Réactions de métabolisme (partie 1/2)

## Objectifs et prérequis **À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de :** - Décrire les principales voies du métabolisme glucidique (glycolyse, voie des pentoses phosphates, glycogénolyse, glycogénèse, néoglucogenèse) et situer leur rôle dans la production d’énergie et les précurseurs biosynthétiques. - Expliquer les étapes de la fermentation alcoolique du jus de canne à sucre, identifier les paramètres critiques (température, pH, concentration en sucre, présence d’oxygène) et justifier le choix du microorganisme *Saccharomyces cerevisiae*. - Réaliser un contrôle qualité simple d’un lot d’éthanol produit à partir de canne à sucre (mesure de la densité, du taux d’alcool volumique, du pH et de la teneur en sucres résiduels) et interpréter les résultats conformément aux normes camerounaises (arrêté n° 001/MINCOMMERCE du 12 mars 2020 sur les boissons spiritueuses). - Appliquer une démarche d’intégration : concevoir un protocole de fabrication à petite échelle, proposer des améliorations (optimisation du rendement, réduction des pertes) et rédiger un rapport technique incluant les observations de sécurité et d’hygiène. **Prérequis :** - Notions de base en chimie organique (groupes fonctionnels, réactions d’oxydo‑réduction). - Connaissances en cytologie (structure de la cellule levurienne, membrane plasmique). - Notions de sécurité en laboratoire (port des EPI, manipulation de produits inflammables, gestion des déchets). --- ## Introduction contextualisée Dans les filières techniques agricoles et agro‑alimentaires du Cameroun, la transformation de la canne à sucre en produits à valeur ajoutée (sucre blanc, rhum, éthanol carburant) constitue une activité économique importante, notamment dans les régions du Littoral, du Sud‑Ouest et de l’Ouest. Le contrôle qualité du métabolisme glucidique intervient à deux niveaux : 1. **Au niveau de la matière première** – vérifier que le jus de canne présente une teneur en sucrose adaptée (≥ 15 % p/p) et une faible charge microbienne afin d’éviter les compétitions métaboliques indésirables. 2. **Au niveau de la transformation** – suivre la voie métabolique empruntée par les levures pour convertir le sucrose en éthanol et CO₂, tout en maîtrisant les sous‑produits (acétaldéhyde, acide acétique, glycérol) qui peuvent altérer la qualité du produit fini. Ce chapitre propose donc une approche par compétences : l’élève doit non seulement connaître les réactions biochimiques, mais aussi les mettre en œuvre dans un contexte professionnel, appliquer les normes de contrôle qualité et respecter les règles d’hygiène et de sécurité propres aux unités de transformation agro‑alimentaires camerounaises. --- ## I. Leçon 15 – Les réactions de métabolisme glucidique ### A. Vue d’ensemble du métabolisme des glucides Le métabolisme glucidique regroupe l’ensemble des voies enzymatiques qui permettent la dégradation (catabolisme) ou la synthèse (anabolisme) des glucides. Chez les organismes hétérotrophes comme *Saccharomyces cerevisiae*, le glucose issu du sucrose est la principale source d’énergie et de carbone. > **>** Le glucose est phosphorylé dès son entrée dans la cellule par l’hexokinase (ou glucokinase) donnant du glucose‑6‑phosphate, étape irréversible qui piège le sucre à l’intérieur de la cellule. ### B. Glycolyse (voie d’Embden‑Meyerhof‑Parnas) La glycolyse transforme une molécule