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utilisation des enzyme dans l’industrie de la bière

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  • 1. Utilisation des enzyme dans l’industrie de la bière
  • 2. L’application industrielle des enzymes - Les industriels se trouvent parmi les premiers à reconnaitre et exploiter l’énorme potentiel des enzymes , car ils ont compris que s’il était possible d’accélérer les réactions, les procédés de production pourraient être réalisés en beaucoup moins de temps, à des températures et des pressions plus basses ou avec des matières premières moins chères. - Aujourd’hui le marché mondial des enzymes industrielles se développe rapidement, étant actuellement valorisé à plus de 2 milliards d’euros par ans.
  • 3. Industrie des boissons alcoolisés : Brasserie - Le terme brasserie peut - Dans son sens industriel, une s'appliquer à un site brasserie est souvent industriel où la bière est composée d'un ensemble fabriquée en grande de bâtiments où sont quantité (brasseries stockées les matières Kronenbourg, etc…), tout premières, de réacteurs où autant qu'à un petit se déroulent les différentes producteur local, opérations, et enfin de commerçant fabriquant sa bâtiments où est stocké et propre bière comme cela conditionné le produit fini, était le cas avant l'ère c'est-à-dire la bière. industrielle : on parle parfois dans ce cas de brasserie artisanale, de brasserie d'artisan.
  • 4. Production mondial de la Bière - L’Europe est le premier producteur mondial de bière avec une production annuelle de 340 millions d’hectolitres représentant 25 % de la production mondiale. La Chine est le deuxième producteur mondial de bière, avec une production annuelle de 38 millions de tonnes , soit 20 % de la production mondiale.
  • 5. Consommation de la Bière
  • 6. Les enzymes en brasserie - En brasserie, il y deux substrat principaux : les protéines et l’amidon. - Ces macromolécules vont être dégradées par quatres enzymes particulièrement importantes :  l’alpha amylase  la beta amylase  la maltase  Dextrinase limite - Chacune d’elle a des conditions optimales de fonctionnement.
  • 7. - La surveillance de la température et du pH sont les deux éléments clé. - Le bon fonctionnement de ces enzymes est fondamental pour réaliser un bon brassage, c’est pour cela que cette phase comprends plusieurs paliers de température pour un pH qui doit se situer aux environs de 5,4 - 5,6. - Le nom de brassage vient du fait qu’il faut continuellement tourner dans la casserole pour que la température soit homogène dans l’entièreté du moût.
  • 8. Production de la bière  La bière est une boisson alcoolisée , Pour la produire par transformation de matières amylacées par voies enzymatiques et microbiologiques .  Il est nécessaire d’avoir comme composés essentiels : - Eau de très bonne qualité : l’eau constitue 80 à 90 % de la bière. Ses qualités sont donc très importantes, elles sont à l’origine de la clarté et du goût de la bière. Elle permet au malt et au houblon de libérer leurs sucres et leurs arômes . - Malt (essentiellement d’orge mais également de froment pour la Weizenbier, et parfois d'avoine, surtout à titre de complément) .
  • 9. - Houblon : il contient des acides (isohumulone et lupulone ) qui stabilisent la bière et lui procurent son amertume, ainsi que des huiles essentielles qui enrichissent ses arômes. En outre le houblon est un conservateur naturel.  D’autre part, on peut aussi utiliser : - Grains crus (non maltés mais cuits, notamment du froment pour la bière blanche et le lambic, du riz) . - Epices telles que la coriandre, l’écorce d’orange, le chanvre, le miel, le caramel...
  • 10. Mode de fabrication
  • 11. Le maltage 4 étapes : 1. le trempage : qui consiste à mettre l'orge à tremper pendant une dizaine d'heures. 2. la germination : l'orge va commencer à germer, et donc, produire des enzymes telles que l'amylase. 3. le touraillage : sécher le malt vert (son humidité passe de 45 % à 4 %) dans un four à air à une température de 40 °C durant une trentaine d'heures. 4. le dégermage : qui consiste à débarrasser le malt de ses radicelles. À l'issue de cette étape, le « malt » peut être conservé près d'un an.
  • 12. La saccharification • La saccharification consiste à transformer les sucres complexes (amidon) contenus dans le grain en sucres simples fermentescibles, grâce à l'action des enzymes du malt, activées par chauffage. • l'infusion par palier : on chauffe l'eau avec la maische, ou on incorpore à intervalle régulier de l'eau très chaude. • C'est une méthode très flexible et précise.
  • 13. L'aromatisation ou houblonnage  C'est à cette étape que l'on incorpore le houblon et parfois des épices. Le mélange est porté à ébullition. L'ébullition est propice à l'apparition des saveurs amères. L'amertume provient essentiellement d'une résine jaunâtre produite par les cônes femelles du houblon : la lupuline.  L'ébullition a pour principal intérêt de détruire les enzymes dont le rôle est alors terminé.
