Levure et fermentation

Louis Pasteur : le père de la fermentation

Louis Pasteur était un chimiste et microbiologiste français reconnu pour ses recherches sur la vaccination, la pasteurisation et la fermentation. Ses travaux ont conduit à des découvertes majeures sur les causes et la prévention de certaines maladies, ainsi que sur la fermentation et la théorie des germes. 

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Louis Pasteur (1822-1895), French chemist and microbiologist. Ca. 1870.

Pasteur est l’un des fondateurs de la bactériologie moderne et est considéré par beaucoup comme le « père de la bactériologie et de la microbiologie ». Mais qui était vraiment Louis Pasteur ? Et quelles ont été ses découvertes extraordinaires ? 

La chance sourit à l’esprit vif de Pasteur

Né le 27 décembre 1822 à Dole (France), Louis Pasteur est le fils du tanneur Jean-Joseph Pasteur et de Jeanne-Étienne Roqui. En 1839, il s’inscrit au Collège Royal de Besançon et obtient son baccalauréat avant d’être admis à l’École normale supérieure. Il y étudie la chimie, la physique et la cristallographie (étude des substances cristallines à l’échelle atomique). Il achève ses études en 1847, en présentant ses deux thèses : l’une en chimie et l’autre en physique. 

En 1848, Pasteur occupe brièvement le poste de professeur de physique au lycée de Dijon avant de devenir professeur de chimie à l’université de Strasbourg. En 1854, il est nommé doyen de la nouvelle faculté des sciences de l’université de Lille, où il commence ses études sur la fermentation. 

La lutte de Pasteur contre la théorie de la génération spontanée

Pasteur commence ses travaux sur la fermentation lorsqu’il est installé dans la ville de Lille, dans le nord de la France. Dans un premier temps, il se fixe comme objectif de réfuter la théorie dominante selon laquelle la fermentation est provoquée par la décomposition – théorie qu’il réfute avec succès. Il démontre ensuite que ce sont les levures qui sont responsables de la fermentation en produisant de l’alcool à partir du sucre. En outre, Pasteur découvre que certains organismes, dont les levures, sont capables de vivre en l’absence d’air. Il les appelle organismes anaérobies et prononce la célèbre phrase : « La fermentation, c’est la vie sans air ». (1) Ce faisant, il établit la théorie sur le rôle des micro-organismes vivants dans la fermentation. Vers 1860, il démontre que si les micro-organismes apparaissent et se développent, ce n’est pas par génération spontanée, mais bien grâce aux spores présentes dans l’air et sur les aliments. Cette démonstration permet également d’étayer la théorie selon laquelle certains microbes sont responsables de maladies contagieuses. 

Cette découverte permet à Pasteur de démontrer que les micro-organismes sont responsables de la contamination de certaines boissons telles que le lait, la bière et le vin. En 1866, Pasteur met au point le procédé qui sera connu plus tard sous le nom de « pasteurisation » pour éviter ces effets néfastes. Ce procédé consiste à chauffer les liquides à une température comprise entre 60 et 100 °C pendant un certain temps. Cette opération permet de tuer la plupart des bactéries et des moisissures déjà présentes dans les liquides, sans en altérer les principales qualités. Les produits pasteurisés sont alors moins susceptibles d’être contaminés et ont une durée de conservation plus longue. Grâce à la pasteurisation, le lait frais, qui tourne généralement au bout de quelques heures, peut être conservé pendant une à deux semaines. Ce procédé est ensuite appliqué à la bière, au vin et à d’autres produits. 

Pasteur démontre également que lorsque des micro-organismes contaminent le vin, de l’acide lactique est produit, rendant le vin acide. (2) En 1861, il observe que la quantité de sucres fermentés par partie de levure est moindre lorsque la levure est exposée à l’air. (3) Cette baisse du taux de fermentation est connue sous le nom d’« effet Pasteur ». (4) 

Les travaux de Pasteur sur la fermentation alcoolique

En 1856, l’un des étudiants de Pasteur, dont le père était un producteur de vin local, lui demande conseil pour éviter que l’alcool de betterave ne tourne. Soucieux de lui apporter une réponse, Pasteur commence ses travaux sur l’optimisation du processus de fermentation. 

