Les brasseries disposent de plusieurs moyens pour obtenir de la levure inoculée. Elles peuvent soit acheter directement de la levure, soit acheter de la levure pure, soit cultiver et développer elles-mêmes de la levure pure.
Parmi les brasseries avec lesquelles Tiantai a travaillé, la plupart des grandes brasseries ont tendance à conserver et à développer elles-mêmes la levure pure. En revanche, les petites brasseries artisanales achètent souvent la levure directement auprès des fournisseurs. Certaines petites entreprises peuvent acheter de la levure pure auprès d'une "banque de levure" et l'expanser ensuite pour garantir une qualité de bière constante. Ces différentes approches mettent en évidence la diversité et la flexibilité des stratégies d'acquisition de levure des brasseries.
Culture de levure pure
La levure, en tant que micro-organisme facultatif, peut métaboliser et se reproduire dans des environnements aérobies et anaérobies. La reproduction de la levure de bière se déroule en quatre étapes : la phase de latence, la phase de croissance exponentielle, la phase stable et la phase de décroissance.
Phase de latence : Au cours de cette phase initiale, la reproduction des levures est pratiquement stagnante.
Phase de croissance exponentielle : Il s'agit de la période la plus active, au cours de laquelle le nombre de cellules de levure croît rapidement à une vitesse exponentielle étonnante.
Phase stable : La croissance ralentit en raison de l'accumulation des produits de fermentation, mais le nombre de cellules viables atteint son maximum pendant cette période.
Phase de décomposition : Les nutriments sont épuisés, les métabolites s'accumulent et le taux de mort cellulaire augmente.
La phase de croissance exponentielle est critique pour une culture réussie, nécessitant un contrôle précis de diverses conditions, y compris la nutrition, l'apport d'oxygène, la concentration cellulaire et la température. L'introduction continue d'air stérile est particulièrement importante ; un manque d'oxygène oblige la levure à subir une fermentation anaérobie, ce qui entraîne la production de CO₂ et d'alcool. Cela a un impact négatif sur le nombre de cellules viables et entrave la reproduction efficace de la levure.
La technologie de séparation et de culture de la levure de bière vise à obtenir une levure unicellulaire robuste et de haute qualité à partir de la culture d'origine grâce à des méthodes de séparation spécifiques, afin de répondre aux besoins de production grâce à une culture élargie. Ce processus est un maillon essentiel de la production industrielle.
Les méthodes de séparation couramment utilisées dans les brasseries sont la méthode de séparation sur plaque et la méthode de séparation par stries. La méthode de culture par séparation sur plaque, également connue sous le nom de méthode de séparation par dilution, est simple et facile à mettre en œuvre, ce qui la rend particulièrement adaptée aux opérations sur site dans les brasseries. À l'inverse, la méthode de culture par séparation des stries est généralement utilisée pour séparer et purifier les souches existantes au cours de la production.
Agrandissement du laboratoire
La base de la production de bière dépend de l'utilisation de levures pures et vigoureuses. Ces levures proviennent généralement de souches pures conservées par la brasserie. Après un processus minutieux d'expansion et de culture, la levure est cultivée jusqu'à ce qu'elle atteigne la quantité nécessaire à la production. La pureté de la levure de bière est cruciale, car elle influe considérablement sur le processus de fermentation et la qualité du produit final. Par conséquent, chaque brasserie doit valoriser et conserver correctement les levures pures qui répondent à ses besoins de production afin de garantir que la bière conserve son style unique et sa grande qualité.
Le processus d'expansion et de culture de la levure de bière suit une approche systématique et scientifique, qui comprend les étapes suivantes : éprouvette inclinée (souche originale) → fiole de Fuchs ou culture en éprouvette → fiole de Pasteur ou culture en fiole triangulaire → culture en bocal de Karlsruhe → culture en bocal de Hansen → cuve de culture d'expansion de la levure → cuve de propagation de la levure → cuve de fermentation. Lors de la culture de levures en laboratoire, les directives techniques suivantes doivent être respectées pour une culture réussie :
I. Tout le matériel de culture doit être soigneusement nettoyé et stérilisé à sec.
II. Le milieu de culture est constitué de moût additionné de houblon. Après chauffage, ébullition, clarification des protéines et stérilisation intermittente à la vapeur, il doit être conservé au chaud pendant 2 à 3 jours et ne peut être utilisé qu'après s'être assuré qu'il n'est pas contaminé.
III. Le facteur de dilution pour chaque culture d'expansion doit être maintenu à un maximum de 10 fois.
IV. Après chaque transplantation et inoculation, le développement des cellules de levure doit être examiné au microscope.
V. Au fur et à mesure de l'avancement de la culture, la température doit être progressivement abaissée pour mieux s'adapter aux conditions de la fermentation sur place.
VI. À chaque stade de la culture d'expansion, des cultures parallèles doivent être réalisées, telles que 4 à 5 cultures en tube à essai, 2 à 3 cultures en flacon Pasteur et 2 cultures en pot de Karlsruhe, afin d'identifier la meilleure souche de levure pour la poursuite de l'expansion.
