LGS-TPE-VIN

La fermentation alcoolique

Dimanche 27 février 2011 à 20:09

        Nous avons réalisés une fermentation alcoolique sur nos deux solutions . On peut observer sur notre graphique que le taux d'éthanol est plus élevé lorsque la solution est basique . Mais on peut voir que quelque soit le pH de la solution, il y a production d'éthanol et ce de façon élevé . On peut donc en déduire que le pH n'a pas un rôle essentiel dans la fermentation alcoolique.


        Analyse des courbes :
-soude : de 0 à 3 minutes, la courbe forme un plateau à 0.5g/L d'éthanol . A trois minutes, le taux d'éthanol augmente subitement après l'ajout de glucose à 3 minutes. Puis on peut voir que la courbe devient plus stable et moins pentue, en effet le taux d'éthanol augmente toujours mais moins rapidement. L'éthanol produit maximal au bout de vingt minutes est de 3.5g/L.

-acide chlorhydrique : tout comme la courbe de la solution contenant de la soude, la courbe représentative de la solution acide forme un plateau jusqu'à l'ajout du glucose donc jusqu'à 3 minutes. Puis celle-ci croît de manière fluide tout au long de la fermentation alcoolique. En effet , entre 3 et 20 minutes, elle passe de 0.5g/L à 1.8g/L d'éthanol.


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              Un des facteurs de la qualité gustative d’un vin est son acidité ou plutôt sa perception acide. Le vin contient un nombre important d’acides organiques divers, chacun d’eux contribuant à l’acidité titrable et au pH mais chacun ayant aussi une saveur propre.



Lundi 28 février 2011 à 0:36

                         La vinification est l'ensemble des opérations nécessaires à la transformation du moût (nom du jus de raisin) en vin. C'est l'ensemble des opérations nécessaires à l'élaboration des vins. ...  Il existe donc différentes étapes à cette vinification. Nous avons étudier dans ce TPE , la fermentation alcoolique. Mais nous allons voir que le rôle du vinificateur n'est pas seulement de veiller aux conditions optimales de fermentation alcoolique , il doit également juger de la maturité optimale des raisins afin de choisir le moment opportun de la récolte. En effet, tout au long de sa maturation,degré de fermentation des fruits, la composition du grain de raisin évolue. Pour comprendre la fermentation chez le raisin , nous allons décrire la structure d'un raisin .


                                                                                STRUCTURE D'UNE GRAPPE DE RAISIN :
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                                        La grappe du raisin est constituée par la rafle, partie ligneuse ramifiée, supportant les grains. La rafle est essentiellement constituée d'eau, de fibres, de tanins qui sont des substances d'origine organique que l'on trouve dans toutes les parties des végétaux. La rafle est également constituée de matières minérales.

                                       Quant au grain de raisin appelé également baie, il est constitué par :
    - la pellicule qui enveloppe le fruit ; elle est recouverte d'une poussière cireuse, la pruine , qui retient la pellicule non mouillable et retient notamment les levures intervenant lors de la fermentation donc celles que nous avons étudiées. La pellicule contient des matières odorantes et colorantes mais également des tanins plus fins que ceux de la rafle.
-la pulpe, dont les cellules renferment le moût ou jus de raison, est constituée essentiellement d'eau, de sucres et d'acides. On peut donc dire que c'est celui qui contient le glucose que nous avons utilisé pour pratiquer une fermentation.
   - les pépins qui sont au nombre de 1 ou 2 en général renferment des tanins et des huiles non recherchées pour l'élaboration du vin.


                                                                    COUPE SCHEMATIQUE D'UNE BAIE DE RAISIN A LA MATURITE :
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                                        La pédicelle est une tige ou une petite pédoncule portant le raisin .
                                  Le pinceau provient du latin " peniculus " et signifie petite queue.

 

   

 

                         Le vin est une boisson résultant de la fermentation du raisin frais (avec ou sans rafle) ou du jus de raisin frais.

Par fermentation, on entend fermentation alcoolique (transformation du sucre en alcool éthylique) suivie de la fermentation malolactique (transformation de l'acide malique contenu dans le moût en acide lactique et en acide carbonique). Cette deuxième fermentation, de nature purement biologique, se produit sous l'action de certains micro-organismes et est une désacidification permettant l'assouplissement et l'affinement du vin à tous les points de vue. Un vin terminé  se compose de trois éléments : alcool, eau et d'extrait sec qui est ensemble des matières solides constitutives d'un vin.

                   La fermentation alcoolique du vin se déroule dans une cuve.
C'est une sorte de combustion dégageant du gaz carbonique de manière intense. C'est une phase essentielle dans la naissance d'un vin : le sucre naturel du raisin, sous l'action des levures de fermentation (présentent naturellement dans le moût ou ajoutées par le vigneron) va se transformer progressivement en alcool, en gaz carbonique... et en chaleur.