de glucose en deux molécules de pyruvate, produisant un gain net de 2 ATP et 2 NADH. | Étape | Enzyme | Réaction (simplifiée) | Produit | ATP/NADH | |-------|--------|-----------------------|---------|----------| | 1 | Hexokinase | Glucose + ATP → Glucose‑6‑P + ADP | G6P | –1 ATP | | 2 | Phosphoglucose isomerase | G6P ↔ Fructose‑6‑P | F6P | 0 | | 3 | Phosphofructokinase‑1 (PFK‑1) | F6P + ATP → Fructose‑1,6‑bisP + ADP | F1,6BP | –1 ATP | | 4 | Aldolase | F1,6BP ↔ Dihydroxyacétone‑P + Glycéraldéhyde‑3‑P | DHAP + G3P | 0 | | 5 | Triose phosphate isomerase | DHAP ↔ G3P | 2 G3P | 0 | | 6 | Glyceraldehyde‑3‑P dehydrogenase | G3P + NAD⁺ + Pi → 1,3‑Bisphosphoglycerate + NADH + H⁺ | 1,3‑BPG | +1 NADH | | 7 | Phosphoglycerate kinase | 1,3‑BPG + ADP → 3‑Phosphoglycerate + ATP | 3‑PG | +1 ATP | | 8 | Phosphoglycerate mutase | 3‑PG ↔ 2‑PG | 2‑PG | 0 | | 9 | Enolase | 2‑PG ↔ Phosphoenolpyruvate + H₂O | PEP | 0 | |10| Pyruvate kinase | PEP + ADP → Pyruvate + ATP | Pyruvate | +1 ATP | **Bilan net** : 2 ATP, 2 NADH, 2 pyruvate par glucose. > **>** La glycolyse est régulée principalement par l’allostérie de la PFK‑1 (activée par AMP, inhibée par ATP et citrate) et par la pyruvate kinase (activée par fructose‑1,6‑bisP, inhibée par ATP et alanine). ### C. Voie des pentoses phosphates (PPP) La PPP fournit du NADPH (nécessaire aux réactions de biosynthèse et à la lutte contre le stress oxydatif) et des précurseurs à cinq carbones pour la synthèse des nucléotides. Elle comporte deux phases : 1. **Phase oxydative** : glucose‑6‑P → 6‑phosphoglucono‑δ‑lactone → 6‑phosphogluconate → ribulose‑5‑P + CO₂ + 2 NADPH. 2. **Phase non oxydative** : interconversions des phosphates de sucre (ribulose‑5‑P, xylulose‑5‑P, ribose‑5‑P) via transcétoaldolases et transaldolases. > **>** Le rapport NADPH/NADH produit par la PPP est crucial pour la levure lors de la fermentation alcoolique, car il permet la réduction de l’acétaldéhyde en éthanol via l’alcool déshydrogénase (ADH). ### D. Métabolisme du pyruvate selon les conditions - **En présence d’oxygène** : le pyruvate entre dans le mitochondrie, est converti en acétyl‑CoA par le pyruvate déshydrogénase (production de NADH) puis entre dans le cycle de Krebs. - **En conditions anaérobie** (fermentation) : le pyruvate est décarboxylé en acétaldéhyde par la pyruvate décarboxylase (libération de CO₂) puis réduit en éthanol par l’alcool déshydrogénase (consommation de NADH). > **>** La régulation du passage entre respiration et fermentation chez *S. cerevisiae* dépend du taux de glucose (effet Crabtree) et de la disponibilité d’oxygène. ### E. Anabolisme glucidique (glycogénogenèse, néoglucogenèse) - **Glycogénogenèse** : glucose‑6‑P → glucose‑1‑P (phosphoglucomutase) → UDP‑glucose (UDP‑glucose pyrophosphorylase) → ajout sur la chaîne de glycogène (glycogène synthétase). - **Néoglucogenèse** (chez certains microorganismes) : conversion de précurseurs non glucidiques (lactate, acétyl‑CoA, acides aminés) en glucose via des étapes inverses de la glycolyse, nécessitant du GTP et de l’ATP. > **>** Chez la levure de boulanger, la glycogénogenèse constitue une réserve d’énergie mobilisable lors de la phase stationnaire ou lors de stress osmotique. ### F. Tableau récapitulatif des voies principales | voie | produit principal | rendement énergétique (ATP) | cofacteurs réduits | localisation cellulaire | |------|-------------------|----------------------------|--------------------|--------------------------| | Glycolyse | 2 pyruvate | +2 ATP (net) | 2 NADH | cytosol | | PPP (oxydative) | Ribulose‑5‑P + CO₂ | 0 ATP | 2 NADPH | cytosol | | Fermentation alcoolique | Éthanol + CO₂ | 0 ATP (pas de gain net) | NADH consommé | cytosol | | Respiration aérobie | CO₂ + H₂O | ~30‑32 ATP (selon P/O) | NADH, FADH₂ | mitochondrie | --- ## II. Leçon 16 – Fermentation alcoolique du jus de canne à sucre ### A. Composition du jus de canne à sucre Le jus brut extrait de la canne contient principalement du sucrose (disaccharide glucose‑fructose), de l’eau, des minéraux (K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺), des acides organiques (acide citrique, malique) et des composés phénoliques. La teneur en sucrose varie généralement entre 12 % et 18 % p/p selon la variété, le stade de maturité et les conditions de récolte. > **>** Un jus de canne de bonne qualité pour la fermentation doit présenter : sucrose ≥ 15 % p/p, pH compris entre 4,5 et 5,5, et une charge microbienne totale < 10⁴ UFC mL⁻¹. ### B. Principe de la fermentation alcoolique 1. **Hydrolyse du sucrose** : l’invertase (β‑fructofuranosidase) sécrétée par la levure hydrolyse le sucrose en glucose + fructose. \[ \text{Sucrose} + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{invertase}} \text{Glucose} + \text{Fructose} \] 2. **Glycolyse** : chaque monosaccharide suit la voie décrite en I.B, produisant du pyruvate, de l’ATP et du NADH. 3. **Décarboxylation du pyruvate** : pyruvate décarboxylase (PDC) transforme le pyruvate en acétaldéhyde + CO₂. \[ \text{Pyruvate} \xrightarrow{\text{PDC}} \text{Acétaldéhyde} + \text{CO}_2 \] 4. **Réduction de l’acétaldéhyde** : l’alcool déshydrogénase (ADH) utilise le NADH issu de la glycolyse pour réduire l’acétaldéhyde en éthanol, régénérant le NAD⁺. \[ \text{Acétaldéhyde} + \text{NADH} + \text{H}^+ \xrightarrow{\text{ADH}} \text{Éthanol} + \text{NAD}^+ \] Le bilan global pour une molécule de sucrose (C₁₂H₂₂O₁₁) est : \[ \text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\,\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 4\,\text{CO}_2 \] soit un rendement théorique de 0,51 g d’éthanol par g de sucrose (≈ 0,51 g g⁻¹). ### C. Paramètres critiques de la fermentation | Paramètre | Valeur optimale | Influence sur le procédé | |-----------|----------------|--------------------------| | Température | 30 – 35 °C | En dessous de 25 °C, ralentissement de la croissance ; au‑delà de 40 °C, inhibition enzymatique et production de composés indésirables (acétaldéhyde, acétate). | | pH | 4,0 – 5,0 | En dehors de cet intervalle, activité de l’invertase et des enzymes glycolytiques diminue ; risque de contamination bactérienne (ex. *Lactobacillus*). | | Concentration en sucre (initial) | 150 – 200 g L⁻¹ de sucrose | Au‑delà de 250 g L⁻¹, effet osmotique inhibiteur ; en dessous de 100 g L⁻¹, faible productivité volumique. | | Aération | Anaérobie stricte (O₂ < 0,5 % v/v) | Présence d’O₂ favorise la respiration, réduisant le rendement en éthanol (effet Crabtree inversé). | | Inoculum | 10⁶ – 10⁷ cellules mL⁻¹ de *S. cerevisiae* | Inoculum trop faible → longue phase de latence ; trop élevé → stress nutritionnel et production de sous‑produits. | | Temps de fermentation | 24 – 48 h (batch) | Dépend de la température et de la concentration initiale ; arrêt lorsque le sucre résiduel < 5 g L⁻¹. | > **>** Le suivi du taux de conversion du sucre en éthanol se fait régulièrement par mesure de la densité (ou du degré Brix) et du taux d’alcool volumique (TAV) à l’aide d’un alcoomètre ou d’un densimètre. ### D. Schéma opératoire type (batch) 1. **Pré‑traitement du jus** : filtration (0,45 µm) pour éliminer les particules, ajustement du pH à 4,5 avec de l’acide citrique ou de l’acide phosphorique, pasteurisation légère (65 °C, 15 min) pour réduire la flore concurrente sans détruire les levures. 