Analyse du moût fermenté

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Analyse du moût fermenté

Le prélèvement de l'échantillon nécessaire pour cette analyse doit avoir lieu avec un soin particulier, si on ne veut pas s'exposer à des erreurs grossières. Une agitation superficielle, par exemple, avec le flacon servant à prendre les échantillons est tout à fait insuffisante ; le contenu de la cuve de fermentation doit au contraire être mélangé à fond, dans toute sa masse. On filtre ensuite dans l'appareil déjà décrit à propos de l'analyse du moût sucré, mais en ayant bien soin de faire en sorte qu'il ne s'évapore pas d'alcool, et pour cela, après avoir versé le moût dans la poche filtrante, on met en place le couvercle du cylindre et on laisse d'abord le filtratum se rassembler dans ce dernier, pour le faire écouler ensuite rapidement dans l'éprouvette. On tient celle-ci légèrement inclinée directement au-dessous du robinet de vidange de l'appareil à filtration et de façon que la liqueur alcoolique coule sur la paroi interne de l'éprouvette.

Degré de fermentation du moût mûr

Ce degré est déterminé à la température de 17°,50 dans le liquide filtré clair à l'aide du saccharomètre, et en observant les précautions qui ont été indiquées à propos de l'essai saccharométrique des moûts sucrés.

Comme cette détermination doit aussi être effectuée chaque jour dans la plus petite distillerie et que le travail de celle-ci est jugé surtout d'après le résultat qu'elle fournit, on ne se sert pas pour cela du saccharomètre ordinaire avec échelle de 0 à 24 ou 26, mais d'un petit instrument normal sensible, dont la graduation va de 1° au-dessous de 0 à 4° au-dessus et qui porte une tige mince, très fine.

Il faut bien faire attention à ce que le liquide à essayer soit clair et amené à la température de 17°,50 ; autrement on obtient des résultats inexacts.

Avec une bonne matière première et un bon travail, les moûts de maïs peuvent bien fermenter jusqu'à 0° ; mais avec un travail excellent, des fermentations jusqu'à 0°,2-0°,3 au-dessous de 0 ne sont pas rares. Je dois rappeler ici que dans cette détermination il ne s'agit que de la fermentation apparente ; nous reviendrons sur ce point ultérieurement avec quelques détails.

Pendant une longue pratique je n'ai que très rarement vu les moûts de pommes de terre fermenter jusqu'à 0° la possibilité d'une fermentation aussi bonne doit par conséquent être admise. Une fermentation à 0°,3-0°,6 avec des moûts de pommes de terre à 22 p.100 environ suppose déjà un travail parfaitement réglé et bien conduit et un moût avec un quotient de pureté élevé, par conséquent avec une faible teneur en substances non fermentescibles.

Mais il est plus fréquent d'observer avec les moûts de pommes de terre une fermentation entre 0°,8 et 1°,2 BALLING ; c'est toujours encore un travail convenable. Les fermentations qui sont au-dessus de 1°,5 ne doivent pas être considérées comme bonnes et on ne peut les regarder comme normales que dans le cas où l'analyse a décelé dans le moût une teneur très élevée en matières non fermentescibles.

L'essai à l'aide du saccharomètre du moût filtré fermenté, contenant par conséquent de l'alcool, conduit uniquement à la détermination de la fermentation apparente, qui est exclusivement pratiquée dans l'industrie. Mais si elle ne permet pas de tirer une conclusion directe sur la quantité des hydrates de carbone non fermentés (substances fermentescibles), encore présents dans le moût, elle est cependant tout à fait convenable pour des essais comparatifs et elle constitue une ressource indispensable pour le contrôle du travail.

Fermentation apparente

L'indication du saccharomètre dans le moût fermenté, contenant de l'alcool, ne peut faire connaître que la fermentation apparente, parce que, indépendamment des substances non encore fermentées (maltose et dextrines)

• Le moût renferme aussi des substances non sucrées qui influencent l'indication du saccharomètre ;
• Parce que pendant la fermentation, outre les produits principaux, l'alcool et l'acide carbonique, il se forme aussi différents produits secondaires, qui sont également indiqués par le saccharomètre ;
• Parce que l'alcool résultant de la fermentation, par suite de son faible pouvoir spécifique, agit en abaissant les indications du saccharomètre.

