Techniques de conservation et d’utilisation des levures

L’organisation cellulaire de la levure (figure 1):

Les cellules de levure sont constituées :
– de la paroi cellulaire rigide et élastique, c’est ’enveloppe extérieure qui entoure la cellule ;
– de la membrane cytoplasmique, poreuse, qui règle les échanges de la cellule avec le milieu extérieur ;
– du cytoplasme dans lequel s’effectuent les transformations biochimiques.

Rangs taxonomiques des champignons

La taxonomie des champignons est soumise à une hiérarchie similaire à celle des plantes, les divers suffixes permettent de visualiser les rangs taxonomiques de cette hiérarchie. Les champignons appartiennent au domaine Eucarya suivi du règne Fungi. Le reste de la nomenclature se fait selon les terminaisons latines suivantes :
– Mycota : division(ou embranchement)
– Mycotina : subdivision (sous embranchement)
– Mycetes : classe
– Mycetidaie : sous classe
– mycetales : ordre
– mycetaceae : famille
– genre : myces

Reproduction (LARPENT, 1990)

Multiplication végétative:

Le bourgeonnement représente le mode de reproduction végétative le plus courant chez les levures. A l’exception de quelques genres, les bourgeons apparaient dans les zones situées aux extrémités des grands axes des cellules végétatives lorsque celles-ci ont une forme ovoïde ou allongée. Le bourgeonnement multilatéral caractérise les cellules sphériques telles queSaccharomyces cerevisiae (annexe 4) ou Debaryomyces.

Reproduction sexuée(figure 2):

Lorsque le milieu dans lequel elles se sont développées devient défavorable, les levures sporogenes cessent de se multiplier par bourgeonnement et sporulent. Si les spores peuvent se former à partir de cellules haplo ïdes ou de cellules provenant d’une même spore, la levure est dite homotalique. Si la porulations ne peut avoir lieu qu’à partir d’un mélange de cellules de type sexuel opposé, la levure est heterothallique.

Composition biochimique de la levure

La composition de la levure dépend de son type et de ses conditions de conservation. Le tableau 1 représente des valeurs moyennes indicatives pour des levures prélevées à l’état frais.

Métabolisme des levures Saccharomyces( cerevisiaettp://fr : wikipedia)

La levure, comme tout être vivant, vit en présenced’oxygène (aérobiose) mais elle a aussi la remarquable faculté de s’adapter à un milieu sans air (anaérobiose).Pour assurer ses dépenses énergétiques elle peut utiliser différents substrats carbonés et principalement des sucres .Le glucose est l’aliment carboné préférentiel de Saccharomyces cerevisiae. Le saccharose est immédiatement transformé en glucose et fructose par une enzyme libérée par la levure : l’invertase.
Le maltose est le substrat principal endogène de la fermentation en panification française. Il entre dans la cellule de levure grâce à perméase spécifique pour être ensuite scindé en deux molécules de glucose par la maltase.Les conditions d’oxygénation du milieu génèrent deux types de métabolismes : le métabolisme aérobiose et anaérobiose.
– En aérobiose:
Lorsque la levure se trouve en présence d’air, elle produit à partir du sucre, de l’oxygène, du gaz carbonique, de l’eau et une grande quantité d’énergie. C’est le processus métabolique de la respiration. Dans ces conditions l’oxygénation du glucose est complète suivant les réactions :
1) Glucose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+
2) CH3-CO-COOH + HSCOA + NAD+
2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH, H+ CH3-CO~ScoA + CO2 + NADH, H+ 3) CH3-CO~ScoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi 2 CO2 + HScoA + 3 NADH, H
Toute l’énergie biochimique potentiellement continue dans le glucose est libérée. Grâce
à cette énergie, la levure assure son maintien en vie .Mais elle peut aussi l’utiliser pour synthétiser de la matière organique, c’est-à-dire entrer en croissance et se multiplier. Il lui faudra alors trouver dans le milieu d’autres éléments nutritifs, en particulier de l’azote. Ce processus métabolique est optimisé parles industries pour cultiver la levure.
– En anaérobiose:
Lorsque la levure ne dispose pas d’oxygène, elle peut néanmoins utiliser les sucres pour produire l’énergie nécessaire à son maintien en vie. Ce processus métabolique a été défini par Pasteur comme étantluicede la fermentation. Les sucres sont transformés en gaz carbonique et en alcool. L’oxydation du glucose est incomplète suivant les réactions(Figure 3) : Figure3. Réactions biochimiques en cours de fermentation alcooliques http://www.ac-orleans-tours.fr/svt/lyceeronsard/travaux/exper/levferm/sawsen.htm
L’alcool formé contient encore beaucoup d’énergie.Il n’y a donc qu’une partie de l’énergie biochimique potentiellement présente dans le glucose qui a été libérée (environ 20 fois moins que pour la respiration). Elle assure un minimum vital à la levure, mais ne lui permet pas de se multiplier rapidement. L’oxygène incorporé dans la pâte au cours du pétrissage est consommé en quelqueminute par la levure. C’est donc le processus métabolique fermentaire.

Caractéristiques :

Les levures de boulangerie sont de type aéro-anaérobie :
– En aérobiose: les levures respirent et se multiplient abondamment au dépend du glucose, mais sans formation d’alcool :
Sucre + oxygène CO2 + eau + énergie (700 kcal)
– En anaérobiose: le sucre est en grande partie transformé en alcool au détriment de l’énergie libérée. La multiplication des cellulesste faible.
Sucre CO2 + alcool + énergie (2 kcal)
Ainsi, les températures ont des impacts sur les activités des levures.
– à + 4 °C : fermentation presque bloquée ;
– à + 18 °C : détérioration et diminution de leur pouvoir fermentaire ;
– de +10 à + 15 °C : activité considérablement ralentie ;
– de + 20 à + 40 °C : la vitesse de fermentation p rogresse de 8 % ;
– à + 45 °C : activité freinée.

Facteurs de croissance des levures :

Les facteurs physiques suivants ont aussi des impacts sur la croissance des levures :
– La température: la température optimale de culture des levures se situe en générale entre + 25 à + 30 °C. Les levures ne sont pas thermorésistantes. La destruction cellulaire commence à + 52 °C. Elles so nt aussi sensibles à la congélation et la lyophilisation et selon la phase de croissance, les cellules sont en phase stationnaire.
– Oxygène : les levures sont capables de se développer en présence d’oxygène. Il n’y a pas de levure anaérobie stricte. Certaines sont aérobies strictes. Les autres sont aéro-anaérobies (LAMBIN, 1961).
– Le pH : les enveloppes cellulaires sont imperméables aux ions H3O+ et OH-. Les levures tolèrent des gammes de pH très large, théoriquement de 2,4 à 8,6