2. **Inoculation** : ajout d’un pré‑levain de *S. cerevisiae* (activé en milieu YPD à 30 °C pendant 12 h) à raison de 10 % v/v du volume de fermentation. 3. **Fermentation** : mise en cuve inox de 200 L, agitation douce (50 rpm), maintien de la température à 32 °C par échangeur à eau glacée, surveillance du pH et de la densité toutes les 2 h. 4. **Fin de fermentation** : lorsque la densité atteint ~ 0,990 g mL⁻¹ (équivalent à < 2 g L⁻¹ de sucre résiduel), arrêt de l’agitation, décantation. 5. **Distillation** : passage du broût dans une colonne à reflux (ratio de reflux 3 : 1) pour obtenir un distillat à 95 % v/v d’éthanol, suivi d’une éventuelle déshydratation moléculaire (sie 3A) pour atteindre le carburant anhydre (≥ 99,5 % v/v). 6. **Contrôle qualité** : mesure du TAV (méthode pycnométrique), du pH, de l’acidité volatile (titrage à l’hydroxyde de sodium), et du méthanol (chromatographie en phase gazeuse). ### E. Exemple chiffré de rendement réel Données d’un lot de 200 L de jus de canne (sucrose 16 % p/p) : - Masse de sucrose = 200 L × 1,05 kg L⁻¹ × 0,16 = 33,6 kg. - Rendement théorique d’éthanol = 33,6 kg × 0,51 = 17,14 kg. - Masse d’éthanol obtenue après distillation = 15,8 kg (mesurée par pycnomètre). **Rendement réel** = (15,8 / 17,14) × 100 = **92,2 %** du théorique. Les pertes principales sont attribuées à : - Production de glycérol (voie de régénération du NAD⁺ sous stress osmotique). - Évaporation de composés volatils (acétaldéhyde, acétate) durant la distillation. - Consommation de sucre par la biomasse levurienne (croissance). > **>** Un rendement supérieur à 90 % du théorique est considéré comme satisfaisant pour une unité de production artisanale ou semi‑industrielle au Cameroun, conformément aux recommandations du projet « Bioéthanol camerounais » (MINMIDT, 2022). --- ## III. Activités d’intégration ### A. Objectif de l’activité Réaliser, en groupe de 4 à 5 élèves, un petit‑lot de fermentation alcoolique à partir de jus de canne acheté sur le marché local, suivre les paramètres critiques, effectuer un contrôle qualité du produit fini et rédiger un rapport technique incluant : 1. Schéma du procédé (diagramme de blocs). 2. Tableau de suivi des paramètres (température, pH, densité, TAV) toutes les 4 h. 3. Calcul du rendement réel et comparaison avec le théorique. 4. Analyse des écarts (causes possibles, actions correctives). 5. Proposition d’une amélioration (ex. ajout de nutriments, contrôle de l’aération, utilisation d’une souche tolérante à l’éthanol). ### B. Déroulement proposé (4 séances de 2 h) | Séance | Tâches principales | Livrable attendu | |--------|-------------------|------------------| | 1 | Pré‑traitement du jus (filtration, ajustement pH, pasteurisation), préparation du pré‑levain, inoculation. | Photo du lot avant inoculation, relevé du pH initial et de la densité. | | 2 | Mise en fermentation, réglage de l’agitation et de la température, prélèvements