La Science des bières acidulées

Une histoire de microbiologie

Dans 99% des bières, le seul microbe présent est Saccharomyces, et la présence de quoi que ce soit d’autre indique des défauts de la bière (Bokulich & Bamforth, 2013). Ces cultures non-Saccharomyces sont introduites dans le processus de brassage par le biais d’ingrédients ou de l’environnement de brassage, et peuvent être répandues à différents stades du processus de brassage (Figure 1).

Parmi les microorganismes responsables de la détérioration de la bière, mentionnons Brettanomyces, Lactobacillus et Pediococcus. De tels microbes altèrent la bière, entre autres par acidification et formation de brume sèche (Bokulich & Bamforth, 2013). Cependant, ces caractéristiques sont intentionnellement recherchées dans le brassage de la bière acidulée. Certains des principaux organismes responsables de l’acidification de la bière sont abordés ici.

Les levures Brettanomyces

Brettanomyces est la levure de bière non conventionnelle la plus utilisée. Lorsqu’elle est introduite involontairement dans une bière « propre » (non acide), la Brettanomyces peut provoquer des goûts indésirables, comme la sueur de cheval, la basse-cour, les médicaments ou le cuir (Malfeito-Ferreira, 2018). Cependant, Brettanomyces ajouté intentionnellement ou dans le cadre de la fermentation spontanée de la gueuze et de la bière Lambic produit des composés qui donnent des saveurs uniques que seule la levure Saccharomyces ne peut atteindre (Figure 2).

Brettanomyces utilise des molécules que Saccharomyces ne peut pas utiliser, comme les dextrines, le cellobiose et le nitrate. Brettanomyces ne produit pas de glycérol et est capable de produire de l’acide acétique en plus grande quantité que Saccharomyces. Les esters éthyliques sont également produits en grande quantité, ce qui contribue aux arômes de fruits tropicaux et d’ananas. La production de phénols volatils, dont le 4-éthylphénol (4-EP) et le 4-éthylguaiacol (4-EG), contribue également à la saveur de Brettanomyces (Colomer et al, 2019). Bien qu’une quantité élevée de 4-EP puisse donner un pansement indésirable ou des arômes médicinaux indésirables, une quantité modérée de 4-EG apporte une note épicée caractéristique de la bière fermentée avec Brettanomyces (Holt et al, 2018).

Brettanomyces a une forte activité β-glucosidase, qui lui permet de décomposer la cellobiose présente dans le bois. La bière avec Brettanomyces est donc un bon candidat pour le vieillissement en barrique. β-glucosidase activité peut également libérer des composés aromatiques actifs du houblon, ce qui entraîne une augmentation des composés volatils tels que le linalool, qui a un arôme et une saveur d’agrumes.
Bactéries lactiques (LAB)

Le pédiocoque et le lactobacille sont les deux types de microbes généralement responsables de la production d’acide lactique dans la bière acide, bien que Leuconostoc, Lactococcus et autres LAB aient également été isolés dans la bière acide (Bokulich et al, 2012).

La principale souche de Pediococcus utilisée dans le brassage de la bière acide est P. damnosus, qui est tolérant au houblon. L’avantage de l’utilisation de Pediococcus dans la bière sure est qu’il faut du temps pour qu’il commence à abaisser considérablement le pH, ce qui donne à la souche de levure primaire le temps de terminer la fermentation du moût. Le pédiocoque peut produire de la bière avec une acidité élevée, abaissant le pH à moins de 3,0. Le principal inconvénient de la bière acidulée avec Pediococcus est qu’elle produit du diacétyle, ce qui donne une note beurrée considérée indésirable dans de nombreux styles de bière. Pour cette raison, Pediococcus peut être utilisé conjointement avec Brettanomyces, qui est capable de convertir le diacétyle en sous-produits moins savoureux (Tonsmeire, 2014).

