Les Secrets Enchantés de la Vinification, de Louis Pasteur à l'Équilibre Parfait du Vin Divin ??

La fermentation, moteur essentiel de la transformation du moût de raisin en vin, met en scène un acteur clé : la levure. Pasteur, à travers ses observations au microscope, a démontré que la fermentation alcoolique est le résultat de l'activité de ces micro-organismes. Ce processus entraîne la conversion des sucres du jus de raisin, principalement le glucose et le fructose, en éthanol (ou alcool éthylique) et en gaz carbonique, donnant lieu à un bouillonnement caractéristique dans les cuves de vinification.

Les levures, véritables alchimistes biochimiques, tirent leur énergie de deux phénomènes distincts. En présence d'oxygène (aérobiose), elles effectuent une respiration selon l'équation chimique : C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O. En l'absence d'oxygène (anaérobiose), elles optent pour la fermentation, où le sucre se transforme en éthanol et en CO2, exprimé par l'équation : C6H12O6 = 2 C2H5OH + 2 CO2

Cette complexe cascade de réactions, orchestrée par des enzymes, génère divers sous-produits tels que le glycérol et l'acide succinique. En cas d'addition de sucre, comme le saccharose, des enzymes interviennent pour le convertir en glucose et fructose, augmentant ainsi la teneur finale en alcool. Ces pratiques, connues sous le nom de chaptalisation, sont soumises à une réglementation stricte.

Au cours de la fermentation alcoolique, la dynamique microbienne est dominée par une variété de levures, parmi lesquelles environ 90 % des souches sont représentées par Saccharomyces ellipsoideus ou cerevisiae, une levure elliptique, et Kloeckera apiculata, une levure apiculée. En fin de fermentation, la levure Saccharomyces bayanus fait son apparition, complétant la palette microbienne impliquée dans le processus.

Toutefois, le paysage microbien peut également comporter des levures indésirables, notamment du genre Candida, responsables d'une oxydation néfaste, et du genre Brettanomyces, productrices d'éthyl-phénols conférant une odeur animale indésirable au vin final.

Des avancées significatives dans la recherche ont mis en lumière l'existence de levures non Saccharomyces, telles que celles des genres Hanseniaspora et Kloechera, contribuant à une libération accrue de précurseurs d'arômes. Plus récemment, l'identification de souches de levures par l'analyse de leur ADN mitochondrial a ouvert de nouvelles perspectives dans la compréhension de la diversité microbienne associée à la fermentation.

Inoculation de Levures

L'inoculation de levures est une pratique ancienne qui consiste à préparer un levain à l'avance, souvent à partir de raisins sélectionnés ou de moût. Cette technique trouve son utilité dans le cas des premières cuves lors des vendanges. Actuellement, l'inoculation repose sur l'utilisation de levures sèches actives (LSA) issues de levains industriels sélectionnés, recommandée pour assurer une fermentation maîtrisée

Croissance des Levures

Le démarrage de la fermentation du moût de raisin par Saccharomyces cerevisiae nécessite la présence d'environ un million de levures par millilitre. La croissance optimale des ferments s'observe généralement vers le cinquième jour, suivi d'une phase de déclin des levures viables. La cinétique de la fermentation est intrinsèquement liée au cycle de croissance des levures, et la vitesse de transformation des sucres atteint son apogée pendant environ dix jours.

En moyenne, pour chaque litre de moût, 10^9 levures ajoutées consomment environ 17 grammes de sucre, générant ainsi 10 mL d'alcool éthylique. Ces paramètres précisément régulés contribuent à façonner la composition finale du vin en termes de goût, d'arômes et de teneur en alcool.

Besoins Nutritifs des Levures et Facteurs de Survie

Les levures, en tant qu'organismes vivants essentiels à la fermentation, présentent des besoins nutritifs spécifiques et dépendent de divers facteurs pour assurer leur croissance optimale.