                   Son équation chimique est :

C6H12O6
>
2 C2H5OH
+
2 CO2
+
Q
1 molécule de sucre
>
2 molécules d'alcool éthylique
+
2 molécules de gaz carbonique
+
chaleur
180 g
>
2 x 46 = 92 g
+
2 x 44 = 88 g
+
33 kcal
             

 

 

 

 


                 Cette réaction est exothermique (libère de l'énergie) et produit un volume important de gaz carbonique (44.8 litres), ce qui explique :

                       -le bouillonnement qui se produit dans le moût en fermentation

                       -l'augmentation de la température de la cuve,

                       - la nécessité de ventiler les cuves et les caves afin d'éviter les risques d'asphyxie dus au CO2 et  de prévoir des dispositifs de réfrigération pour maintenir la température des cuves.

Cinq semaines sont nécessaires pour que le sucre des raisins se transforme en alcool. Pour éviter qu'il y est un oxydation de la matière première, le vinificateur doit agir sur la température du milieu afin qu'il y est un départ rapide de fermentation.

 

                     En effet, la température de la cuve doit se situer entre 25 et 28 °C. A la température du raisin encuvé, s'ajoute la température de fermentation alcoolique du moût. On a calculé que pour une production de 3° d'alcool, la température s'élève de 7 °C. Au bout de trois jours, l'élévation serait de plus de 20 °C s'il n'y avait pas de perte de chaleur. Compte tenu de l'étalement dans le temps de la fermentation, du dégagement gazeux et de la dispersion thermique, l'élévation de température n'est pas aussi importante que pourrait le laisser craindre cette théorie. Néanmoins, il faut faire attention à ce que la température critique de 32 °C ne soit pas dépassée car alors, les levures seraient détruites et des arrêts de fermentation, des accidents microbiens tels que la piqûre lactique ou acétique seraient possibles.

                  On peut également, par suite d'effets climatiques indésirables, obtenir des températures de fermentation trop basses et donc une fermentation trop lente. L'opération d'éraflage provoque une élévation de température pouvant atteindre 5 °C. La température critique (32 °C) peut donc être atteinte alors qu'elle ne l'est pas pour une même vendange non éraflée.

                   Il est donc essentiel que le vinificateur suive de près la fermentation et procède régulièrement (deux fois par jour) à la mesure simultanée de la température et de la densité du contenu de la cuve.

 

                  Le viticulteur s'assure de la transformation des sucres par un calcul de densité (appareil de mesure = mustimètre) . La densité est le rapport entre la masse d'un corps et celle d'un même volume d'eau . Un liquide sucré tel que le moût est plus lourd que l'eau, il a donc une densité plus élevée.

                 Le travail des levures est de faire disparaître peu à peu le sucre (transformé en alcool, de densité inférieure à celle de  l'eau). La densité du moût diminue donc progressivement jusqu'à atteindre un chiffre entre 0.993 et 0.995 à la fin de la fermentation.

 



Lundi 28 février 2011 à 9:29

                                    Lors de ce TPE, nous avons réalisé des expériences sur une solution de levures que nous avons fait fermenter dans un bio réacteur avec du glucose. Ces expériences nous ont permis de reproduire une fermentation alcoolique et de comprendre celle qui a lieu chez le raisin. Les levures représentants la pellicule du fruit et le glucose, la pulpe de celui-ci. De nos expériences, nous avons pu tirer nos propres conditions optimales de fermentation que nous avons mis en parallèle avec les véritables conditions optimales de fermentation chez le vin. En effet, nous avons trouver une condition optimale de 40 degré pour la température mais celle-ci est moins élevé pour le vin rouge ( 30 degré ) et encore moins pour le vin blanc ( 20 degré ) . De plus, nous avons, grâce à nos graphes, découverts l'importance du glucose dans la fermentation donc du jus de raisin qui est responsable de la production d'éthanol et donc de la fermentation alcoolique. Expérimentalement, notre condition optimale est 8g de glucose pour une solution de 125mL contenant 10g de levures. Ces deux facteurs influants le déroulement d'une bonne fermentation,nous avons essayer de voir s'il n'en exister pas d'autres. Nous avons donc réalisés des expériences pour le pH mais nous avons remarqué que quelque soit le pH de notre solution,la production d'éthanol avait lieu. ¨Pourtant d'après nos recherches dans le domaine du vin, nous avons appris que le pH joue beaucoup dans la fermentation qui suit a fermentation alcoolique , c'est-à-dire la fermentation malolactique qui dégrade l'acide malique en acide lactique et gaz carbonique. C'est là que la notion de pH intervient. En effet, une fermentation malolactique est favorisée par un pH élevé.Le pH va influencer sur le goût du vin et sa couleur . Nous réalisons donc le travail d'un vinificateur qui est de juger de la maturité optimale des raisins puis de contrôler la température et le sucre contenu dans moût du raisin afin d'avoir des conditions optimales pour réaliser une vinification dont la première étape est la fermentation alcoolique. Quant au pH , il devra rajouter des substances afin de régler celui-ci comme ce que l'on a effectuer au cours de nos expériences avec la soude et l'acide chlorhydrique. Ces conditions optimales étudiées sont des facteurs essentiels à une bonne fermentation. Etre vinificateur ou oenologue ne doit pas être un travail facile et nécessite des connaissances absolues au sujet du raisin et du vin.

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