Conservation des Fruits � Petite �chelle (CTA - ILO - WEP, 1990, 244 p.) CHAPITRE 7. CONSERVATION PAR FERMENTATION 7.1 Introduction 7.2 Proc�d� g�n�ral et �chelles de production 7.3 Pr�traitements (introduction...) 7.3.1 Compl�ments � l'extraction du jus 7.3.2 Chauffage 7.4 Fermentation alcoolique 7.4.1 Principe 7.4.2 Mat�riel 7.4.3 Cas particuliers 7.5 Ac�tification 7.5.1 Principe 7.5.2 Mat�riel 7.5.3 Cas particuliers 7.6 Post-traitements 7.6.1 D�cantation-filtration 7.6.2 Pasteurisation 7.6.3 Conditionnement

Conservation des Fruits � Petite �chelle (CTA - ILO - WEP, 1990, 244 p.)

CHAPITRE 7. CONSERVATION PAR FERMENTATION

7.1 Introduction

Ce chapitre traite de la fabrication du vinaigre qui est, par d�finition, le produit d'une double fermentation d'un liquide sous l'action s�lective de certains micro-organismes tels que les levures et les bact�ries, le liquide en question �tant un extrait de fruits.

Les micro-organismes se d�veloppent naturellement sur un substrat contenant des mati�res fermentescibles (certains sucres et amidons, notamment); ils les transforment en alcool, puis en acide. Ils peuvent aussi �tre inocul�s dans ce substrat par l'homme pour acc�l�rer la phase de d�marrage de la fermentation. Un traitement ult�rieur � la chaleur (pasteurisation) peut �tre requis pour stabiliser le produit fini.

7.2 Proc�d� g�n�ral et �chelles de production

La fabrication du vinaigre comprend, apr�s extraction du jus de fruits (mo�t), deux �tapes principales:

- la fermentation alcoolique (ou fermentation submerg�e) qui se d�roule en ana�robiose sous l'action de la levure Saccharomyces cerevisiae ou S. ellipsoideus, laquelle transforme les sucres fermentescibles des fruits en alcool �thylique;

- la fermentation ac�tique (ou fermentation a�r�e) qui se d�roule � l'air libre sous l'action de la bact�rie ac�tobacter (Mycoderma aceti), laquelle transforme l'alcool �thylique obtenu � la phase pr�c�dente en alcool ac�tique.

Le produit fini doit contenir 4 pour cent d'acide ac�tique (c'est-�-dire 4 g d'acide pour 100 ml de liquide). Par cons�quent, seuls des fruits donnant un jus contenant au moins 8 pour cent de sucres fermentescibles peuvent entrer dans la fabrication d'un vinaigre r�pondant � cette norme.

La ligne g�n�rale de cette fabrication est illustr�e � la figure 75.

7.3 Pr�traitements

Ceux-ci ont �t� vus au chapitre 2. Les fruits, apr�s lavage, parage, �pluchage et �ventuellement d�noyautage ou �p�pinage, subissent une �tape d'extraction de leur jus.

7.3.1 Compl�ments � l'extraction du jus

Le jus peut �tre extrait de tous les rebuts de calibrage et des d�chets tels que peaux, brisures, etc. A partir d'une tonne d'ananas, par exemple, il est possible d'obtenir 450 kg de d�chets � 75 pour cent d'humidit� et 270 kg de jus par pressage de ces d�chets. Quelques cas particuliers sont examin�s ci-apr�s.

a) Dattes. Ecraser 4 kg de dattes d�noyaut�es avec 5 l d'eau � 35-40°C, laisser mac�rer; le liquide obtenu doit contenir 300 g de sucre par litre.

b) Bananes. On peut proc�der de l'une des trois mani�res suivantes:

- broyer les fruits et les m�langer � un volume �gal d'eau;

- appliquer le traitement calco-sulfurique suivant:

· additionner la pulpe broy�e de chaux en poudre (0,25 � 1,0 pour cent) afin d'�liminer la pectine contenue dans la pulpe et d'�viter ou de ralentir les ph�nom�nes de brunissement;

· homog�n�iser en tournant vivement ou en malaxant;

· laisser reposer 15 mn;

· ajouter ensuite de l'acide sulfurique concentr� 6N pour neutraliser l'exc�s de chaux et ramener le pH � sa valeur initiale comprise entre 4,2 et 4,7;

· passer ce m�lange dans une presse ou � la centrifugeuse pour en extraire le jus;

· d�canter;

- extraire la pectine de la pulpe des fruits par voie enzymatique au moyen d'une pectinase � froid ou � 50°C et avec une dose de 0,5 � 1,0 g de pectine par kg de bananes. Il peut �tre souhaitable d'ajouter du jus de citron pour �viter tout ph�nom�ne d'oxydation qui d�naturerait la saveur et la couleur du jus.

