ROLE DE L'AMYLASE DANS LA DISTILLERIE
A 65" on trouve encore /i 0/0 d'amidon non empesé. (5o" — 8 0/0 —
Dans le choix des températures de saccharification il faut évidemment tenir compte de l'amidon du malt.
En choisissant la température de 55°, on s'expose à perdre /|2 pour 100 de l'amidon contenu dans le malt, tandis qu'à la température de 60" la perte se trouve considérablemeut diminuée. A cette température, il reste seulement 8 pour 100 de matières amylacées non attaquées. En employant, dans le travail, de 12 à 16 pour 100 de malt on est forcé de choisir une haute température de saccharification, mais, en travaillant avec une quantité de malt très réduite, on peut abaisser cette température, parce que la perte en amidon se réduit, dans ce cas, à son minimum. Du reste, les pertes en matières amylacées qui peuvent se produire à la suite d'une mauvaise extraction de l'amidon, ne sont jamais aussi préjudiciables au rendement, que l'altération de la diastase sous l'influence de la température. Il est donc toujours préférable de renoncer à une extraction complète de l'amidon et de s'appliquer à ménager la diastase, d'autant plus que l'amidon non empesé a'est pas complètement perdu.
L'amidon de malt, non dissous pendant la saccharification, se dissout partiellement pendant la fermentation. Il faut donc éviter les hautes températures et opérer la saccharification entre 55° et 60°.
Dans certains cas, et notamment lorsqu'on a affaire à des matières premières de qualité douteuse donnant des moûts acides accusant de o,25 à o,35 d'acide lactique pour 100, il est indispensable de diminuer encore la température de saccharification et de ne dépasser 55°, parce que, dans un milieu acide, la diastase devient plus sensible à l'action de la chaleur.
2i8 LES ENZYMES
Dans la pratique, malheureusement, on part de principes tout à fait opposés. Avec un malt moisi, de mauvaise qualité, on adopte des températures beaucoup plus élevées que dans le travail ordinaire, et cela, parce qu'on admet qu'en élevant la températue on tue les germes et les ferments qui influent sur la fermentation.
Les résultats qu'on obtient par cette élévation de température sont cependant peu satisfaisants, mais le distillateur s'en console en pensant que s'il n'avait pas adopté le travail à haute température, le résultat final eût encore été plus mauvais.
En réalité, une élévation de température de quelques degrés n'influe pas beaucoup sur la pureté de la fermentation et ne tue nullement les germes, mais elle détruit la diastase et empêche la fermentation.
Il faut, quand on travaille avec des matières de mauvaise qualité, recourir aux antiseptiques ou n'employer que des levures très actives pouvant protéger le moût de l'invasion des ferments sans empêcher la saccharification secondaire.
Travail par infusion. — Comme nous venons de le voir, le choix de la température de saccharification présente de grandes difficultés.
L'empois formé pendant la cuisson doit être liquéfié à une température supérieure à 65°.
L'amidon du malt, pour être complètement empesé, demande une température de 70°, tandis que la diastase ne peut pas être portée à la température de 60° sans subir une altération sensible.
Dans ces conditions, on se trouve toujours dans la nécessité de sacrifier, soit la substance active, soit l'amidon et la température de saccharification doit forcément varier suivant les conditions et suivant la qualité des matières premières.
Pour opérer rationnellement, il est indispensable de se-
ROLE DE L'AMYLASE DANS LA DISTILLERIE 2if>
parer les substances aclivcs de l'amidon du mail cl de les traiter séparément à des tem])ératures dilïcrentes.
En laissant le malt en contact avec de l'eau dans des conditions convenables, la diastasc entre en solution, se sépare de l'amidon et peut servir dans la suite pour la saccharification .
Quant aux drèclies elles sont encore imprégnées de substances actives en quantité suffisante pour produire la liquéfaction.
Le travail, dans ces conditions, ne laisse plus rien à désirer.
Les moûts cuits sous pression sont liquéfiés à la tcmpéture de 70" avec les drèches de malt et refroidis ensuite à /i5°-5o°. A ce moment, on ajoute la solution de substance active; on maintient le mélange pendant quelques minutes à /i5°-5o"; on refroidit à la température de fermentation, on ajoute la levure et on laisse fermenter.
Ce mode de travail doit forcément donner de bons résultats, mais à la condition que l'extraction de la diastase soit la plus complète possible.
Voyons maintenant comment il faut s'y prendre pour extraire rationnellement la diastase du malt.
On admet à tort que l'amylase du malt se dissout facilement dans l'eau. En réalité, l'extraction est difficile; elle dépend de la température de l'eau et du broyage plus ou moins énergique du malt.
