Biochimie
La fermentation
La levure est à l'origine de la fermentation de la bière. Ce micro-organisme unicellulaire transforme le sucre du moût en alcool et en dioxyde de carbone et l'on retrouve des centaines de milliards de levures en fin de fermentation. Les souches de levure les plus utilisées sont Saccharomyces cerevisiae, levure de fermentation haute et Saccharomyces uvarum ou carlsbergensis, levure de fermentation basse. La différence entre ces deux groupes est la température de fermentation. Les levures de fermentation basse s'utilisent entre 5 et 15°C, les levures de fermentation haute entre 18 et 25°C. Chaque souche de levure possède sa personnalité unique et la nature de son activité influence directement sur les saveurs de la bière.
La levure produit l'énergie nécessaire à sa survie et à sa reproduction grâce à au phénomène de fermentation alcoolique du glucose.
Juste après l'inoculation du moût par les levures, ces dernières commencent par s'adapter à ce milieu et à consommer l'oxygène qui y est dissout afin de synthétiser des stérols et des acides gras. Ce sont des composants essentiels pour leurs membranes, qui leurs assureront par la suite une multiplication saine et rapide.
Les levures pourraient utiliser cet oxygène pour produire de l'énergie via le phénomène de "respiration", mais elles ne le font pas : le moût étant saturé en sucres, la "respiration" est inhibée au profit de la fermentation, c'est ce qu'on appelle l'effet Crabtree.
Après une phase de latence de quelques heures, les levures en suspension dans le moût dégradent alors les glucides par un métabolisme fermentatif (glycolyse) qui conduit à la formation d'éthanol et de CO2 suivant la réaction :
Fermentation alcoolique : C6H12O6 (glucose) => 2CO2 + 2CH3CH2OH (éthanol) + énergie
En plus de ces composés majoritaires, des alcools supérieurs, des aldéhydes, des esters et du diacétyle sont formés en plus petites quantités et participent aux goûts et arômes de la bière. La fermentation va durer entre 3 et 7 jours selon les conditions, avant que la floculation et la sédimentation ne commencent.
Une fois la fermentation bien avancée, la levure commence à sentir le manque de matières fermentescibles, et commence à entrer en phase de repos et sombre dans le fond de la cuve de fermentation pour créer un sédiment. Pendant la phase de sédimentation la levure produit du glycogène qui permet de la maintenir en dormance.