toutes les 4 h (densité, pH). | Tableau de suivi partiellement rempli. | | 3 | Fin de fermentation, décantation, prélèvement du broût pour distillation simple (alambic de laboratoire). | Mesure du TAV du distillat, calcul du rendement. | | 4 | Analyse des sous‑produits (acétaldéhyde par réaction avec le réactif de Schiff, acide acétique par titration), rédaction du rapport, présentation orale. | Rapport écrit (max 4 pages) + diaporama de 5 min. | ### C. Sécurité et hygiène - Porter blouse, lunettes de protection et gants nitrile lors de la manipulation du jus chaud et de l’alcool. - Éviter les flammes nues près du distillat ; utiliser un chauffe‑plateau électrique avec contrôle de température. - Collecter les résidus de levure dans un contenant dédié pour autoclave avant élimination (déchet biologique de catégorie 2). - Nettoyer les surfaces de travail avec une solution d’alcool à 70 % après chaque séance. > **>** Toute déviation du protocole (ex. température > 38 °C, pH < 3,5) doit être consignée et justifiée dans le rapport, car elle peut entraîner la formation de composés toxiques (méthanol, acétaldéhyde) dépassant les limites autorisées par l’arrêté n° 002/MINSANTE du 08 juillet 2021 (limite de méthanol dans les boissons spiritueuses : 0,1 % v/v). --- ## Synthèse du chapitre - **Métabolisme glucidique** : glycolyse (glucose → 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH), voie des pentoses phosphates (NADPH + ribose‑5‑P), fermentation alcoolique (pyruvate → acétaldéhyde → éthanol + CO₂). - **Régulation** : allostérie de PFK‑1 et pyruvate kinase, effet Crabtree, disponibilité du NAD⁺/NADH. - **Fermentation du jus de canne** : hydrolyse du sucrose par invertase, glycolyse, décarboxylation du pyruvate, réduction de l’acétaldéhyde ; paramètres optimaux : T = 30‑35 °C, pH = 4‑5, [sucrose] = 150‑200 g L⁻¹, anaérobie strict. - **Rendement théorique** : 0,51 g d’éthanol / g de sucrose ; rendement réel satisfaisant > 90 % du théorique. - **Contrôle qualité** : suivi densité/pH/TAV, dosage des sous‑produits (acétaldéhyde, acétate, méthanol), respect des normes camerounaises (arrêtés MINCOMMERCE, MINSANTE). - **Activité d’intégration** : réalisation d’un lot de fermentation, suivi des paramètres, calcul du rendement, rédaction d’un rapport technique, application des règles d’hygiène et de sécurité. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | **Glycolyse** | voie métabolique cytosolique qui convertit le glucose en pyruvate avec production nette de 2 ATP et 2 NADH. | | **Voie des pentoses phosphates (PPP)** | voie parallèle à la glycolyse fournissant du NADPH et des précurseurs à cinq carbones pour la synthèse des nucléotides. | | **Invertase** | enzyme β‑fructofuranosidase qui hydrolyse le sucrose en glucose + fructose. | | **Pyruvate décarboxylase (PDC)** | enzyme qui décarboxyle le pyruvate en acétaldéhyde + CO₂, étape clé de la fermentation alcoolique. | | **Alcool déshydrogénase (ADH)** | enzyme qui réduit l’acétaldéhyde en éthanol en oxydant le NADH en NAD⁺. | | **Rendement théorique** | quantité maximale de produit pouvant être obtenue à partir d’un substrat, calculée à partir de la stœchiométrie de la réaction globale. | | **TAV (Taux d’Alcool Volumique)** | volume d’éthanol pur contenu dans 100 mL de boisson, exprimé en % v/v. | | **Charge microbienne totale (CMT)** | nombre total de microorganismes viables présents dans