Lactobacillus, une bactérie gram-positive, est largement inhibée par l’activité des acides iso-α dans le houblon. C’est la raison pour laquelle le houblon est généralement ajouté à la bière « propre » – pour éviter la détérioration par des microbes tels que les lactobacilles. Cependant, il existe des techniques disponibles pour l’utilisation de Lactobacillus dans le brassage de la bière acidulée, telles que le broyage acidulé et l’utilisation de souches tolérantes au houblon. Les lactobacilles peuvent abaisser le pH de la bière acide à environ 3,3-3,4 (Tonsmeire, 2014).

La science de l’amertume

Les bières lambics et gueuze sont parmi les plus anciennes bières brassées aujourd’hui. Ces bières sont fermentées spontanément plutôt que par addition de levures ou de ferments de fermentation. Les bières lambics étaient traditionnellement brassées dans la vallée de la Senne, près de Bruxelles, en Belgique, ce qui donnait aux lambics traditionnels un terroir microbien en quelque sorte. De nombreuses brasseries tentent d’imiter ce style. Par exemple, les bières brassées aux États-Unis selon cette méthode sont appelées « American coolship ales » (Bokulich & Bamforth, 2013) : en refroidissant lentement le moût dans un récipient ouvert et en le laissant fermenter et vieillir dans un fût en bois, des levures, des bactéries LAB et de l’acide acétique sont introduites dans la bière à partir du milieu brassin. Ces « microbes sauvages » produisent une variété de métabolites qui contribuent à la saveur de Lambic.

La diversité microbienne et la succession de la croissance dans les bières fermentées spontanément sont complexes. Cette succession est généralement divisée en quatre phases :

Phase entérobactériacées : Démarre quelques jours après la fermentation et dure environ un mois. Caractérisé par des entérobactéries, y compris Klebsiella, Enterobacter, Escherichia, Citrobacter, Serratia et Pectobacterium, ainsi que des levures non-Saccharomyces.
Phase principale de fermentation : Démarre environ un mois après le début de la fermentation. Caractérisé par une levure de bière typique, Saccharomyces
Phase d’acidification : Se produit dans les 3 à 8 mois après le début de la fermentation. Caractérisés par les LAB tels que Lactobacillus, Brettanomyces, et
Phase de maturation : Commence après 10 mois de fermentation. Caractérisé par Brettanomyces, atténuation des microbes présents dans le moût.

Bouilloire sur le feu

L’aigreur à la marmite, qui est la plus moderne des deux techniques, se produit dans la marmite de brassage. Le moût avec peu ou pas d’addition de houblon est produit et refroidi à la température d’incubation (40-45°C), puis est inoculé avec LAB. Le LAB peut être introduit par des cultures pures ou par l’ajout de céréales. Le moût est fermenté par le LAB jusqu’à ce que le niveau d’acidité désiré soit atteint, ce qui prend généralement 24-48 heures. Le moût est ensuite bouilli à nouveau pour tuer le LAB et arrêter l’acidification de la bière. Le moût peut être houblonné pendant ou après la deuxième ébullition pour contribuer à l’amertume et aux effets protecteurs microbiens de la bière. Après l’ébullition, le moût peut être inoculé avec de la levure de bière pour amorcer la fermentation primaire.

Cette méthode d’acidification est relativement rapide ; cependant, l’ébullition du moût après fermentation par LAB élimine certains composés aromatiques produits pendant l’acidification, ce qui rend la bière moins complexe. Cette méthode exige également que le moût reste longtemps dans la bouilloire à bière, ce qui empêche les brasseries de commencer d’autres lots de bière (Osburn et al, 2018).