On peut s'en convaincre par les deux expériences suivantes : on fait deux mélanges de malt et d'eau et on les soumet à une température de 3o". L'échantillon A est laissé au repos, tandis que l'échantillon B est constamment agité. De temps en temps, on prélève quelques centimètres cubes de chaque liquide et on en détermine le pouvoir diastasique, ce cpii permet de suivre la marche de la dissolution de la diastase.
POUVOIR 13 I A s T A s I Q U E
APRÈsSlIEURES I7 HEURES sCuEURES 47 "EL'RES 02 HEURES
liquide A .
La quantité de matière active dissoute dans l'infusion augmente d'abord avec la durée, atteint un maximum, puis décroît.
Dans le liquide A, c'est après 47 heures que le pouvoir diastasique atteint son maximum. L'agitation rend l'extraction plus rapide dans le liquide B où le pouvoir diastasique atteint son maximum au bout de 17 heures.
Les nombreux essais faits avec différents malts nous ont montré que ce maximum est atteint d'autant plus rapidement que la température de l'infusion est plus élevée. Nos observations sont résumées dans le tableau suivant :
Une infusion préparée à 45° acquiert son maximum de diastase dissoute
après 7 ou 8 lieures.
— — de55à5g° — — 3 lieures.
— — 60 à 65° — — 1/2 heure.
Le temps nécessaire à une bonne extraction dépend donc de la température. Il y a en outre un moment critique auquel il faut faire attention, vu qu'à partir de ce moment la diastase commence à disparaître.
La quantité maxima de substance active qui peut se dissoudre dans l'infusion au moment critique n'est nullement constante. Elle varie considérablement pour le même mail suivant la température, ainsi qu'on peut le voir dans le tableau suivajit :
ROLE DE L'AMYLASE DANS LA DISTILLEUIE 221
ÏEMPÉRATUHK FOUCIO DI ASTASIQUK DE I, INFUSION
Après i/a heure 3 li. 8 h. 17 h. afj h.
C'est à la Icmpcralurc de So" qu'on oblicnt les solutions les plus aclives ; de 45" à 55° la quanlilé de diastase qu'on [)eut extraire reste à peu près la même, tandis qu'à 65" la destruction des matières actives se fait au fur et à mesure qu'elles entrent en solution, et au moment critique, on obtient une infusion déjà fortement atténuée.
La préparalion d'une infusion à froid pendant 17 heures ])résente certaines difficultés dans la pratique.
Pour utiliser convenablement le malt, il est bon d'en elTectuer la dissolution à 55° pendant 3 heures.
Le travailpar infusion est surtout indiqué dans le cas des malts de maïs. Ces malts donnent généralement de 8 à 20 forains non germes pour 100 et leur richesse en diastase est de 3 à 5 fois moindre que celle du malt d'orge. Pour utiliser (^e malt, on est forcé d'en employer de fortes quantités et la ])erte en amidon est d'autant plus grande que l'amidon du maïs est beaucoup plus difficilement attaquable par l'enzyme (jue l'amidon d'orge.
Une infusion de ce malt doit se faire de la manière sui- ^ante: on réduit le malt en poudre; on le dilue dans 4-5 Aolumes d'eau à la température de 55°. On l'introduit alors dans un vase conique et on l'agite pendant la première heure, puis, on le laisse reposer pendant une heure ou une heure et demie. Le dépôt se fait très facilement et on peut soutirer le liquide sans entraîner les drèches.
On peut aussi se servir, dans le même but, d'un fdtrepresse. L'infusion de maïs malté fournit des liquides qui filtrent facilement. L'infusion de malt d'orge se fait, dans la plupart des usines, avec du malt écrasé et à la température de io°-i5°. On la prépare dans des appareils munis d'un broyeur. Le malt est broyé pendant un quart d'heure ou une demi-heure puis mis dans l'eau où on le laisse une ou deux heures, après quoi, on décante le liquide qui sert pour la saccharification . Les drèches sont employées pour la liquéfaction.
La richesse en substances actives d'une infusion préparée d'après cette méthode est très variable. Elle dépend plus de la nature spéciale du malt que de sa richesse en amylase. La quantité de diastase qu'on extrait est comprise entre lo et 5o pour loo de la substance active contenue dans le malt. Ce mode de préparation de l'infusion de malt est fort peu rationnel.
On aboutit à des résultats beaucoup plus satisfaisants en préparant l'infusion à une température de /i5''-5o° et en laissant durer l'action pendant 2 ou 3 heures.
Par cette méthode, on obtient en solution de 70 à 80 pour 100 des substances actives contenues dans le malt.
Le travail par infusion est encore peu répandu dans la pratique, mais c'est indiscutablement celui de l'avenir.
Il serait à désirer que les constructeurs créassent un outillage convenable qui permît, dans le travail de l'orge, de séparer les drèches de l'infusion, parce que c'est dans cette opération que réside aujourd'hui la principale difficulté.