Détermination du degré de fermentation réel

On peut faire disparaître l'influence de l'alcool sur les indications du saccharomètre en expulsant par ébullition l'alcool du moût filtré, puis, rétablissant, après refroidissement, le volume primitif avec de l'eau distillée et déterminant ensuite le degré saccharométrique du liquide.

On peut aussi trouver par le calcul le degré de fermentation réel, dès que l'on connaît le degré de fermentation apparent et la teneur en alcool du moût.

	Si S  = le poids spécifique du moût supposé exempt d'alcool,
	   S1 =  "   "        "      "   "  contenant de l'alcool,
	   s  =  "   "        "      d'un mélange d'alcool et d'eau ayant
	                             la même teneur alcoolique que le moût, 

on obtient l'équation suivante :

Exemple. - La fermentation d'un moût mûr est égal à 2° au saccharomètre = un poids spécifique de 1,008 (S1). Le moût filtré contenait 10 p.100 d'alcool en volume ; s=0,9862. D'après cela, l'équation devient :

S = 1,008 + (1 - 0,9862)   
  = 1,0218                 
  = 5°,45 au saccharomètre.

Détermination de l'acide

20cm3 de moût filtré sont titrés comme il a été indiqué précédemment avec une solution de soude normale. Le nombre des centimètres cubes de soude employés fait connaître, en degrés d'acidité, la teneur en acide du moût.

La différence entre l'acidité initiale et l'acidité finale du moût indique l'accroissement d'acidité pendant la fermentation, dont la connaissance fournit d'excellentes indications sur la pureté du processus lui-même. Dans les conditions normales, l'accroissement de l'acidité est dû principalement à la formation d'acide lactique à côté d'acide succinique, tous les deux non volatils.

Outre ces acides, il peut aussi se former pendant la fermentation des acides volatils : acides propionique et butyrique, à côté d'acide acétique. Pour doser ces acides volatils, dont la présence permet de conclure à un processus de fermentation impure, il faut évaporer au tiers, par une vive ébullition, 100cm3 de moût et ensuite titrer. La différence de titre entre l'échantillon bouilli et l'échantillon non bouilli indique la quantité des acides volatils.

Moins s'est accrue l'acidité, plus a été pure la fermentation ; un accroissement de 0°,1 à 0°,2 seulement indique un excellent travail et une pureté parfaite de la fermentation. Un accroissement de 0°,3 est encore très favorable dans un grand nombre de cas. Cependant la conclusion à tirer dépend aussi de l'acidité initiale du moût ; l'accroissement seul n'est pas toujours décisif.

Mais dans tous les cas on peut dire qu'avec les moyens dont on dispose aujourd'hui il est facile, pour obtenir des fermentations pures, d'éviter dans les moûts fermentés un degré d'acidité supérieur à 0°,7-0°,8. Mais cela suppose que le moût sucré n'avait pas un degré d'acidité anormal, ce qui se rencontre souvent, par exemple, avec des pommes de terre pourries.

Dosage de l'alcool

On étend d'un égal volume d'eau 100cm3 du moût filtré, puis on verse le mélange dans un ballon de 500 cm3 environ (fig.151), communiquant avec un réfrigérant, et on distille jusqu'à ce qu'un ballon jaugé de 100 cm3 servant de récipient soit rempli jusqu'au trait de jauge. Le réfrigérant est en verre ou en métal et on emploie comme déflegmateur un tube à boules en verre.

Le distillatum, après avoir été amené à la température normale de 15°, est essayé au point de vue de sa teneur en alcool à l'aide d'un petit alcoomètre très exact, ne contenant qu'un petit nombre de degrés ayant au moins 10mm. de longueur.

[L'alambic de SALLERON, disposé spécialement pour l'essai des vins et l'appareil SAVALLE pour le contrôle continu de l'épuisement des vinasses, décrit et figuré précédemment (p.436), peuvent également être employés pour le dosage de l'alcool dans les moûts. Ce dernier dispositif offre l'avantage de se rapprocher des appareils distillatoires industriels et en même temps de permettre d'opérer sur un grand volume de moût ; pour s'en servir, il suffit de mettre le vase dans lequel on fait bouillir le moût à essayer en communication avec le tube g (fig.135), afin que les vapeurs dégagées par le liquide puissent pénétrer dans la colonne comme les vapeurs émanant des vinasses. L'appareil de contrôle des vinasses, indépendant de la colonne distillatoire, qui sera décrit plus loin, peut également être employé pour le dosage de l'alcool dans les moûts.]

