CH^CHO+ =H^O + CH'— CH
HO— CH^ \0 — CW
liquide bouillant a 106".
On trouve également de la Mannite, du Terpène {C*^H*^j, un hydrate de ce corps et du Camphre. Peut-être ces deux derniers corps proviennent-ils des matières premières des moûts. Enfin on trouve :
Des bases azotées volatiles ayant les propriétés des
alcaloïdes végétaux. Une de ces bases est une méthylpyazine bouillant à 170°.
Variations dans les produits de la fermentation. — Tous ces corps n'existent pas toujours et sont en proportions qui dépendent d'une foule de circonstances.
I** De Tétat d'aération. — Ce qui se comprend d'abord parce que chaque levure a ses besoins propres et ensuite parce que certains des produits précédents sont des produits d'oxydation directe d'autres produits.
2^ De la nature de la levure. — Ou peut dire que chaque sorte de levure donne des produits difiFérents ou en proportions différentes.
Exemple : culture dans i litre d'eau de touraillon.
Levure i Kayser: 95<^<^,9 d'alcool, 0,81 d'acide acétique, ^sr,']/i de glycérine, 0,96 d'acide succinique.
Levure 87 Kayser : 87*^^,6 d'alcool, 0,70 d'acide acétique, 2g'', 81 de glycérine, 0,8a d'acide succinique.
3^ De l'acidité. — Par exemple :
La levure 3 Kayser ^ glycérine : i8'*,44 en moût neutre donne l — : ig'',73 — acide.
4° De la température. — Exemple :
Levure de vin n** 2 Kayser cultivée dans de l'eau de touraillon à 181 grammes de sucre par litre.
à 2b° : sucre restant 2,70, acides volatils 0,98, glycérine 3,4o, poids de
levure formée o,566.
à 35° : sucre restant i,i5, acides volatils 0,78, glycérine i, 243, poids de
levure formée i8^,fiC)2. Le tout en grammes.
En général, il y a par augmentation de la température diminution de la glycérine et augmentation de l'acidité totale.
5® De la nature du moût. — Et par conséquent : a) De la nature du sucre.
P) De la concentration.
Lucien Lévy. — Microbes et distillerie. 9
i3o LEVURES
y) Des matières azotées.
8) De la nature des acides.
e) De Tacidité.
Ç) De la durée.
y;) Des antiseptiques.
a) Influence de la nature du sucre. — L'exemple suivant emprunté à Pasteur montre bien rinfluence de la nature du sucre.
Culture dans Teau sucrée + eau de levure.
ac. succinique
glycérine
rapport
Lactose.
Glucose. .
. gs'.Si
Inverti.
Saccharose. .
P) Influence de la concentration. — L'influence de la concentration est très marquée.
Quand il s'agit de saccharose la limite de 3o pour 100 est une limite extrême. Ordinairement les teneurs de 10-20 pour 100 sont les meilleures pour le sucre, pour la glucose, la lévulose, la maltose.
En général, un excès de sucre produit un excèsd'acides volatils.
Certains auteurs admettent 2 optima pour la concentration ; ainsi au point de vue de la fermentation proprement dite, Wiesner admet de 2 à 4 pour 100 et de 20 à 25 pour 100 de saccharose.
Au point de vue de la multiplication dans les moûts amylacés, Archleben admet de 10 à i4 pour 100 et de 19 à 25 pour 100 de maltose.
y) Influence des matières azotées. — Quand elles sont en quantité suffîsante Tacide succinique et la glycérine sont moindres.
0) Influence de la nature des acides. — Elle agit surtout sur la glycérine et les acides volatils.
iSi
Voici deux exemples indiqués par M. Lafar, relatifs à "2 levures de vin et à du moût de raisin.
Moût naturel
Neutralisé
Additionné d'acide succinique
— acétique.
— oxalique.
— malique..
