La fermentation : définition, types et exemples

La fermentation est un processus que réalisent certains organismes unicellulaires dans le cadre de leur métabolisme. Elle se produit généralement à partir de glucides ou d’hydrates de carbone qui peuvent se présenter, par exemple, sous forme de glucose, de saccharose, de maltose et de fructose, parmi d’autres.

La fermentation sert à ce que les organismes unicellulaires produisent de l’énergie sous forme d’ATP pour survivre. Seuls les organismes anaérobies, facultatifs ou stricts, qui n’ont pas besoin d’oxygène peuvent fermenter. Normalement, l’oxygène agit comme accepteur final d’électrons pour la production d’énergie, ce qui se produit chez les organismes aérobies. Toutefois, les anaérobies peuvent utiliser d’autres composés, comme nous le verrons ci-dessous.

Le processus ne génère pas seulement de l’énergie, mais produit également des composés organiques en fin de parcours. C’est pourquoi ce processus a été exploité par l’Homme dans l’industrie, notamment l’agroalimentaire et la pharmaceutique. De plus, il existe une multitude de types de fermentation, mais nous en présentons ici les principaux.

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Ce type de fermentation produit deux molécules d’éthanol et une de dioxyde de carbone à partir d’une molécule de glucose. D’abord, il libère le CO2 à partir du pyruvate et ensuite utilise comme accepteur final d’électrons l’acétaldéhyde, au lieu d’utiliser l’oxygène. Elle peut se produire par des bactéries ou par des levures.

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Production du vin

Pour produire le vin, la levure Saccharomyces cerevisiae est présente sur la peau des raisins et utilise le glucose et le fructose pour produire son énergie. Pour démarrer le processus, on fabrique le moût, un mélange de peau de raisin et de jus provenant du pressage. De là, on le transfère dans des récipients pour que commence la fermentation.

Cette fermentation a comme produit final l’acide lactique à partir de l’oxydation du glucose. Ici le pyruvate se réduit sans étapes préalables en acide lactique. Il peut s’agir de :

• Une fermentation homo-lactique : lorsque c’est le seul produit obtenu.
• Une fermentation hétéro-lactique : lorsque l’on obtient également de l’eau et de l’éthanol.

Production de yaourt

Les bactéries Lactobacillus bulgaricus ont été découvertes dans l’ancienne Thrace, aujourd’hui en Bulgarie, il y a environ 7 000 ans avant notre ère, et elles étaient utilisées pour fermenter le lait et produire le yaourt et, même, amorcer la coagulation pour fabriquer les fromages. Elles servaient à préserver les aliments plus longtemps, car elles évitent la décomposition. Elles présentent également des qualités probiotiques pour le microbiote intestinal qui influe positivement sur la santé générale du corps. L. bulgaricus utilise le lactose, une forme de sucre du lait, pour obtenir de l’énergie.

Tissu musculaire

Cette fermentation ne se produit pas seulement chez les microorganismes, mais aussi dans le tissu musculaire. Lorsque par un exercice excessif l’apport en oxygène est insuffisant pour les cellules musculaires, celles-ci doivent avoir recours à une respiration anaérobie au lieu d’aérobie, comme c’est habituellement le cas. On ressent cela comme une douleur musculaire et l’acide lactique accumulé est traité par le foie.

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Ce type de fermentation est réalisée par les bactéries Acetobacter, qui forment de l’acide acétique à partir de l’alcool éthylique. C’est une fermentation particulière, car elle nécessite de l’oxygène et ne se produit pas à partir de glucides, contrairement à ce que laisse penser la définition même de la fermentation.

Vinaigre balsamique

Lorsque la production de vin n’est pas réalisée de manière adaptée et entre trop en contact avec l’oxygène, elle peut fermenter en acide acétique. On obtient alors du vinaigre.

Dans ce cas, le lactose se transforme en acide butyrique et en gaz. L’odeur dégagée par cette réaction est l’odeur caractéristique de putréfaction. Le pyruvate et l’acide butyrique sont les produits qui apparaissent après le catabolisme du sucre pour produire de l’énergie. Les bactéries qui réalisent cette fermentation appartiennent au genre Clostridium spp.

Gonflement butyrique dans la fabrication du fromage

La fermentation butyrique est utile pour décomposer la matière organique, mais lorsqu’elle interfère avec les aliments, elle est préjudiciable. Un cas fréquent se produit dans les fromageries avec un phénomène appelé gonflement tardif ou gonflement butyrique, où l’acide butyrique forme des cavités dans le fromage au fil du temps de maturation, provoquant leur gonflement, et dans certains cas leur explosion, avec une odeur forte et désagréable.

Ces bactéries ne sont pas pathogènes, mais elles peuvent altérer la valeur nutritionnelle des aliments. La contamination peut provenir lorsque les vaches consomment du fourrage ensilé, c’est‑à‑dire fermenté pour le conserver et enrichir leurs nutriments, mais qui a été contaminé par un trop grand nombre de bactéries butiriques. En le consommant, les vaches produisent du lait contenant des bactéries butiriques.

L’acide citrique est le produit de la fermentation citrique, réalisée par des champignons filamenteux à partir de glucides. Si vous souhaitez en savoir plus sur la Classification des champignons, nous vous suggérons de consulter cet article.

Acide citrique alimentaire

L’acide citrique est assez utilisé dans l’industrie alimentaire car il évite la détérioration des qualités sensorielles, telles que la couleur ou le goût. Il apporte aussi une saveur acide à de nombreuses confiseries, snacks ou boissons. Pour l’utilisation industrielle, on emploie souvent le lactosérum pour sa teneur en lactose avec Aspergillus niger, qui obtient une grande efficacité pour produire l’acide citrique en peu de temps.

Cette fermentation génère de l’ammoniaque et du dioxyde de carbone à partir de l’urée. Si vous souhaitez en savoir plus sur le dioxyde de carbone, n’hésitez pas à lire cet autre article sur l’impact environnemental du CO2.

Putréfaction des carcasses animales

Elle se produit souvent lors de la putréfaction de carcasses animales, car lorsque les tissus manquent d’oxygène, les bactéries peuvent commencer à se nourrir et se déroulent des transformations fermentatives. L’odeur émise par ce type de fermentation agit comme un signal attirant d’autres décomposeurs, principalement des insectes.

Ici vous pouvez trouver davantage d’informations sur Quels sont les êtres vivants décomposeurs : exemples.

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