Sur l'altération que subissent les diastases pendant les phases successives du travail. — De l'étude que nous venons de faire sur les conditions de l'action de l'amylase, il résulte qu'une partie des substances actives du malt sont détruites pendant la saccharification et que la
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résistance plus ou moins grande de la diaslase à des températures de 6o°-62° dépend du degré d'acidité du milieu.
L'acidité des monts n'est pas la seule cause qui amène l'altération de la diastasc, altération qui se produit encore par l'action d'autres facteurs dont il faut tenir compte et qui ne sont pas toujours aisés à déterminer.
Deux malts possédant le même pouvoir saccliarifiant, employés à la même dose et produisant dans des moûts identiques la même quantité de sucre peuvent cependant fournir des infusions contenant des quantités différentes de diastase.
A côté de la richesse en matières actives, il faut encore prendre, pour apprécier la valeur d'un malt, d'autres facteurs en considération.
L'origine des différences de résistance réside peut-être dans le degré d'acidité naturelle des grains, peut-être aussi dans la qualité de l'acide ou dans la nature des autres substances étrangères contenues dans le malt.
Nous avons fait toute une série d'essais en vue de trouver la cause des différences de résistance des malts et nous pouvons fournir à ce sujet quelques indications, malheureusement fort incomplètes.
La résistance des malts dépend de la température à laquelle on conduit la germination. C'est ainsi qu'en maltant 2 parties d'un même orge à différentes températures, l'une pendant 8 jours à i9°-22°, l'autre pendant 9 jours à i2''-i5°, nous avons obtenu des malts résistant différemment à la température de 60°. L'orge malté, conduit à froid et pendant g jours, s'est mieux comporté que l'orge malté à de plus hautes températures. D'autre part, nous avons constaté que l'orge, donnant de 7 à 10 pour 100 de grains non germes après le maltage, possède non seulement un pouvoir saccliarifiant moindre que l'orge complètement germé, mais possède aussi une résistance complètement différente vis-à-vis des réactions du milieu. C'est l'orge incomplètement germé qui offre la résistance la plus faible.
La richesse des moûts en substances actives après la saccharifi cation principale, dépend par conséquent de la quantité de diastase qui se trouve dans le malt, de la température de saccharification et, enfin, du degré de résistance de la diastase.
La perte de substances actives se produisant pendant la saccharification à des températures élevées peut, dans de bonnes conditions, être limitée à 20 pour 100, mais, généralement, cette limite est dépassée et on arrive à une destruction de 3o à 4o pour 100.
La saccharification secondaire se fait avec la diaslase échappée à la destruction pendant la première phase de l'opération. Cette saccharification est très lente et doit se prolonger au moins 3 jours.
La diastase se conserve généralement beaucoup mieux dans des moûts en fermentation que dans des moûts sucrés, tandis que la force diastasique d'un moût sucré s'affaiblit considérablement, même en présence d'antiseptiques.
Le pouvoir diastasique d'un moût, qui a fermenté dans de bonnes conditions, reste à peu près stationnaire pendant plus de 70 heures.
La bonne marche de la fermentation dépend principalement de la conservation de la diastase. Cette conservation peut seulement se faire dans des moûts exempts de ferments étrangers et c'est pour cette raison que l'emploi d'antiseptiques s'impose en distillerie. On se trouve, en effet, clans l'impossibilité absolue d'éviter l'infection par d'autres moyens.
Contrôle du travail dans la distillerie. — La marche régulière d'une fermentation dépend de divers facteurs et, en dehors des questions qui ont trait à la cuisson et à la température de la fermentation qu'il est toujours facile de contrôler, il faut tenir compte de la qualité du malt employé, de la nature des levures ainsi que du degré d'infection du moût par les ferments étrangers.
ROLE DE L'A M y LAS E DANS LA DISTILLERIE -n'y
Chacun de ces trois facteurs donne lieu à un problème d'autant plus compliqué que l'action de l'un influe sur l'action de l'autre. Aussi, est-il souvent bien difficile, quand on se trouve en présence d'un trouble dans le travail, d'en connaître la cause et d'en spécifier l'origine.
Une mauvaise fermentation coïncide ordinairement avec une infection par des ferments étrangers, mais celle-ci n'est pas toujours la cause première du trouble observé ; au contraire, elle n'est, le plus souvent, que la conséquence, soit d'un manque de diastase, soit de la faiblesse de la levure. Aussi, le manque de matières actives, que l'on constate parfois dans un moût en fermentation, ne doit pas toujours être attribué à la mauvaise qualité du malt: la destruction des matières actives peut avoir été occasionnée par l'envahissement des ferments. De même, si l'on constate, dans une mauvaise fermentation, une dégénérescence ou un atTaiblissement de la levure, on ne doit pas considérer celle-ci comme la cause directe du trouble : le manque de diastase, avec toutes ses conséquences nuisibles peut avoir provoqué cet état de la levure.