— tartrique
GLYCERINE PAR LITRE
On voit que, dans les 2 exemples, Tacide acétique tend à diminuer la glycérine. Les acides succinique et oxalique produisent pour les 2 cas, Tun, un relèvement, et Tautre, un abaissement. Les acides tartrique et malique produisent le relèvement de la glycérine.
Voici, au point de vue de Tacidité volatile, des chiflFres indiqués par Kayser.
Levure 71.
3g'^,75 d'acide tartrique par litre o«^,b'] d'acide acétique produit 3g'',5o d'acide citrique par litre oS'',3o —
s) Influence de la dose d'acidité. — Par exemple, la levure 14 de Kayser avec une
acidité initiale de l^e' d'acide tartrique donne 081'', a5 d'acide acétique. — Sg"* — — og^58 —
Ç) Influence de la durée. — Elle intervient naturellement au point de vue de la quantité des produits, mais elle agit aussi sur leurs proportions relatives parce que tous les produits ne se forment pas parallèlement.
Tj) Influence des antiseptiques. — On Tétudiera à part.
i32 LEVURES
Vitesse de la fermentation alcoolique.
En 1874, Dumas a indiqué que la durée de la fermentation est proportionnelle h la quantité de sucre présente. Ce fait a été vérifié dernièrement par 0. Sullivan, relativement à la glucose et à la maltose. Celle-ci fermente moins vite et d'ailleurs la vitesse de fermentation de ces sucres est différente de la vitesse d'inversion de la saccharose.
En 1892, Brown a montré que la concentration n'intervient guère pour des concentrations de 10 à 20 pour 100. En effet il a prouvé qu'alors le même poids de sucre disparaît par le même nombre de cellules.
Il est bien évident que la vitesse dépend du nombre des cellules; tant que celui-ci ne dépasse pas une limite déterminée, il y a presque proportionnalité. Mais lorsque le nombre des cellules devient trop grand, elles se gênent mutuellement, de sorte qu'à partir d'une certaine limite le nombre des cellules n'influence plus la vitesse de fermentation.
Quel que soit d'ailleurs le nombre des cellules, l'agitation accélère la fermentation (nous avons vu qu'elle gêne la multiplication). La matière alimentaire du moût intervient dans la vitesse, et si le nombre des cellules primitives n'est pas exagéré, une bonne alimentation accélère la multiplication et la vitesse de fermentation.
Cela résulte d'expériences d'Hayduck, de Stern, d'O. Sullivan.
Par exemple :
dans lOB"" de maltose et lOOS'' d*eau, 6s'' de levure détruisent en 4 b. aF^^jî! dans — 5oK'' d'eau plus 5og'' d'eau de levure, 6«^ de levure
détruisent en 4 h- 3g'', 2G.
POUVOIR FERMENT i33r
Pouvoir ferment des levures.
D'une manière générale, on appelle pouvoir ferment d'un microbe le rapport de la quantité de matière détruite au poids du microbe produit.
En ce qui concerne la levure, ce sera le rapport du poids de sucre détruit au poids de levure formé.
Pasteur considérait ce rapport comme un indice des bonnes fermentations sans le prendre pour critérium de la puissance de fabrication d'alcool.
Pasteur considéra le rapport précédent comme diminuant par l'aération à la suite des expériences suivantes : dans un vase h fond plat, contenant une quantité de sucre déterminée, il met une trace de levure, et arrête la fermentation au bout de 3o minutes. Le rapport est alors égal à 4.
Une opération du même genre dans un vase non aéré donne après 90 jours un rapport de 175.
Mais un certain nombre d'auteurs ont trouvé un résultat contraire.
Ce n'est pas étonnant, car l'expérience dépend d'un grand nombre de facteurs : de la nature et de la richesse en sucre ; du temps ; de l'immobilité du liquide (l'agitation augmente le rapport) ; du mode de culture (des cultures répétées sur gélatine donnant un rapport plus grand) ; des matières alimentaires (ainsi dans une culture en peptone, si le rapport sucre k peptone augmente le pouvoir ferment augmente).