Les m�thodes d'extraction du jus d'autres fruits ont �t� �tudi�es ant�rieurement.

7.3.2 Chauffage

Principe

Cette op�ration a pour but d'homog�n�iser la pulpe et d'�liminer tous les micro-organismes pr�sents naturellement dans celle-ci ou introduits lors des diverses manipulations. Elle s'effectue a une temp�rature minimale de 90°C et dure par exemple 1 h pour de 36 l de jus de bananes.

On peut faciliter l'action du traitement thermique en ajoutant un acide min�ral (2,5 ml d'acide chlorhydrique concentr� par litre de jus) pour diminuer le pH du jus si celui-ci n'est pas assez bas, c'est-�-dire voisin de 4,0.

Mat�riel

On utilise soit des bassines de cuisson � double fond et chauff�es � la vapeur, soit un bain-marie qui peut �tre chauff� � feu nu puisque le liquide n'est pas directement en contact avec la source de chaleur.

7.4 Fermentation alcoolique

7.4.1 Principe

Le liquide chauff� est transvas� dans une cuve de fermentation o� il refroidit pendant une nuit jusqu'� ce que sa temp�rature soit tomb�e � 40°C. On ajoute alors une levure du genre Saccharomyces qui transforme les sucres fermentescibles du jus selon la r�action suivante:

Un rendement th�orique de 51 pour cent d'alcool correspond en pratique � 45-47 pour cent d'alcool. Si le substrat contient par exemple 10 pour cent de sucres fermentescibles, on obtiendra environ 4,6 pour cent d'alcool.

Le rendement de la fermentation peut �tre accru en incorporant des enzymes pectolytiques (0,5 pour cent en poids de la pulpe des fruits) ou en ajoutant du phosphate diammonique ou bipotassique � raison de 5 g/100 l.

Adjonction de levure. - Celle-ci peut �tre r�alis�e de diverses mani�res:

- on peut ajouter au liquide du mo�t de fruits ayant d�j� subi une fermentation alcoolique;

- on peut fabriquer un ferment en proc�dant comme suit. On prend par exemple 3,8 l de jus de pommes contenant 8 � 15 pour cent de sucre; on fait bouillir, on refroidit une nuit et l'on inocule la levure Saccharomyces ellipso�deus. On laisse ensuite fermenter 24 h dans un endroit chaud puis on inocule avec cette pr�paration 95 � 190 l de jus frais qui pourront eux-m�mes servir � inoculer d'autres jus; ou

- on peut utiliser de la levure de boulanger d�shydrat�e (produit stable tr�s facile � stocker). On ajoute dans ce cas 10 pour cent de ferment (en pour-cent du volume de liquide).

La fermentation dure de 7 � 15 jours. Elle doit se d�rouler en milieu ana�robiose (c'est-�-dire que les cuves doivent �tre ferm�es) et si possible sans agitation pour homog�n�iser le m�lange; au d�but de la fermentation, en effet, la pulpe monte en surface sous l'effet de la production de CO₂, ce qui a pour effet de ralentir le processus.

Les conditions optimales d'une bonne activit� des levures sont un pH du jus compris entre 4,2 et 4, et une temp�rature de 29-30°C.

Si la temp�rature d�passe 32°C, la vitalit� des levures diminue et celles-ci font place aux bact�ries qui d�gradent les sucres avec une production de chaleur beaucoup plus importante que celle produite par l'action des levures. Cette �l�vation consid�rable de temp�rature a pour effet de stopper la production d'alcool. Lorsque la teneur en alcool atteint 12 � 18 pour cent (selon les levures), la fermentation est stopp�e. On d�cante alors le m�lange (les d�bris de pulpe tombent au fond), puis on siphonne le liquide surnageant et on le filtre � travers de la gaze ou du nylon. Il doit �tre ensuite stock� � temp�rature ambiante � l'abri de l'air si la phase d'ac�tification n'intervient pas tout de suite.

