 15-25
| [[ale]], [[stout]], [[weizen]], etc.
|-----align="center"
| spontanée
| ''[[Brettanomyces bruxellensis]]'', ''[[Brettanomyces lambicus]]''
| NC
| [[lambic]], gueuze, faro, kriek
|-bgcolor="#EFEFEF" align="center"
| mixte
| ''[[Brettanomyces bruxellensis]]'', ''[[Brettanomyces lambicus]]'', ''[[Saccharomyces cerevisiae]]''
| NC
| bière rouge
|}
 
==Voir aussi==
* [[Bière]]
* [[Fabrication de la bière]]