Enfin la présence des antiseptiques à petite dose l'augmente tandis qu'ils le diminuent à forte dose.
Théorie de M. Duclaux. — M. Duclaux a serré la question de plus près. Dans une culture on introduit X de levure, au bout du temps T, on a L.
î34 LEVURES
Supposons que dans un temps rfT, la levure augmente de dL en employant mdh de sucre à sa construction.
Soit a la quantité de sucre consommé dans le temps I par I de levure en dehors de dépense de construction.
Soit dS le sucre disparu.
On a évidemment dS = mrlL + ciLdT.
A supposer que pendant toute la fermentation m et a soient constants, on peut intégrer si Ton connaît la relation entre L et T.
Admettons la loi de Hansen L =:X(1 + JT') (accroissement proportionnel au carré des températures).
dL = 2b'kTdT,
dS = dT(2mb\T-{-a\[i-irbT]),
S =^ mbXï^ -\~ aXT -\ — r- T^ -j" c<^ 'estante.
Si T = o, Si=o, donc
S=a'kT-\-b\v(m-+-^y
En négligeant X,
s , rtT
Le pouvoir ferment croît donc proportionnellement au temps.
On comprend pourquoi ce rapport ne représente pas le critérium de la quantité d'alcool produit, il dépend de m qui peut être plus ou moins grand, quelle que soit la dose d'alcool produit, il dépend de a, qui est fonction non seulement de la dose d'alcool produit mais aussi du sucre brûlé dans la respiration.
M. Duclaux pense que m est voisin de 2, voici
PRINCIPALES ESPÈCES i35
pourquoi : si la levure avait la composition hydrocarbonéc du sucre, comme elle est azotée pour faire i de levure, il faudrait un peu moins de i de sucre ; mais la levure est plus carbonée que le sucre de plus d'un quart, de sorte qu'il faut plus de i de sucre pour faire i de levure.
Donc m >► I.
D'autre part, l'expérience indique qu'en 24 heures avec 4 grammes de sucre on fait i de levure. Mais pendant ce temps la dépense d'entretien s'effectue, donc /n<^4. C'est pourquoi M. Duclaux prend m égal à 2 pour une période de i jour.
D'où 4«' = 2 + f, a = 6.
Une expérience de Pasteur conduit à la même valeur a =: 6.
Dans une expérience de 100 jours, 100 grammes de sucre ont disparu en faisant o^'',5 de levure.
Donc ioor-2Xo,i)+-x 100X0,0
100= i+-Xi)o o
a=z- — ;r-^ = sensiblement 6.
Principales espèces de levures en distillerie.
Caractères distinctifs. — Quelquefois les races se sont trouvées isolées par sélection naturelle, mais en général les différentes races de levure ont été isolées par une des méthodes de culture indiquées plus haut. Une fois isolées, on a essayé de les caractériser. Les nombreux caractères sont essentiellement variables et une caractérisation n'a d'importance que si on fait intervenir tous les caractères h la fois.
i36 LEVURES
1° Forme de la levure. — Ordinairement la forme des cellules est plus ou moins elliptique, mais elles peuvent avoir des formes différentes.
La levure Ludwigii a la forme d'une bouteille.
La levure Pombe a la forme d'une massue.
Ce caractère de la forme est un des plus variables. Il dépend de Tâge de la cellule (les vieilles étant ratatinées) ; la température tend, lorsqu'elle augmente, à rendre les cellules rameuses. De même, lorsque Tacidité du moût croît, les levures ont une tendance à se ramifier. Une richesse saccharine trop grande produit encore le même effet.
L'aération fait varier également la forme (voile).
2® Nature du bourgeonnement. — Nous avons vu que, dans la plupart des levures, le bourgeon se forme par étranglement, mais nous avons également vu que certaines races bourgeonnent par une sorte de cloisonnement (S. Ludwigii, etc.).
