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Potentiel d’oxydo-réduction ou potentiel redox

L’oxydation et la réduction sont des processus fondamentaux dans toute matière vivante. La respiration de l’homme et des animaux est un processus d’oxydation tout comme la fermentation. Parfois, l’oxygène libre est impliquée, comme lorsque nous respirons ou quand la levure est en mode aérobie au cours de sa phase de croissance. Le plus souvent l’oxydation est réalisée par une molécule donnant de l’oxygène à une autre molécule. La fermentation, par exemple, est causée par le sucre donnant de l’oxygène à une enzyme oxydante sécrétée par la levure. L’alcool et dioxyde de carbone sont ce qui reste quand une molécule de sucre est privé d’un atome d’oxygène. Pour chaque processus d’oxydation de cette nature, il doit correspondre un processus de réduction. Dans l’exemple de fermentation, lorsque le sucre donne son atome d’oxygène de l’enzyme a été oxydé, mais le sucre a été réduit. La situation est compliquée parce que vous n’avez pas réellement besoin d’oxygène pour oxyder quelque chose, vous pouvez effectuer la même chose en supprimant de l’hydrogène ou des électrons.

Pour schématiser très simplement, un concept quelque peu complexe, le potentiel d’oxydo-réduction d’une bière est la probabilité qu’un micro-organisme ou toute autre réaction chimique ait assez d’oxygène pour satisfaire ses besoins; Ou la probabilité d’une réduction par un autre mécanisme. Dans le cas du brassage amateur, nous pouvons le voir simplement comme étant le potentiel d’oxygène disponible.

Le potentiel d’oxydo-réduction est souvent appelée potentiel redox. Comme le pH, elle est mesurée en termes d’ions hydrogène et porte le symbole rH. Les pH-mètres peuvent généralement aussi mesurer le rH en branchant une sonde appropriée. Le rH est important, car divers micro-organismes ne peuvent exister ou fonctionner à l’intérieur de certaines limites de rH, de la même manière qu’ils ne peuvent exister ou se développer que dans certaines limites du pH. Parce que pH et rH sont mesurés en termes d’hydrogène, un changement de pH entraîne généralement un changement correspondant en rH.

Pendant la fermentation primaire, la levure établit rapidement des conditions qui lui sont favorables et qui sont inappropriées pour d’autres microorganismes. Lorsque la levure est versée dans le moût, le pH chute rapidement d’environ 5.3 à une valeur d’environ 4, et le rH chute d’une très grande valeur à environ 10. Dans ces conditions, les levures sauvages et la plupart des autres micro-organismes ne peuvent pas prospérer. Bien que ceux qui sont présents ne sont pas nécessairement tués, ils restent en dormance jusqu’à ce que des conditions leurs soient plus favorables.

Quand la bière est mis en fûts ou en barriques de chêne, la levure primaire est encore assez active, travaillant sur les sucres résiduels et les dextrines. Le rH est maintenu à environ 10 parce que tout l’oxygène qui se présente est immédiatement consommé par la levure primaire. Par la suite, la bière est à court de nutriments essentiels, tels les acides aminés et semblables, et l’équilibre du sucre n’est plus favorable à la levure primaire. Elle entre alors en dormance, ou passe en mode ralenti, et les cellules commencent à mourir.

Avec la levure primaire dormante, le rH commence à monter, soit par diffusion progressive de l’air à travers les parois de la cuve de maturation de chêne ou par d’autres procédés chimiques. Les cellules mortes s’autolysent (sont consommés par leurs propre système enzymatique) et, ce faisant, libèrent leurs nutriments dans la bière. Lorsque le rH a dépassé environ 15, que suffisamment d’éléments nutritifs sont présents dans la bière, et que le pH et la température sont satisfaisants, les levures sauvages et autres micro-organismes peuvent alors devenir actifs et acidifier la bière.

Parmi les différents micro-organismes responsables de l’acidification, chacun peut devenir actif à tour de rôle lorsque que les conditions lui deviennent favorables. Finalement, les conditions redeviennent favorables pour la levure primaire qui se retrouve dominante à nouveau, puis cède la place aux levures sauvages, etc. Le cycle peut se répéter plusieurs fois sur une période de plusieurs mois.

Bières aigres, acidulées ou sûres

Un certain nombre de bières européennes sont volontairement aigres ou acidulées. La plupart sont d’origine belge, mais quelques une sont produites en Allemagne. La Guinness Foreign Extra Stout est aussi une bière acidulée.

L’aigreur est d’un niveau terriblement élevé comme dans le lambic ou la Rodenbach Grand Cru, d’un niveau modéré dans la gueuze ou la Rodenbach mélangée, ou d’un niveau plus faible dans certaines bières de blé et bières blanches. L’aigreur à peine perceptible de certaines bières permet de rehausser les saveurs de malt. La Guinness Foreign Extra Stout est un exemple de cette catégorie.

Les techniques utilisées pour fabriquer la plupart de ces bières aigres tirent leurs racines des traditions vieilles de centaines d’années. On suppose qu’avant la révolution des Pale Ale, la plupart des bières qui étaient mises en maturation pour une certaine période de temps étaient aigres. Et ceci non seulement parce que les brasseurs ne pouvaient pas faire autrement avec des bières à faible taux d’alcool, mais aussi parce que cette aigreur d’arrière-plan était très appréciée de beaucoup de consommateurs. Les anciennes Porter étaient des bières aigres,  mais aucune Porter moderne ne l’est aujourd’hui.