Apport en Azote

L'azote ammoniacal se positionne en tant que premier aliment azoté consommé par les levures. En prévision du démarrage de la fermentation, le vinificateur enrichit la cuve en sulfate d'ammonium ((NH4)2SO4), garantissant ainsi une source d'azote disponible pour les levures.

Substances Nutritives et Vitamines

Pour leur développement, les levures nécessitent d'autres substances, notamment des vitamines. Dans les moûts issus de raisins atteints de pourriture due au champignon Botrytis, de la thiamine (vitamine B1) est ajoutée, contribuant ainsi à la croissance optimale des levures.

Influence de la Température

Les levures prospèrent de manière optimale dans une fourchette de température allant de 15 °C à 30 °C. Bien que la vitesse de fermentation augmente avec la température, une température élevée peut réduire la population levurienne. Pour la vinification en rouge, une température critique se situe entre 30 °C et 35 °C, tandis que pour une extraction optimale des composés phénoliques, la température doit être élevée (28 à 30 °C). La vinification en blanc et rosé est préférée entre 18 °C et 20 °C pour favoriser la qualité des arômes.

Régulation de la Température

La fermentation génère une chaleur significative, par exemple, 400 kJ pour 1 kg de glucose. Aujourd'hui, des dispositifs automatiques contrôlent les températures des cuves de vinification, utilisant des systèmes de refroidissement ou de chauffage (pompes à chaleur). L'acier inoxydable offre un coefficient d'échange thermique optimal.

Influence de l'Aération

L'aération est cruciale pour la multiplication des levures et la synthèse des stérols, qui protègent les membranes cellulaires. En vinification rouge, l'oxygénation du moût est pratiquée via le remontage au deuxième jour de fermentation, favorisant l'aération, l'homogénéisation, la répartition des levures et l'accentuation de la macération. Les vinificateurs effectuent en moyenne deux à trois remontages pour optimiser ces effets. Le micro-bullage représente également une méthode permettant d'apporter de l'oxygène aux levures.

Les Arrêts de Fermentation : Enjeux et Solutions

L'éthanol généré par la fermentation exerce un effet antiseptique sur la levure, contribuant à maintenir l'intégrité du processus. Cependant, les arrêts prématurés de la fermentation représentent un défi majeur, car ils peuvent engendrer des conséquences indésirables.

Causes des Arrêts de Fermentation 

Les raisons des arrêts sont variées, allant de la température de fermentation trop élevée, une richesse excessive en sucres, un manque d'aération, un levurage insuffisant, un choc thermique, une carence azotée du moût jusqu'à des inhibitions des levures. Dans le cas des vins blancs et rosés, un moût trop débourbé peut également contribuer à ces interruptions.

Conséquences des Arrêts Prématurés

Les arrêts prématurés sont particulièrement dangereux, car ils ouvrent la porte à l'action des bactéries lactiques, qui peuvent dégrader l'acide malique et les sucres, produisant ainsi de l'acide acétique et générant une acidité volatile significative. Certains acides gras et résidus de pesticides peuvent également agir comme des inhibiteurs du processus de fermentation. Le développement du champignon Botrytis cinerea complique également la fermentation.

Solutions et Prévention 

Relancer une fermentation arrêtée est une opération complexe. Généralement, cela implique de soutirer la cuve et d'ajouter des levures commerciales ou des lies d'une cuve déjà fermentée. Les progrès technologiques, notamment la sélection de levures, contribuent à prévenir ces arrêts, cependant cela va dénaturer le caractère authentique et terroir du vin.

Défis du Réchauffement Climatique 

Les avancées technologiques, y compris la sélection de levures adaptées, permettent de mieux anticiper les arrêts de fermentation. Néanmoins, des teneurs élevées en éthanol ne sont pas toujours souhaitées, compromettant l'équilibre gustatif du vin. Ainsi, l'industrie du vin explore des solutions telles que une sélection de pied de vigne qui seraient moins sensibles aux maladies cryptogamiques, avec des raisins moins précoces en therme de maturité phénolique.