Souvent les bourgeons s'isolent ; d'autres fois ils restent accolés aux cellules mères et forment des paquets ou des chapelets (i).
3° Réseau gélatineux. — Nous avons déjà parlé de ce réseau, résidu du mycélium, que Ton trouve, par exemple, dans les cultures sur gélatine du Sac. Marxianus.
Il est probable que la présence de ce réseau contribue à produire l'aspect caséeux de certaines levures.
4° Nature du dépôt. — En tout cas, la nature du dépôt des levures dans les différents milieux est un caractère distinctif.
5^ Aspect des cultures sur gélatine. — D'une façon générale, les cellules sont plus allongées. Certaines espèces
(i) On pourrait peut-être aussi faire intervenir la durée de la génération. Ainsi Hoyera montré qu'à iS»* le? durées de reproduction pour une levure elliptique I a été de 9*^4. pour une levure Sacez de 7**48 pour une adiculatus 4^*45. Mais à 35° les durées sont différentes et plus courtes.
PRINCIPALES ESPÈCES iSj
liquéfient la gélatine ; d'autres, au contraire, ne la liquéfient pas. Elles peuvent présenter Taspect de colonies en surface ou en profondeur, etc., toutes ces apparences peuvent être distinctives (i).
6** Spores. — Les spores peuvent servir de plusieurs manières à caractériser les levures.
a) Forme de la spore. — La forme de la spore est très variable. Elle n'est caractéristique qu'à la condition d'opérer dans des milieux connus, k température déterminée et de ne faire sporuler la race étudiée qu'après un nombre également déterminé de rajeunissements.
Si l'on examine une vieille cellule, les spores n'apparaissent pas. Il faut au moins quatre, quelquefois jusqu'à dix cultures successives pour obtenir un descendant sur lequel on puisse i^@^ fâ)/lR voir la sporulation se produire. "^ ^^^^^
La forme de la spore dépend du nombre de rajeunissements. Par exemple la spore de la lo" génération peut ne pas avoir la même forme que Fig. 4a. — Saccharomyces
.. j , .g Anomalus (spores).
celle de la 4 . D'après Jorgensen et Kayser.
Comme exemple de formes caractéristiques, nous rappellerons celle du S. Anomalus (fig. 42).
P) Faculté de sporuler. — Nous savons que toutes les cellules ne peuvent pas sporuler. Cela dépend de l'âge, du nombre de rajeunissements, de la température.
Nous savons que la faculté de sporuler disparaît avec l'âge ou à la suite d'une série de cultures dans certains milieux. Nous savons de plus qu'elle peut ensuite réapparaître.
(i) M. Holm a constaté que sur gélatine 4o pour 100 des cellules jeunes ne se développent pas tandis qu'il n'y a que a 5 pour 100 des cellules vieilles qui restent inertes.
D'où la conséquence d'ensemencer la gélatine avec des cellules âgées.
i38 LEVURES
En tenant compte de ces faits, la faculté de sporuler peut être caractéristique des races.
y) Époque de Tapparition des spores. — Nous savons que le départ de la sporulation dépend du nombre de rajeunissements, du milieu de culture, de la température.
Nous savons qu'il peut se faire que 2 races sporulent à la même température avec la même rapidité et qu'à une autre température il y ait des différences sensibles. Il sera donc bon d'observer à deux températures distinctes les espèces à déterminer.
S) Mode d'éclosion. — La spore peut encore servir à caractériser les levures par le mode de germination. Sous ce rapport il y a deux groupes de levure distincts : dans le premier groupe la levure qui contient les spores s'entr'ouvre ; celles-ci saillissent et se mettent à leur tour à bourgeonner. Dans le cas de S. Ellipsoideus, il y a fusion de 2 spores avant l'éclosion. Dans le second groupe, toutes les spores qui sont à l'intérieur de la cellule se fusionnent en une seule, et le tube formé fait saillie à l'extérieur et se cloisonne.