Au lendemain de la défaite française de 1870 dans la guerre franco-prussienne, Pasteur décide de mettre ses recherches au service des fabricants de bière français afin de les aider à s’imposer comme de véritables concurrents de l’industrie brassicole allemande, alors en plein essor. Ses recherches révèlent que le procédé employé à l’époque peut entraîner la contamination de la levure par le milieu ambiant de la brasserie. Dans ces conditions, les bières peuvent rapidement devenir acides et ne peuvent pas être stockées. Pasteur préconise donc de produire la bière dans un environnement contrôlé, en limitant au maximum le contact avec l’air pendant la fermentation, et de la pasteuriser dans la bouteille pour stabiliser la boisson et empêcher que la fermentation ne se poursuive. Grâce à ce nouveau procédé, la bière française peut être produite, stockée et expédiée en grandes quantités sans risque de contamination. Ce nouveau procédé permet de transformer la filière française de la bière en une industrie puissante. (5) 

En outre, la compréhension du phénomène de fermentation permet de cultiver et de sélectionner les ferments les plus appropriés pour ensemencer les produits fermentés. La levure de bière (Saccharomyces cerevisiae) est ensuite identifiée et la culture de la souche pure peut commencer. La levure devient ainsi un produit à part entière, qui est produit de manière industrielle pour la première fois. 

L’ajout de souches de levure spécifiques permet une fermentation plus rapide, plus stable et plus prévisible. Elle permet également aux producteurs de bière, de vin, de pain et d’autres produits d’avoir un meilleur contrôle sur les profils de goût de leurs produits. 

Si toutes ces avancées ont été possibles, c’est grâce aux travaux de Pasteur, qui a compris et révolutionné le procédé de fermentation. 

Les nombreuses autres réalisations de Pasteur

Les travaux de Pasteur sur les micro-organismes sont également utilisés pour développer l’antisepsie et l’asepsie. C’est aussi à cette époque qu’il étudie les maladies des vers à soie et parvient à éliminer la pébrine (ou « maladie du poivre »), qui empêche les larves d’enrouler leurs fibres de soie pour fabriquer leur cocon. Il découvre également le vaccin antirabique et développe un vaccin contre le choléra des poules, la maladie du charbon et le rouget des porcs. Sa découverte du vaccin antirabique lui vaut une renommée internationale. En 1888, l’Institut Pasteur est fondé pour lutter contre le virus de la rage. 

Ses travaux sur l’asymétrie moléculaire ont également eu une influence majeure sur le développement de la chimie contemporaine et débouchent sur l’apparition de la stéréochimie : l’étude de l’arrangement spatial des atomes au sein des molécules. 

Louis Pasteur décède le 28 septembre 1895 à Marnes-la-Coquette, en Seine-et-Oise, laissant derrière lui une multitude de recherches et de découvertes qui ont non seulement débouché sur des applications pratiques innovantes, mais qui continuent d’influencer notre façon de voir le monde qui nous entoure aujourd’hui ! 

  1. Fenesraz, M. (2021) Fermentation : History, uses, and recipes. Flammarion. 
  2. Ligon, B. Lee (2002). « Biography: Louis Pasteur : A controversial figure in a debate on scientific ethics ». Seminars in Pediatric Infectious Diseases. 13 (2): 134–141. doi:10.1053/spid.2002.125138. PMID 12122952. 
  3. Barnett, James A.; Barnett, Linda (2011). Yeast Research: A Historical Overview. Washington, DC : ASM Press. ISBN 978-1-55581-516-5. 
  4. Zimmermann, F.K. ; Entian, K.-D., eds. (1997). Yeast Sugar Metabolism. CRC Press. pp. 20–21. ISBN 978-1-56676-466-7. 
  5. Fenesraz, M. (2021) Fermentation: History, uses, and recipes. Flammarion. 
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