  • 14. La fermentation  La fermentation est l'étape à laquelle on ajoute des levures afin de produire l'alcool. Le « levain » est la quantité de levure nécessaire pour ensemencer tout ou partie du moût destiné à la fermentation.  la fermentation basse : elle se déroule à une température comprise entre 5 °C et 14 °C. L'une des levures utilisée est la Saccharomyces uvarum.  la fermentation haute : elle se déroule à une température comprise entre 15 °C et 20 °C. L'une des levures utilisée est la Saccharomyces cerevisiae.  la fermentation spontanée : la fermentation spontanée : elle se déroule sans ajout de levures cultivées, seulement par contamination « sauvage»
  • 15. Le conditionnement Il faut absolument éviter tout contact avec des agents pathogènes et avec l'oxygène afin de minimiser la dégradation de la bière. Ainsi, la bière est stockée dans des réservoirs réfrigérés avec une contre pression de CO2.
  • 16. Mécanisme enzymatique
  • 17. Mécanisme enzymatique La conversion de l'amidon est un processus enzymatique dans lequel 4 types d'enzymes ont leur rôle. Les deux plus connues sont les α et β-amylases. Celles-ci travaillent sur les liaisons α-glycosidiques des molécules de l'amidon et des dextrines. Une autre enzyme, la dextrinase limite, est capable de détruire les liaisons α-1-6 glycosidiques qui forment les embranchements dans la molécule d'amylopectine.
  • 18. L’α-amylase L'α-amylase est une enzyme qui peut séparer toutes les liaisons α-1-4 de l'amidon et des dextrines à l'exception de celles situées à un point de ramification. Cette opération de transformation des liaisons glycosidiques est appelée hydrolysation parce qu'elle consomme une molécule d'eau pour y arriver
  • 19. La β-amylase La β-amylase s'attache à l'extrémité non réductrice d'une chaîne de glucose et coupe des molécules de maltose les unes après les autres jusqu'à arriver à un point de ramification (lien α 1-6). Pour que la βamylase puisse travailler sur les chaînes de glucose après les points de ramification, elle doit profiter de l'activité de l'α-amylase qui créée une extrémité non réductrice à chaque fois qu'elle sépare une chaîne de glucose
  • 20. Dextrinase limite La dextrinase limite, c’est une enzyme capable de détruire les liaisons α-1-6-glycosidiques qui forment les embranchements dans la molécule d'amylopectine.
  • 21. Les réactions chimiques et enzymatiques Les températures sont aussi gérées en fonction d'autres enzymes : les amylases (α et β). Ces amylases sont des catalyseurs biologiques qui vont simplifier la molécule très complexe de l’amidon, elles vont être un outil précieux pour le brasseur. L'amidon va, par hydrolyse, se dégrader en plusieurs sucres qui sont : le fructose, le maltose et comme vous allez le découvrir, le glucose. L'hydrolyse est un principe de chimie faisant intervenir les ions H+ et OH-, provenant de la dissociation de l'eau, pour rompre les liaisons, et par conséquent «découper» la molécule. Cet amidon va donner par hydrolyse des dextrines. Ces dextrines sont des «morceaux» de la molécule d’amidon. Elle va encore se simplifier pour donner le glucose (c’est ainsi que l’on peut dire que l’amidon est un polymère du glucose). Ces réactions ont lieu en quelques heures de brassage... Une fois que le brasseur a extrait de ce mélange ce qu'il voulait, il porte le moût à ébullition.
  • 22. Les divers paramètres qui influence la fabrication de la bière : Au cours de la fabrication de la bière plusieurs paramètres influences le rendement de produits finales, on agissant sur les enzymes qui intervient dans la fabrication du bière. Parmes ces paramètres on trouve le pH et la températures qui influences l’activité enzymatique.
  • 23. Quel est l'intérêt de la température ? La température est spécifique à l'action de certaines enzymes, mais elle est aussi élevée pour optimiser leur efficacité. Pour des températures trop faibles (ici inférieures à 10°C), l'enzyme ne catalyse pas l'amidon. Pour des températures trop fortes (supérieures à 70°C), l'enzyme est dénaturée de manière irréversible. Le brasseur recherche donc toujours les températures optimales pour optimiser son «tôt d'extraction».
  • 24. Quel est l'intérêt du pH ? Pour un pH trop faible (inférieur à 3) ou pour un PH trop élevé (supérieur à 8), l'enzyme n'agit plus. Là encore, le brasseur va rechercher le pH optimal de manière à optimiser sont taux d'extraction, mais aussi pour ne pas endommager les enzymes. En effet, le pH modifie la charge ionique des acides aminés de la protéine. Ces modifications touchent ensuite la structure spatiale de l'enzyme, ce qui peut entrainer une perte des capacités de cette dernière. Remarque : les modifications les plus néfastes sont celles touchant au site actif de l'enzyme (lieu de reconnaissance du substrat).
  • 25. CONCLUSION
  • 26. Conclusion
  • 27. - Les utilisations des enzymes restent soumises aux conditions du marché. - La place des enzymes dans l’agroalimentaire qui a déjà progressé du fait de la rationalisation des procédés . - Les industries agroalimentaires devraient émarger pour une part majeure dans la 70 % de progression du marché des enzymes attendues dans les dix prochaines années .
  • 28. Merci de votre attention

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