. s) Mode de germination. — La spore peut encore servir à caractériser les levures par son mode de germination.
Nous avons vu en effet que sous ce rapport le S. Ludwigii et le S. Anomalus se distinguent nettement des autres.
On peut encore utiliser pour distinguer les races :
7° Pouvoir réducteur. — Le pouvoir réducteur des levures, qu'on évalue par l'action sur le sulfate de magnésie en présence du sous-nitrate de bismuth comme indicateur.
D'après NastucofT, il peut y avoir des différences notables.
Une levure de Champagne ayant donné l'effet i , la levure apiculée a donné o,35.
8° Sucres attaqués. — Les sucres fermentant par une
PRINCIPALES ESPÈCES 189
levure, dans des conditions bien déterminées, sont à utiliser pour caractériser les levures.
9"* Produits de la fermentation. — Les produits de la fermentation, qu'une levure fournit dans les conditions déterminées de milieu de culture et de température, sont une excellente indication de la race de la levure considérée. En particulier, on considère souvent :
a) La glycérine obtenue. — Elle dépend de la race, mais dépend aussi de Tacidité, de la température et de la présence d'antiseptiques.
P) Le sucre restant. — Cette quantité dépend non seulement de la levure, mais de la température, de Tacidité et de la nature de Tacide.
y) L'atténuation obtenue. — Elle dépend du moût et de la température.
Rappelons qu'en mélange de levures l'atténuation obtenue n'est pas la moyenne des atténuations spéciales à chaque levure.
10° Qualité du produit obtenu. — La clarté de la bière, la limpidité du vin, etc., qualités dues aux levures, sont des caractères utiles pour l'identification des cellules.
Remarque importante. — Les caractères qui ont été indiqués pour identifier les races de levures sont variables, de sorte qu'il est indispensable de les employer tous à la fois et dans des conditions parfaitement déterminées pour en tirer parti. Cela est d'autant plus nécessaire que certains d'entre eux peuvent, après variation, se fixer soit d'une manière temporaire, soit d'une manière définitive; ce qui peut naturellement conduire h des erreurs sur la véritable race d'une levure.
Variations non définitives. — Parmi les variations pouvant se fixer temporairement pendant quelques générations, on peut citer l'effet dû a la non-aération.
Un autre caractère pouvant induire en erreur est l'atténuation. Il peut se faire qu'en remettant une levure dont
i4o LEVVRES
Tatténuation a varié sous des influences déterminées, dans les conditions primitives, l'atténuation ne revienne à ce qu'elle était au début qu'après plusieurs générations.
Un autre caractère est la clarté des moûts. Très souvent une cellule après avoir donné un moût clair en donne ensuite un trouble si les circonstances ont varié. Or il peut se faire qu'il faille plusieurs générations pour que le moût redevienne clair après que la levure aura été replacée dans les conditions primitives.
Prenons dans une même culture une cellule du fond et une du voile. Cultivons ces deux cellules dans deux milieux identiques et à l'abri de l'air. Les descendants de la levure provenant du fond ne sont pas semblables à ceux provenant du voile et ne redeviennent semblables qu'après 5 ou 6 générations.
Variations définitives. — Un certain nombre de variations peuvent devenir définitives et l'on peut créer, à proprement parler, des races de levure.
Examinons les variations qui peuvent devenir stables.
Dans certaines circonstances une levure peut perdre la faculté de sporuler et de donner des voiles. Or, les caractères tirés des spores quant à la forme, h la température, à l'époque de l'apparition, etc., comptent parmi les plus importants.
Le voile est également un caractère de premier ordre. Si on cultive une levure à une température supérieure à celle où les spores prennent naissance, mais inférieure à celle où la levure bourgeonne, elle perd la propriété de donner des spores et des voiles et la propriété contraire est en général acquise pour la descendance, du moins si les conditions de milieux restent les mêmes.