7.4.2 Mat�riel

La fermentation alcoolique s'effectue en f�ts, en tonneaux ou dans des cuves constitu�es d'un mat�riau chimiquement inerte (inox, ciment enduit de vernis, bois). Les r�cipients seront pr�alablement rinc�s avec de l'eau additionn�e de m�tabisulfite de sodium � 5 pour cent.

La capacit� des r�cipients doit �tre �gale � 1,3 fois le volume du liquide que l'on d�sire faire fermenter; ainsi, 36 l de jus n�cessiteront un f�t de 50 l ou deux f�ts de 25 l chacun. On utilise des cuves et des f�ts d'une capacit� variant entre 20 et 200 l, munis d'un couvercle herm�tique et d'un robinet permettant le soutirage du liquide (figures 69 � 71).

7.4.3 Cas particuliers

Les proc�dures varient quelque peu selon les esp�ces fruiti�res trait�es:

- ananas: il suffit d'ajouter du sucre au jus extrait;

- dattes: il faut ajouter 0,2 g d'acide tartrique par litre de liquide et du phosphate diammonique (le pH doit �tre compris entre 3,3 et 4,0), puis du mo�t ferment� et laisser reposer huit jours � 25-30°C;

- oranges: il faut ajouter du sucre ou des m�lasses d'agrumes dans les jus de presse (on appelle ici m�lasse le jus sucr� et riche en pectine extrait des d�chets d'agrumes par pressage, puis filtr� et �ventuellement d�sacidifi�);

- mangues, raisins: proc�dure normale;

- bananes: on ajoutera les levures sous forme de mo�t d�j� ferment� ou de p�tes ferment�es produites � partir de farine de bananes;

- pommes de cajou: il faut enrichir le jus � 17°Brix (il titre normalement 11,5°Brix en moyenne) avec un sirop � 40°Brix (20 litres de sirop pour 80 litres de jus), puis ajouter du phosphate et du m�tabisulfite de sodium (5 g pour 100 1) et laisser fermenter 2 � 10 jours � temp�rature ambiante.

L'enrichissement d'un jus de fruits en sucre permet sa fermentation si sa teneur en sucres fermentescibles n'est pas suffisante au d�part; il permet aussi d'accro�tre la production d'alcool pour un jus � teneur normale en sucres.

7.5 Ac�tification

7.5.1 Principe

Cette op�ration s'effectue en a�robiose, c'est-�-dire en pr�sence d'oxyg�ne. Elle consiste � utiliser une bact�rie du genre ac�tobacter pour transformer l'alcool �thylique produit � la phase pr�c�dente en acide ac�tique. La r�action chimique est la suivante:

Le rendement th�orique de cette phase est la production de 0,67 g d'acide ac�tique pour 0,51 g d'alcool (lui-m�me produit � partir de 1 g de glucose), c'est-�-dire � peu pr�s 130 pour cent d'acide pour 100 pour cent d'alcool. En r�alit�, on obtiendra 50 � 55 pour cent d'acide ac�tique � partir de 100 pour cent de sucre.

On peut proc�der selon plusieurs m�thodes:

- laisser le f�t ou la cuve ouverts et attendre une contamination naturelle par un ac�tobacter; cette m�thode est peu efficace et peu fiable;

- on peut ajouter du vinaigre non pasteuris� produit lors d'un cycle pr�c�dent (1 l de vinaigre pour 5 l de liquide ferment�); ou

- on peut ensemencer de l'agar-agar avec une culture d'ac�tobacter. Cette m�thode comporte des risques assez fr�quents de mutation de cette bact�rie; si on l'utilise, il vaut mieux la coupler � une addition de 2 pour cent d'acide ac�tique (pourcentage du poids par rapport au volume de filtrat).

La fermentation d�bute � partir du septi�me jour (la bact�rie forme alors un film � la surface du liquide); elle doit se d�rouler � une temp�rature comprise entre 23 et 29°C.