Fermentation en culture mixte

 

La fermentation en culture mixte est la méthode la plus traditionnelle de fabrication de la bière acidulée. Dans cette méthode, le moût est légèrement houblonné, car le houblon empêche la croissance du LAB. LAB et/ou Brettanomyces peuvent être ajoutés au fermenteur juste avant ou en même temps que la levure de bière, auquel cas l’acidification commence pendant la fermentation primaire. Le LAB et/ou le Brettanomyces peuvent également être introduits après la fermentation primaire pendant l’élevage en barrique, où la bière fermentée est laissée vieillir dans une barrique pendant une période prolongée jusqu’à ce que le pH et le profil aromatique souhaités soient atteints. L’introduction de ces microbes peut se faire par l’inoculation de cultures pures, ou par l’utilisation de fûts qui, par nature, contiennent des LAB, Brettanomyces ou d’autres microbes présents dans la flore naturelle (Osburn et al, 2018). L’aspect le plus difficile de l’utilisation de la fermentation en culture mixte est peut-être le contrôle de l’équilibre optimal entre les micro-organismes impliqués afin d’obtenir le profil aromatique désiré. De plus, sa méthode rend difficile la détection et le contrôle de la contamination ou de la détérioration pendant la fermentation de la bière (National Research Council (US) Panel on the Applications of Biotechnology to Traditional Fermented Foods, 1992).

Autres méthodes d’aigreur

Il existe d’autres techniques pour acidifier la bière. Il peut s’agir de l’acidulation du malt ou de la purée. L’acidification pendant le processus de maltage à l’aide du LAB présente une multitude d’avantages, notamment un rendement accru en malt et une meilleure filtrabilité du moût et du moût. De plus, les CCT contribuent au processus de maltage en contribuant à la germination de l’orge et à la modification du malt (Vriesekoop et al, 2013).

Dans la purée acide, les lactobacilles sont ajoutés à la purée avant que le houblon ne soit ajouté au moût (Tonsmeire, 2014). Le grain est écrasé comme d’habitude, puis la température du moût est abaissée avant l’inoculation de Lactobacillus. La température est maintenue à environ 115-120°F et le moût fermente jusqu’à ce qu’il atteigne un pH d’environ 3,0-3,7. Le défi de l’écrasement acide consiste à maintenir la purée à une température plus basse pendant une période prolongée, ce qui augmente le risque d’infecter la purée avec des spoilers comme le Clostridium, qui peut produire de l’acide butyrique et causer des arômes « cheesy » ou rances (Goldman, 2017 ; Hawthorne et al, 1991).

Une autre technique d’acidification de la bière sans LAB a été proposée par Osburn et al (2018). L’acidification primaire, ou l’inoculation de la bière avec une levure autre que S. cerevisiae capable d’hétérofermenter, permet à la bière d’être acidifiée pendant la fermentation primaire sans utiliser de LAB. Grâce à cette méthode, les brasseries n’ont pas besoin d’introduire le LAB, qui a le potentiel de gâcher les bières traditionnellement « propres ». La bière produite à partir de l’acidification primaire retient également les aromates qui sont bouillis par des méthodes telles que l’acidification à la bouilloire. Cependant, les méthodes primaires d’acidification sont encore en cours de développement, car les levures capables d’effectuer la fermentation primaire ont tendance à être beaucoup moins efficaces que les levures de bière commerciales typiques. Des levures comme Hanseniaspora vineae, Wickerhamomyces anomalus et Schizosaccharomyces japonicus semblent prometteuses comme levures primaires acidifiantes. Chacun produit de l’acide lactique à des niveaux comparables à ceux du LAB et est tolérant au houblon (Osburn et al, 2018).

Résumé

Le brassage de la bière aigre est un art aussi bien qu’une science. Il existe de nombreuses façons de produire de la bière acidulée, offrant ainsi aux brasseries la possibilité de se tourner vers de nouvelles boissons et de diversifier leurs brassins. Cependant, ces bières prennent plus de temps et sont plus difficiles à brasser que les bières « propres ». Parmi les défis uniques que pose la bière acidulée, mentionnons la difficulté accrue de reproduire les bières ainsi que le risque accru de contamination d’autres bières, puisque leurs principaux composants microbiens sont généralement classés comme des spoilers de bière. Néanmoins, la tendance à la bière acidulée continue de s’accentuer, avec un plus grand nombre de brasseries produisant des styles acidulés et des ventes qui continuent d’augmenter.

 

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