Cette inaptitude à la sporulation peut être obtenue pour toutes les races de levures, à l'exception de quelques-unes qui font exception ; le saccharomyces mem-
PRINCIPALES ESPÈCES i^i
branae facicns est la seule race parmi les races cultivées qui fasse exception.
Il y a une autre sorte de levures qui ne perd pas la faculté de sporuler. Ce sont les levures sauvages, celles qui par exemple s'introduisent en brasserie et sont la cause d'un mauvais travail. Elles sont très prolifiques et sporulent très facilement. Ces levures ne perdent pas, même en se plaçant dans les conditions indiquées plus haut, la propriété de faire des spores. On peut considérer ce caractère comme un des meilleurs caractères spécifiques des levures sauvages.
Différentes espèces de levures. — Nous allons les classer d'après leurs origines :
i^ Levures de brasserie* — La fig. 43 représente un S. Cerevisiae; la fig. 44 sa sporulation ; les fig. 45 et 46 la germination des spores, la fig. 4? le voile et la fig. 48 un voile âgé.
La levure de brasserie proprement dite a été la première étudiée. Pasteur V a distingué deux races en ^ ., ^ , ^ ..
•' ^ ^ riG. liô. — oaccharomyces Lerevisiae.
faisant des cultures dans D*après Jorgensen.
du moût de bière acidulé
d'acide tartrique, afin d'éliminer les bactéries. A ces deux levures particulières, il a donné le nom de levure haute et de levure basse.
Une levure haute est une levure qui nage à la surface des moûts. Les cellules restent en paquets et forment des sortes de radeaux soulevés par le gaz carbonique. La fig. 49 représente la germination des spores de la levure haute.
i/ia
Une let^ure basse s'isole et les cellules trop petites n'offrent pas une surface suffisante pour être soulevées
FiG. 44* — Saccharomyces. Spores.
D'après Jorgensen.
FiG. 45. — SaccharomycoB.
Début du bourgeonnement des spores.
D'après Jorgensen.
par le gaz ; elles sont entraînées par leur poids et tombent au fond des moûts. En ce qui concerne la température, en général, la levure haute fermente à haute tempé-
FiG. 46, — Saccbaromyces. Bourgèonn^nent des spores. D'après Jorgensen et Lindner.
rature et la levure basse à température basse, ce qui fait que souvent l'expression levure haute ou levure basse est comprise comme ayant rapport a la température.
PRINCIPALES ESPÈCES
Les levures basses font fermenter la raffinose et la mélibiose.
Les levures hautes hydrolysent la raffinose et laissent intacte la mélibiose.
Hansen a repris les études de Pasteur et a constaté que la levure basse était dédoublable en deux races qu'il a dénommées Carlsberg I et II, du nom de son laboratoire (fig. 5o).
On a généralisé la méthode de Hansen et on a trouvé que les différentes bières devaient leur saveur spéciale à un grand nombre de levures différentes.
Par exemple :
La leçfure Saaz est une levure basse à faible atténuation (i). Son nom est celui d'une localité hongroise.
La levure Frohherg est une levure basse à atténuation plus forte. Son nom est celui d'une brasserie de Grimma, également en Hongrie.
La levure Burton est à plus forte atténuation.
La levure Logos est à très grande atténuation.
2^ Ijevures pour distillerie de grains. — Les levures -de brasserie utilisées en distillerie sont en général des levures hautes à cellules rondes ou ovales et grosses (de 8 à 12 (jl) ; leurs spores sont moitié moins grosses.
En appliquant aux moûts amylacés de distillerie les règles de sélection appliquées aux moûts de brasserie, on obtient une sélection des races de levure de bière acclimatée au moût de distillerie.
FiG. t^'^' — Saccharomyces. Voile.
D'après Jorgensen et Lindner.
(i) D'ailleurs une levure de brasserie ne doit pas agir sur les dextrines.