Acidification pendant la maturation

La façon classique d’aciduler la bière, certainement prévalant en Europe, Grande Bretagne inclue, jusqu’à la fin des années 1800, était durant la maturation que les brasseurs de ce temps là appelaient une seconde fermentation. De nos jours, au moins dans le brassage amateur, nous définissons la seconde fermentation comme étant la génération de gaz dans la bière en fût ou en bouteille, en quelques jours ou semaines, comme étant un processus succédant à la fermentation primaire. Cependant, dans les temps ancien du brassage, seconde fermentation ne voulait pas dire la même chose: une fermentation secondaire voulait bien dire une autre fermentation causée par d’autres levures (sauvages) comme les souches de Brettanomyces. Ces fermentations secondaires se passaient spontanément avec des craquements dans les tonneaux alors que la bière était en maturation dans la cave du brasseur, quelquefois plusieurs mois après la mise en maturation, et le brasseur devait dégazer les tonneaux en attendant que ça s’arrête.Les brasseurs de ce temps ne savaient sûrement pas que des levures sauvages étaient responsables de ce bouillonnement, mais savaient par expérience que la bière ne devenait pas acide avant que ses craquements ne se produisent.

Plusieurs livres sur le brassage commercial, même les relativement plus récents, contiennent des passages revenant sur le temps ou ces fermentations secondaires étaient importantes. Voici un extrait de Brassage – Théorie et Pratique, ed 1956

« La seconde fermentation se développera spontanément. Dès qu’elle est détectée, il faut insérer une bonde poreuse dans le fût pour permettre la dépressurisation. Dès que la pression est retombée, il faut remplacer cette bonde par une bonde étanche ou la bière deviendra si plate qu’il sera impossible de la récupérer. Généralement, un craquement est nécessaire pour une bière ordinaire, mais pour des ales très fortes, qui sont stockées plusieurs mois, deux ou trois craquements du tonneau sont nécessaires. Si cela ne se produit pas, un brassage vigoureux du tonneau couplé avec une légère hausse de la température du cellier devrait généralement donner l’effet escompté. »

Ce passage est tiré de l’édition de 1956. La première édition a été publiée en 1936, mais était sûrement basée sur des travaux beaucoup plus anciens car l’acidification volontaire des bières anglaises s’est éteinte à la fin du 19ième siècle.

A l’opposé, James Hebert dans Pratique du Brassage en 1871, maintenait que les fermentations secondaires étaient mauvaises pour la bière et devaient être évitées à tout prix, bien qu’il ne donne aucun moyen pour y arriver. Il y a beaucoup de divergences d’opinion et de contradictions au sujet de la fermentation secondaire et de l’aigreur dans les publications contemporaines sur le brassage de la bière. Mais, cela reflète très certainement les préférences régionales pour savoir si la bière doit être acidulée ou pas.

Quoi qu’il en soit, l’acidification de ce type de bière se faisait dans des fûts ou barriques de chêne lors de la maturation. L’utilisation du chêne est important car il a une faible porosité à l’air, et les microorganismes permettant l’acidification sont essentiellement aérobies. Aussi, l’intérieur du contenant en chêne procurent des sites permettant aux bactéries aérobies de se former et la petite quantité d’air pénétrant par le bois leur permet de travailler lentement sans interférer avec les autres réactions. Toutes les bières de ce type survivant encore de nos jours, comme la Rodenbach, Guinness et les Lambics, suivent une maturation dans des fûts en chêne.

Pour comprendre pourquoi les levures dites sauvages restent dormantes lors de la fermentation primaire et se réveillent plusieurs semaines après la mise en maturation, nous devons toucher à un sujet qui n’est pas tellement abordé dans les cercles de brassage amateur et qui n’est pas très largement compris. Cela s’appelle le potentiel d’oxydo-réduction.

Houblons Aromatiques

La pratique courante des brasseurs professionnels et amateurs, pour redonner des arômes et des saveurs perdues, est d’ajouter des houblons aromatiques dans le dernier quart d’heure d’ébullition. Il faut ajouter une quantité de houblons de haute qualité, celà s’appelle du houblonnage tardif.

Ce houblon ne contribue pas trop à l’amertume de la bière car durant sa période d’ébullition, la majeure partie de l’extraction de l’amertume n’a pas le temps de se faire. Mais durant ce temps, les arômes sont extraits et l’ébullition permet aux saveurs désagréables et plus volatiles comme certains hydrocarbones d’être rejetés par la vapeur. Si il est bouilli trop longtemps, les arômes sont aussi évaporés.

Les houblons qui sont considérés comme aromatiques doivent être utilisés à ce stade. Traditionnellement, le Golding et le Fuggle sont utilisés pour les ales anglaises, l’Hallertau et le Saaz pour les lager, mais pour leur coût relativement élevé, beaucoup de brasseries utilisent des variétés standard comme le Challenger en remplacement du Fuggle.

Ce ne sont pas tous les brasseurs qui houblonnent tardivement leurs bières; plusieurs des caractéristiques aromatiques des houblons mis au début de l’ébullition resteront dans la bière, et beaucoup se contentent de ça. On s’attend souvent que certaines bières aient un goût plus malté que houblonné. Un second ajout de houblon irait à contresens du style. Beaucoup de gens, surtout les novices, n’aiment pas trop l’amertume et le goût du houblon; c’est un peu trop envahissant pour leur palais.

Une liste de houblons aromatiques.

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