La m�thode � suivre est expos�e au tableau 49; on suppose que l'on dispose au d�part de 30,2 l de liquide ayant subi la premi�re phase de fermentation (fermentation alcoolique).

Tableau 49. Production du vinaigre

(Source: Desrosier, N. et J., 1977)

Jours	Jus ajout� ayant subi la fermentation alcoolique seulement		Acidit� du vinaigre	Quantit� de vinaigre chang�e
	Quantit� (l)	Acidit� (%)	(%)	(l)
0	30,2	1,04	1,04
7			1,23
14			2,56
21			4,94	11,4
21	15,1	1,00	3,30
28			4,30
35			5,35	18,9
35	19,5	1,20	3,00
42			4,10
49			5,20	18,9
49	18,9	1,30	3,30

On proc�de comme suit:

- on ajoute le vinaigre non pasteuris� (au jour 0);

- on mesure ensuite r�guli�rement l'acide ac�tique form� (par titrage avec une solution de soude);

- lorsque l'acidit� (c'est-�-dire la teneur en acide ac�tique) atteint la valeur d�sir�e (aux alentours de 4 pour cent), ici aux environs du 21e jour, on soutire la moiti� du vinaigre form� et on la remplace par du mo�t non ac�tifi�;

- on poursuit les mesures d'acidit�; lorsqu'on atteint � nouveau 4 pour cent on remplace une nouvelle fois la moiti� du vinaigre form� par du mo�t non ac�tifi�, et ainsi de suite.

On stocke au fur et � mesure le vinaigre que l'on a soutir�. Cette m�thode pr�sente l'avantage d'�tre tr�s rapide gr�ce � une bonne circulation de l'air dans le liquide en fermentation. En effet, on produit 68 l de vinaigre en sept semaines avec une cuve de 57 litres de contenance (voir tableau 49)

7.5.2 Mat�riel

On utilise des f�ts ou des tonneaux en aluminium, en bois, en m�tal �maill� ou en acier inoxydable, a�r�s par des orifices de diam�tre variant entre 3,8 et 5,0 cm recouverts de gaze pour emp�cher la p�n�tration des insectes.

Un indicateur de niveau est souhaitable pour conna�tre les volumes de vinaigre pr�lev�s. Le f�t sera pourvu d'un robinet de soutirage (figure 76).

7.5.3 Cas particuliers

- dattes: la fermentation dure 7 jours � 30°C. On peut obtenir 2 � 4 l de vinaigre � 6-7 pour cent par kg de dattes (avec un reliquat d'alcool de 120 mg par l de vinaigre);

- bananes: on obtient 1 l de vinaigre � 5 pour cent d'acidit� par kg de bananes enti�res (le rendement r�el atteint 74 pour cent du taux de conversion th�orique);

- pommes de cajou: il faut relever si besoin est le degr� d'alcool du produit de la fermentation alcoolique ou �ventuellement ajouter du sucre.

7.6 Post-traitements

7.6.1 D�cantation-filtration

La d�cantation se fait en containers ferm�s et compl�tement remplis pour �viter toute attaque de l'acide ac�tique par des bact�ries a�robies. Elle a pour but de provoquer la s�dimentation des collo�des et dure un mois.

Le liquide est ensuite siphonn� et filtr� grossi�rement.

7.6.2 Pasteurisation

Le principe et le mat�riel de pasteurisation avant conditionnement ont �t� expos�s dans la section 5.2.3.

Cette op�ration, qui permet de stabiliser le liquide chimiquement et microbiologiquement et de favoriser le vieillissement du produit, s'effectue en vrac dans des bassines � double fond pendant 15 mn � 65-70°C.

On peut ajouter du sel (1-2 pour cent en poids par volume) ou sulfiter le produit (70 ppm de SO₂), notamment dans le cas des bananes.

7.6.3 Conditionnement

Le remplissage s'effectue a chaud, imm�diatement apr�s pasteurisation, dans des bouteilles de verre ou de plastique. Un mat�riau r�sistant � l'acide est effectivement requis. Ces r�cipients doivent pouvoir �tre ferm�s de mani�re herm�tique. Le chapitre 8 renseigne sur les propri�t�s des mat�riaux d'emballage et les modes de fermeture des r�cipients.