un échantillon, généralement exprimé en UFC mL⁻¹. | | **Effet Crabtree** | phénomène chez certaines levures où une forte concentration de glucose favorise la fermentation même en présence d’oxygène, réduisant la respiration. | | **NADH / NAD⁺** | forme réduite/oxydée de la nicotinamide adénine dinucleotide, cofacteur essentiel des réactions d’oxydo‑réduction métaboliques. | | **Glycogène** | polymère de glucose de réserve, stocké dans le cytosol de nombreuses cellules, incluant les levures. | | **Méthanol** | alcool simple (CH₃OH) pouvant être produit en faibles quantités lors de la fermentation; réglementé en raison de sa toxicité. | --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Calcul du rendement d’éthanol à partir d’un lot de jus de canne **Données** : - Volume de jus de canne traité : 150 L. - Densité moyenne du jus : 1,04 kg L⁻¹. - Teneur en sucrose déterminée par réfractométrie : 14,5 % p/p. - Après fermentation et distillation, la masse d’éthanol recueillie est de 9,6 kg. **Questions** : 1. Calculer la masse totale de sucrose présente dans le lot. 2. Déterminer le rendement théorique d’éthanol (en kg). 3. Calculer le rendement réel (% du théorique). 4. Commenter le résultat au regard du seuil de satisfaction (≥ 90 %). **Corrigé** 1. Masse du jus = 150 L × 1,04 kg L⁻¹ = **156 kg**. Masse de sucrose = 156 kg × 0,145 = **22,62 kg**. 2. Rendement théorique = 22,62 kg × 0,51 g g⁻¹ = **11,54 kg** d’éthanol. 3. Rendement réel = (9,6 kg / 11,54 kg) × 100 = **83,2 %**. 4. Le rendement obtenu (83,2 %) est inférieur au seuil de 90 % attendu pour une opération satisfaisante. Les causes possibles sont : perte de sucre par voie de glycogénogenèse, production de glycérol sous stress osmotique, évaporation de composés volatils durant la distillation, ou contamination bactérienne consommant du sucre. Une amélioration pourrait consister à ajouter une source d’azote (ex. sulfate d’ammonium 0,5 g L⁻¹) pour réduire la formation de glycérol et à maintenir une température stricte de 32 °C afin de limiter l’évaporation. --- ### Exercice 2 – Contrôle qualité d’un distillat d’éthanol **Données** : Un distillat prélevé après la colonne de reflux présente les mesures suivantes : - Densité à 20 °C : 0,789 g mL⁻¹. - pH mesuré à l’électrode : 4,2. - Titrage de l’acidité volatile (NaOH 0,1 N) : 0,8 mL pour 10 mL d’échantillon. - Analyse en CG montre une teneur en méthanol de 0,12 % v/v. **Questions** : 1. En utilisant la densité, estimer le TAV approximatif du distillat (on considère que la densité de l’éthanol pur à 20 °C est 0,789 g mL⁻¹ et celle de l’eau est 0,998 g mL⁻¹). 2. Calculer l’acidité volatile exprimée en g d’acide acétique / L d’échantillon (équivalent acétique). 3. Vérifier la conformité du méthanol par rapport à la limite réglementaire camerounaise (0,1 % v/v). 4. Proposer une action corrective si le méthanol dépasse la limite. **Corrigé** 1. La densité mesurée (0,789 g mL⁻¹) correspond exactement à celle de l’éthanol pur à 20 °C ; donc le distillat est pratiquement anhydre. En supposant un mélange binaire eau‑éthanol, on peut utiliser la règle des mixtures : \[ \rho = x_{\text{EtOH}}\rho_{\text{EtOH}} + (1-x_{\text{EtOH}})\rho_{\text{H₂O}} \] En posant \(\rho = 0,789\), \(\rho_{\text{EtOH}} = 0,789\), \(\rho_{\text{H₂O}} = 0,998\) : \[ 0,789 = x·0,789 + (1-x)·0,998 \Rightarrow 0,789 = 0,789x + 0,998 -0,998x \] \[ 0,789 -0,998 = -0,209x \Rightarrow -0,209 = -0,209x \Rightarrow x = 1 \] Ainsi, le TAV ≈ **100 % v/v** (éthanol anhydre). En pratique, on considère un TAV de **99,5 % v/v** après prise en compte des incertitudes de mesure. 