On peut aussi déterminer le poids spécifique du distillatum à l'aide du picnomètre et chercher la teneur en alcool dans une table donnant les richesses alcooliques correspondant avec différentes densités.

On obtient de la manière suivante des résultats correspondant à la réalité aussi exactement que possible : Un échantillon de 200cm3 du moût, filtré en évitant toute perte d'alcool, est exactement mesuré dans un ballon jaugé, puis il est versé dans l'appareil distillatoire et il y est ensuite neutralisé avec une lessive de soude afin de combiner les acides volatils et de les retenir. Après avoir additionné le moût filtré de son volume d'eau, on procède à la distillation. Afin d'empêcher le liquide de mousser outre mesure ou de donner lieu à des soubresauts, on y ajoute un petit morceau de zinc ou de paraffine. Le vase distillatoire est mis en communication avec un réfrigérant, devant lequel on place comme récipient un ballon de 100cm3. Lorsqu'il est passé à peu près 200cm3, on interrompt la distillation et l'on amène le distillatum exactement à la température normale, puis on détermine sa densité à l'aide du picnomètre ou de la balance de MOHR ou bien on y plonge un petit alcoomètre sensible. Le résultat obtenu a besoin de subir une petite correction, afin de tenir compte du volume de la drèche. Si l'on connaît ce dernier, on le déduit du volume du moût.

L'examen de d'énergie diastasique du moût fermenté

Il offre une grande importance. Comme on le sait, lors de la saccharification du moût dans la cuve-matière tout l'amidon n'est pas transformé en maltose, une partie restant dans le moût sous forme de dextrines, qui lors de la fermentation complémentaire doivent être converties en maltose par l'action ultérieure de la diastase. Pour obtenir une bonne fermentation, il faut donc une diastase active jusqu'à la fin de ce processus.

C'est pour cela que l'essai pour diastase doit toujours être pratiqué lorsqu'il existe une fermentation défectueuse. Pour effectuer cet essai, je ne puis recommander la réaction du gaïac, parce qu'elle n'est pas absolument probante. J'ai observé un certain nombre de cas dans lesquels, en produisant cette réaction, la coloration bleue caractéristique est immédiatement apparue, bien que toute trace de diastase fût absente.

Mais je puis recommander comme tout à fait convenable, bien qu'elle exige plus de temps que la réaction qualitative avec le gaïac, la détermination de la diastase d'après EFFRONT. L'analyse est effectuée sur le moût fermenté exactement comme je l'ai décrit à propos du moût sucré. En employant du malt de bonne qualité et en quantité suffisante et la fermentation étant bien conduite, le moût sucré doit encore offrir un pouvoir saccharifiant de 1,00 à 1,25cm3. Si l'on obtient un résultat moins favorable, l'examen devra porter sur la saccharification, la quantité de malt employée et la conduite de la fermentation, jusqu'à ce qu'on ait découvert l'erreur commise.

J'ai effectué l'essai relatif à l'énergie diastasique dans quelques distilleries de la Bavière, où il est pratiqué avantageusement par les distillateurs, qui le considèrent comme un excellent moyen de contrôle du travail dans tous les cas critiques.

Dosage de la maltose et des dextrines dans le moût fermenté

Ce dosage devant être effectué par une méthode chimico-analytique ne peut guère être pratiqué par le distillateur lui-même. Mais, fait par le chimiste dans un laboratoire, ce dosage fournit d'excellentes indications sur la marche de la fermentation et son résultat.

Le dosage de la maltose est pratiqué de la manière suivante :

50 cm3 du moût filtré sont évaporés au bain-marie jusqu'à réduction de moitié du volume primitif, afin d'expulser l'alcool: Le résidu est ensuite versé dans un ballon de 100cm3, le vase où a lieu l'évaporation est lavé et l'eau de lavage ajoutée dans le ballon ; cela fait, on fait tomber dans le liquide trois ou quatre gouttes d'acétate neutre de plomb et autant d'acide phosphorique à 20 p.100, puis on remplit le ballon jusqu'au trait de jauge et on agite bien.

Comme le précipité formé filtre généralement mal, on laisse reposer pendant vingt-quatre heures et ensuite on prélève avec précaution, à l'aide d'une pipette jaugée, 50cm3 du liquide surnageant, qu'on transporte dans un second ballon jaugé de 100cm3, et on remplit également ce dernier jusqu'au trait de jauge.

