A. Phénomène de fermentation alcoolique ou éthylique et définition.
1 . Fonctionnement :
La fermentation éthylique est une réaction chimique entre les levures, présentes sur la peau du raisin et le glucose contenu dans le jus du fruit. Ces levures, sous forme de bactéries et de champignons microscopiques, réagissent avec le glucose pour former de l'alcool, sous forme d'éthanol ainsi que du dioxyde de carbone, gazeux, qui s'échappera de la solution sous forme de bulles. Les levures ont besoin d'énergie pour pouvoir se développer et vivre. En présence de dioxygène,le phénomène de fermentation est un moyen de secours aux levures et cela leur permet de survivre.
D’un point de vue chimique, la fermentation est marquée par deux processus. Le premier est la glycolyse. Elle comprend les réactions chimiques qui, à partir du glucose forment des molécules d'ATP (adénosine tri phosphate). Suite à ces réactions se forme l'acide pyruvique qui subit une oxydation pour ainsi permettre le processus de dégradation des sucres. Dans ce milieu riche en sucre et pauvre en oxygène, la levure ne peut pas « respirée » pour transformer cet acide, c’est pourquoi un autre processus d'oxydation est mis en place : la fermentation alcoolique qui est le second processus. La fermentation alcoolique permet la transformation de l'acide pyruvique et conduit à un produit final de dégradation : l'éthanol, qui est l'alcool du vin. C’est un produit chimique énergétique pour la levure. À partir de ces réactions de fermentations, la levure obtient le recyclage d'une molécule (NADH2, NAD) réutilisée pour la réalisation de la glycolyse. Ainsi ces processus complémentaires se succèdent pour former la fermentation.
Il faut cependant savoir que les levures présentes naturellement sur la peau du raisin ne suffisent pas à une fermentation optimale. C'est pourquoi le vigneron est obligé de rajouter des levures industrielles dans la solution, afin d'obtenir le résultat désiré.
La transformation du glucose est causée par les enzymes des levures. Malgré les informations que l'on a pu obtenir sur ces enzymes et par leur complexité, nous avons admis que la transformation du glucose lors de la fermentation est due aux levures.
Cette réaction chimique correspond à l'équation chimique suivante dans laquelle le glucose réagit pour donner de l'éthanol et du dioxyde de carbone :
C6H12O6 -> 2 C2H5OH + 2CO2
Dans le cas de la fermentation alcoolique ( absence totale de dioxygène dans la cuve ), deux grammes de levure consommant un gramme de glucose libèrent : 0.23 litres soit 0.45g de CO2 et 0.46g d'éthanol.
2. Définition des éléments chimiques présents dans la réaction :
- Le glucose a pour formule brute : C6H12O6. C’est un héxose, c’est-à-dire un sucre comportant six carbones et dont le premier atome à une fonction aldéhyge symbolisée par un atome d’oxygène relier par une double liaison covalente à un atome de carbone. On peut donc dire que le glucose est une molécule organique. Les sucres sont répartis en cinq familles selon le nombre d’atomes de carbone qu’ils présentent. Par exemple, il existe les trioses qui sont des sucres (aussi appelés « oses ») comportant trois atomes de carbone, les tétroses en comprennent quatre, les pentoses : cinq, les hexoses : six et ainsi de suite.
-L’éthanol ou l’alcool éthylique a pour formule C2H6O. C’est un liquide incolore qui est très facilement inflammable et miscible dans l’eau. C’est une solution souvent appelée alcool puisqu’elle est responsable de l’alcoolisation d’une solution. La molécule est donc nécessairement présente dans les boissons alcoolisées, plus précisément ici dans le vin.
-Le dioxyde de carbone a pour formule : CO2. Il est souvent appelé gaz carbonique ou anhydrique carbonique. C’est un composé chimique contenant un atome de carbone et deux atomes d’oxygène. Dans les conditions normales de température et de pression, le dioxyde de carbone est un gaz incolore et inodore. Il est présent à seulement 0.03% dans l’air.