Pour remonter à l'origine, pour discerner la cause réelle du trouble constaté, il. est absolument indispensable de suivre la marche de l'affaiblissement de la substance active dans toutes les phases du travail.
Une détermination quantitative de la diastase contenue dans le malt donne une idée de la quantité de grains germes nécessaire pour un travail normal. En déterminant ensuite la richesse en matières actives des moûts sucrés produits avec le malt analysé, on peut constater le degré d'altération produit pendant la saccharifîcation et on est en mesure de juger si la quantité d'amylase restant suffit pour la i^accharificalion secondaire. L'analyse de la substance active du moût, à différents moments de la fermentation, fournit enfm des données sur l'affaiblissement de la diastase ; elle permet d'apprécier le moment où le travail commence à diminuer Effront. Les Euzyines. i5
22(j LES ENZYMES
d'intensité et de reconnaître nettement la cause de cette diminution. Une dégradation sensible des matières actives dans la première période de la fermentation indique une marche irrégulière.
La cause du phénomène tient la plupart du temps à l'acidité initiale du moût et il est à recommander, dans de telles conditions, de choisir une température de saccharification très inférieure à 60".
L'affaiblissement de la diastase pendant la fermentation peut être provoquée par d'autres causes. Elle peut tenir à la qualité des grains et, dans ce cas, il faut éviter de fortes pres~ sions pendant la cuisson, parce que c'est pendant celle-ci que se forment surtout les substances affaiblissant la diastase.
Pendant la fermentation secondaire, il faut suivre la dégradation de la diastase parallèlement avec l'acidité, car une augmentation sensible d'acidité est toujours suivie de la disparition d'une partie de la diastase.
L'affaiblissement de la diastase peut être évitée, dans ce cas, par une addition d'antiseptiques, mais on constate c[uelcjuefois un résultat tout à fait contraire : la diastase s'affaiblit d'abord et l'acidification se produit seulement de G à 10 heures plus lard.
L'apparition, dans les moûts, de lérmenis étrangers a lieu à la suite de l'atTaiblissement de la diastase. Dans ce cas, l'addition de nouvelles quantités d'infusioji dans le moût en fermentation peut prévenir l'acidité et maintenir le rendement en alcool.
Enfm, si l'on constate une fermentation incomplète en présence de moûts peu acides et riches en diastase, on peut en attribuer la cause aux levures.
Ce cas se présente souvent quand on travaille avec des antiseptiques qui laissent intacte la diastase. mais qui agissent tiès défavorablement sur certaines races de levures.
Comme on le voit, l'analyse de la substance active du malt et des moûts peut rendre un très grand service aux dis-
nOLE DE L'AMYLASE DA.\S LA DISTILLERIE s'a-;
lillaLcurs. Dans le cliapitrc snivanl, on Ironvcra les niélliodcs à suivre pour procéder à ces sortes d'analyses.
BU3LIOGUAPIIIE
EiFRONT. — Sur les conditions chimiques de 1 action des diastases Comptes Rendus, 1892, t. ii5, p. i524-
— • Sur certaines conditions cliimiqiies de l'action des levures de bière. Comptes Rendus, 1898, t. 117, p. ôog.
— Sur la formation de l'acide succinique et de la glycérine dans la fer-
mentation alcoolique. Comptes Rendus, iSgd, t. 119, p. 93.
— Accoutumance des ferments aux antiseptiques et influence de cette ac-
coutumance sur leur travail chimique. Comptes Rendus, 1894. t. 119. p. 169.
— De 1 intluence des composes du fluor sur les levures de bière. Comptes
Rendus, 1894, t. 118, p. i42o.
— Etude sur les levures lactiques. Annales de l'inst. Pasteur, 1896,
— De lintluence des fluorures sur l'accroissement et le développement des
cellules de la levure alcoolique. Moniteur scientifique, 1891, p. 254- - — Etude sur les levures. Monit. scientifique, XI, p. ii38, 1891.
— Des conditions auxquelles doivent satisfaire les solutions fermentes-
cibles pour que les fluorures y produisent un maximum d'effet.
Monit. scientifique, 1892, t. VI. p 81. Maercker. — Spiritusfabrikation. Paul Parcy. Berlin, 1894. Max BùcHELEK. — Die Branntwein Industrie. Zweite vollstandig umge-
arbeitete Auflage des Lehrbuches der Branntweinbrennerei von Stam-
mer. Braunschweig.
— Leitfaden fur den landvvirthschaftlichen Brennereibetrieb. Brauns-
chweig. 1898.