Extension de l'atelier
Après l'étape de la culture en cuve Karl Fischer, la levure entre dans l'installation de production pour la culture d'expansion. La méthode d'expansion et de propagation de la levure peut être adaptée de manière flexible en fonction des conditions spécifiques de l'usine de production de bière. Les brasseries sont généralement équipées d'un équipement de culture en cuve Hansen, qui offre des avantages significatifs. Cet équipement permet d'utiliser en continu la même souche de levure pour plusieurs cultures d'expansion sans avoir à changer de souche, sauf si la levure doit être remplacée en raison de facteurs tels que le déclin naturel ou la contamination.
Le processus d'expansion en atelier de la levure de bière peut généralement être divisé en deux modes : ouvert et fermé. Chaque mode a ses propres caractéristiques et scénarios applicables. Les usines de production de bière peuvent choisir la méthode d'expansion la plus appropriée en fonction de leurs processus et conditions de production afin de garantir que la levure se propage dans des conditions optimales, fournissant ainsi une base de fermentation stable et de haute qualité pour la production de bière.
Principes de la culture d'expansion de la levure
I. Sélection des souches : La première exigence pour la culture d'expansion de la levure est de sélectionner des cultures de départ unicellulaires de haute qualité. Les souches doivent faire l'objet d'évaluations strictes de leurs caractéristiques physiologiques et de leurs performances de production afin de s'assurer qu'il n'y a pas de contamination ou de variation au cours du processus d'expansion. Après chaque étape d'expansion, il est essentiel de vérifier minutieusement le liquide résiduel pour détecter tout signe de contamination ou de variation.
II. Contrôle de la température de culture : Pour maximiser la prolifération des levures, la température optimale dans les premiers stades de la culture est fixée à 25°C. Au fur et à mesure que l'échelle de culture augmente, la température doit être progressivement réduite pour permettre une fermentation à basse température. Cependant, chaque réduction doit être modérée afin d'éviter l'inhibition de l'activité de la levure. Lorsque la température diminue, la durée de culture doit être prolongée en fonction du taux de dilution.
III. Optimisation de la durée de culture : Pour raccourcir la période de stagnation de la croissance de la levure et réduire la durée totale de la culture, il est conseillé de transplanter la levure pendant la phase de croissance logarithmique. Durant cette phase, le taux de bourgeonnement de la levure est le plus élevé et le taux de mortalité est le plus faible, ce qui permet une prolifération rapide après la transplantation.
IV. Stratégie de ventilation et d'apport d'oxygène : La question de savoir s'il faut utiliser une ventilation continue ou intermittente fait l'objet d'un débat. Dans les premiers stades, avec une teneur élevée en glucose dans le milieu de culture, la ventilation intermittente peut être plus efficace. Au fur et à mesure que la culture s'intensifie, en particulier une fois sur le site de production, il est essentiel de gérer la ventilation et l'apport d'oxygène de manière appropriée, en veillant à ce qu'après chaque ajout de moût, la teneur en oxygène dans le moût fermenté soit maintenue à 8-10 mg/L.
V . Apport de nutriments : Un milieu de culture riche en nutriments et de haute qualité est essentiel pour la culture de la levure. Au cours de la phase de laboratoire, il est recommandé d'utiliser du malt de haute qualité à forte teneur en azote α-aminé, sans matières auxiliaires, correctement traité et stérilisé. Dans la culture d'expansion sur le site de production, il convient d'utiliser du moût de production, en veillant à ce que la teneur en azote α-aminé reste supérieure à 200 mg/L.
VI. Considération du multiple d'expansion : le multiple d'expansion doit être ajusté avec souplesse en fonction des conditions réelles. Au stade du laboratoire, des conditions supérieures permettent d'utiliser un multiple d'expansion plus élevé. Cependant, pendant la culture d'expansion après la cuve Hansen, où les températures sont plus basses et le temps de doublement de la levure plus long, un multiple d'expansion d'environ 1:5 est préférable.
VII. Garantie de stérilité du moût : Lors de la culture d'expansion du site de production, le moût froid est généralement utilisé. Toutefois, il est susceptible d'être contaminé pendant le transport. Des mesures efficaces doivent donc être prises pour maintenir la stérilité du moût.
Le système d'expansion de la levure augmente progressivement la quantité de levure pure stockée dans la brasserie jusqu'à la quantité nécessaire à la production, ce qui permet aux brasseries de produire de la levure de manière autonome. Ce processus garantit la pureté et la qualité de la levure, stabilisant ainsi la qualité gustative de la bière. Le système comprend la culture et la séparation en laboratoire, et après la culture et l'expansion dans les bocaux de Karlsruhe et de Hansen, la levure est stockée pour une utilisation future avant d'être placée dans les cuves de fermentation de la bière. Ce système est particulièrement adapté aux grandes brasseries disposant d'une équipe de brasseurs professionnels et d'un équipement complet.