2. Acidité volatile : 0,8 mL de NaOH 0,1 N ont neutralisé 10 mL d’échantillon. - Milliéquivalents de NaOH = 0,8 mL × 0,1 meq mL⁻¹ = 0,08 meq. - Comme l’acide acétique est monoprotoné, 0,08 meq d’acide = 0,08 mmol. - Masse d’acide acétique = 0,08 mmol × 60,05 mg mmol⁻¹ = 4,80 mg dans 10 mL. - Par litre : (4,80 mg / 10 mL) × 1000 mL = **480 mg L⁻¹** soit **0,48 g L⁻¹** d’acide acétique équivalent. 3. Le méthanol mesuré est de **0,12 % v/v**, ce qui dépasse la limite autorisée de **0,1 % v/v** (arrêté n° 002/MINSANTE, 08/07/2021). Le distillat n’est donc pas conforme. 4. Action corrective : réaliser une deuxième distillation (ou une distillation à reflux plus élevée) afin de séparer le méthanol, qui possède un point d’ébullition plus bas (64,7 °C) que celui de l’éthanol (78,4 °C). On peut également ajouter un étape d’adsorption sur tamis moléculaire de type 3A qui retient sélectivement le méthanol. Après retraitement, re‑mesurer le méthanol pour s’assurer qu’il soit < 0,1 % v/v. --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |----|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | **Ne pas ajuster le pH du jus avant inoculation** (pH trop élevé > 6,0) | Développement de bactéries lactiques qui consomment le sucre et produisent de l’acide lactique, inhibant la levure et réduisant le rendement en éthanol. | Mesurer le pH après filtration ; corriger à 4,5 ± 0,2 avec de l’acide citrique ou phosphorique avant pasteurisation. | | 2 | **Laisser la température de fermentation dépasser 38 °C** | Inactivation partielle des enzymes glycolytiques, augmentation de la production d’acétaldéhyde et d’acétate, risque de formation de composés indésirables (fusel oils). | Utiliser un thermostat ou un échangeur à eau glacée ; vérifier la température toutes les 30 min et ajuster le débit d’eau de refroidissement. | | 3 | **Omettre l’étape de pasteurisation légère du jus** | Charge microbienne trop élevée (> 10⁵ UFC mL⁻¹) entraînant compétition avec la levure et possible production de méthanol par certaines bactéries. | Chauffer le jus à 65 °C pendant 15 min immédiatement après filtration, puis refroidir rapidement à 30 °C avant inoculation. | | 4 | **Ne pas contrôler l’aération (présence d’O₂ > 1 % v/v)** | Passage partiellement en respiration, diminution du rendement en éthanol (effet Crabtree inversé) et augmentation de la biomasse au détriment du produit. | Maintenir le fermenteur fermé, utiliser un bouchon à filtre stérile (0,2 µm) permettant uniquement le dégagement de CO₂. | | 5 | **Utiliser un récipient en verre ordinaire pour la distillation sous chauffage direct** | Risque de rupture du verre dû aux chocs thermiques, projection d’éthanol enflammé. | Employer un appareil de distillation en inox ou en verre borosilicate résistant à la chaleur, placé sur un chauffe‑plateau avec contrôle de température et jamais laisser sans surveillance. | | 6 | **Ne pas porter de lunettes de protection lors de la manipulation de l’éthanol concentré** | Risque de projection dans les yeux entraînant irritation sévère ou lésions cornéennes. | Porter systématiquement des lunettes de protection anti‑projeter et un écran facial si le volume manipulé dépasse 500 mL. | --- *Fin du cours.*