De ces 100cm3, on emploie 25cm3 pour le dosage de la maltose que l'on effectue exactement comme il a été dit à propos de l'analyse du moût sucré.

La quantité de maltose obtenue, multipliée par 8, donne la proportion contenue dans les50 cm3 de moût mesurés primitivement.

Pour avoir la teneur p.100, il faut multiplier ces 50cm3 par le poids spécifique correspondant à la fermentation réelle, afin d'obtenir le nombre de grammes correspondants, et le calcul de la teneur p.100 se fait ensuite comme à l'ordinaire.

Pour doser les dextrines, on évapore d'abord à moitié 50cm3 du moût filtré, comme il a été dit pour la maltose, puis on ajoute au liquide environ 170cm3 d'eau et 15cm3 d'acide chlorhydrique à 1,125 de densité et on intervertit en chauffant pendant trois heures au bain-marie bouillant.

Après refroidissement, on neutralise avec une lessive de soude de façon à laisser la dissolution encore légèrement acide, on ajoute trois ou quatre gouttes d'acétate neutre de plomb et autant d'acide phosphorique à 20 p.100 et on complète à 500cm3

De ces 500cm3, on emploie 25cm3 pour le dosage de la dextrose, on calcule p.100 la quantité de dextrose obtenue et, comme il a été dit à propos des moûts sucrés, on convertit cette quantité en dextrines.

Pour pouvoir, d'après les résultats des dosages de la maltose et des dextrines, apprécier le travail, il est nécessaire d'être renseigné sur les points suivants :

Comme on l'a déjà dit précédemment, la maltose et les dextrines contenues dans le moût ne fermentent jamais complètement, même avec le meilleur travail. Il reste toujours de petites quantités de sucre et le rapport de la maltose non fermentée aux dextrines non fermentées sert de son côté pour apprécier la fermentation, et il permet de tirer des conclusions sur la suffisance ou l'insuffisance de la dose de malt employée, sur la saccharification et la marche de la fermentation, ainsi que sur la préparation de la levure artificielle et son résultat.

La plus faible quantité de maltose non fermentée que j'aie trouvée dans cent moûts analysés était de 0,3 p. 100. Cependant une aussi bonne fermentation de la maltose est à ma connaissance extrêmement rare. Une teneur en maltose de 0,5 à 0,6 p. 100 est, à mon avis, une moyenne normale. Mais lorsque la quantité non fermentée dépasse 8 p.100, il y a une défectuosité dans le travail. Celle-ci peut être attribuée à la levure artificielle elle-même, dont la préparation doit alors être soumise à un contrôle rigoureux, ou bien la fermentation n'a pas eu une marche normale. On reconnaîtra le plus souvent que la fermentation préliminaire a duré trop longtemps et que la fermentation principale s'est déclarée trop tard ; le moût, par conséquent, pouvait ne pas être mûr.

La fermentation des dextrines n'est jamais aussi complète que celle de la maltose. Si 0,3 p.100 représente la meilleure fermentation de la maltose, dans la pratique la meilleure fermentation des dextrines devrait être désignée par l'indication absolue de 0 5 à 0,6 p.100 et 0,8 à 0,9 p.100 devrait indiquer la quantité moyenne normale des dextrines non fermentées . Le travail de la distillerie étant normal, les proportions relatives de la maltose et des dextrines non fermentées sont représentées par 1:1,25 à 1:1,5. Ces résultats se rapportent à des moûts épais et à des moûts clairs, mais dont la fermentation n'a duré que soixante-douze heures. Je n'ai eu jusqu'à présent que rarement l'occasion d'examiner chimiquement des moûts d'une fermentation de quatre-vingt-seize heures.

Les indications qui suivent peuvent servir d'exemple de mauvaises fermentations. Dans un cas, on obtint les résultats suivants :

	Fermentation apparente............. 5°,6 Balling.
	Teneur en maltose.................. 2,31 p.100
	Teneur en dextrines................ 1,58   -
	Rapport de M:D..................... 1,46:1

Comme dans ce cas, la teneur en maltose non fermentée est beaucoup plus élevée que celle en dextrines, nous sommes en présence d'un résultat anormal, duquel nous pouvons conclure que la faute doit être due cette fois à un mauvais travail, à une défectuosité dans la préparation de la levure artificielle ou dans l'action de la levure pendant la fermentation. Car, dans les conditions normales, la transformation de la maltose directement fermentescible en alcool et acide carbonique est beaucoup plus complète que celle des dextrines ne fermentant qu'indirectement et par suite plus difficilement et plus lentement. La préparation du malt et son action peuvent dans ce cas avoir été tout à fait normales. On sera renseigné sur ce point en déterminant par l'analyse chimique le rapport de la maltose aux dextrines.

Le cas suivant montre un résultat différent.

	Fermentation apparente............. 3°,25 Balling.
	Maltose............................ 0,76 p.100
	Dextrines.......................... 2,48   -
	M:D................................ 0,3:1

Ici, la fermentation de la maltose avait été normale ; dans tous les cas, la levure a rempli son devoir. Le défaut se trouvait donc soit dans le malt lui-même, soit dans le processus de la saccharification, mais en tout cas dans l'action du malt. Comme on le voit, une pareille analyse renseigne le distillateur de la manière la plus satisfaisante sur la direction dans laquelle il doit exercer son contrôle, pour découvrir le point de départ de la défectuosité.

Examen microscopique du moût mûr

Pour celui qui est familiarisé avec la physiologie des champignons inférieurs et qui a tant soit peu l'habitude de l'image microscopique, l'examen à l'aide du microscope constitue un excellent moyen pour se rendre compte de la marche de la fermentation ; il sera dans la plupart des cas possible de découvrir la cause des perturbations qui viendront à se produire dans la fermentation.

Établir des règles applicables dans la majorité des cas est chose impossible ; bien que presque toute défectuosité dans le travail trouve son expression dans l'image microscopique du moût mûr, fréquemment les mêmes causes peuvent cependant avoir pour conséquence des effets différents ; d'un autre côté, les mêmes phénomènes proviennent souvent de mises tout à fait différentes.

Afin d'obtenir une image correspondant à la réalité, on emploie pour l'examen microscopique une goutte non étendue, débarrassée des particules grossières du moût non filtré. Si l'on filtrait le moût plusieurs fois, la majeure partie des cellules de levure et des bactéries serait retenue par les drèches ; en se servant du liquide filtré pour l'examen microscopique, on arriverait donc, relativement à la contamination du moût par des ferments secondaires, à des conclusions tout à fait erronées.

Pour l'examen spécial de la levure, on se sert ensuite d'un moût étendu de dix à vingt fois son volume d'eau.

En renvoyant à ce qui a déjà été dit précédemment sur l'aspect des cellules de levure saines et malades, nous nous bornerons ici aux indications générales suivantes.

Dans le moût mûr, les cellules de levure ne doivent plus être en chapelets, mais sous forme de cellules isolées, bien développées. Si les parois des cellules sont fortement épaissies, si leur contenu est plus ou moins contracté et granulé, cela indique qu'elles ont été fâcheusement influencées par de hautes températures durant la fermentation et par une teneur élevée en alcool ou en acide. Des cellules saines, n'ayant pas éprouvé les dommages dont il vient d'être question, présentent encore une vacuole bien évidente et un contour indiqué par une ligne peu accentuée. Les cellules qui s'éloignent du type fondamental ovale ou rond ne sont pas à propos.

Après l'examen des cellules de levure, il faut, lors de l'étude microscopique des moûts mûrs, accorder une attention particulière aux ferments étrangers qui agissent défavorablement sur la fermentation alcoolique. Ces ferments sont des bactéries sphériques et des formes en bâtonnets tout à fait courts, et avec une bonne fermentation, ils ne doivent se rencontrer qu'en très petit nombre ; mais fréquemment ils sont plus nombreux que les cellules de levure et alors ils font périr celles-ci rapidement. Comme ces organismes ennemis de la fermentation, qui proviennent partie de l'air, partie du malt, infectent la levure artificielle et le moût sucré, on se met à l'abri des graves inconvénients qu'ils entraînent en exigeant une grande propreté dans tous les travaux de la distillerie. En outre, on parvient à éloigner les bactéries ennemies de la fermentation en effectuant l'empâtage à de hautes températures, en se servant de levure de culture pure et évitant les points morts lors de la préparation de la levure artificielle, enfin en employant des désinfectants, surtout l'acide fluorhydrique.