WO2002012473A2 - Preparation de micro-organismes acclimates immobilises, procede de production et application a la relance de fermentations arretees - Google Patents

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    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Definitions

  • the present invention relates to a preparation of immobilized microorganisms in semi-moist beads capable of ensuring, fermentation recovery of fermented beverages.
  • immobilized microorganisms can be used for the preparation of fermented drinks such as wine, beer, Champagne, sparkling drinks with varying degrees of alcohol.
  • EP 0173915 B1 which describes the preparation of a biocatalyst with cells immobilized in a gel for the fermentation and / or the taking of champagne wine foam or obtained according to the Champagne method.
  • Patent FR 2570959 which describes the method of obtaining beads containing microorganisms used for the fermentation of the drinks mentioned above.
  • the microorganisms are immobilized in polymer matrices and introduced into the must at the start of the fermentation process, while the conditions of the environment are favorable to their metabolic activity.
  • the fermentation is slowed down or even stopped before the sugar and alcohol and / or acid contents have reached the desired levels. It is then necessary to restart the fermentation with a new supply of microorganisms.
  • the problem currently posed is to have a tool allowing the revival of a stopped fermentation without tedious steps of acclimatization of microorganisms. Indeed, after an accidental cessation of a fermentation in progress, the addition of microorganisms to restart fermentation, for example yeast in the case of alcoholic fermentations, requires a step called acclimatization of said microorganisms to the conditions of the fermentation medium ( in particular due to the concentration of alcohol and / or acid already produced); in the absence of such a step, the non-acclimated microorganisms undergo a stress which causes generally the loss of their viability, and therefore the failure of the attempt to restart fermentation. Consequently, the techniques currently used must choose between two schemes.
  • a first scheme uses microorganisms in dry form, which are rehydrated and then gradually acclimated before introduction into the must.
  • Acclimatization consists in subjecting the microorganisms to an incubation which can last from a few hours to several days, in media of alcohol concentration and / or increasing acidity, and this just before their use.
  • a second scheme uses microorganisms previously acclimated outside the place of use. They are transported in wet form and introduced as such into the must. In the latter case, they must be used within a short period of a few days, their shelf life being short.
  • the present invention relates to a preparation of microorganisms, having both the advantageous characteristics of microorganisms in dried form and of acclimated microorganisms. Indeed, it has been surprisingly found that immobilized and acclimatized microorganisms in partially dried polymer beads allow both good viability of said microorganisms and the maintenance of their capacity to restart a stopped fermentation, even after storage. extended for several months.
  • the present invention relates to preparations of microorganisms, immobilized in polymer beads and acclimated to alcohol and / or acidity, capable of ensuring a revival of the stopped fermentations.
  • the present invention also relates to a process for obtaining such preparations of microorganisms.
  • the preparation of microorganisms according to the invention can be carried out with any kind of living microorganism capable of being immobilized and acclimated to alcohol and / or acidity.
  • living microorganisms are described in the literature and are well known from the skilled person.
  • the immobilized microorganisms are yeasts, preferably of the genus Saccharomyces, such as Saccharomyces cerevisiae.
  • the beads in which the microorganisms are immobilized are composed of crosslinked polymers forming a matrix, compatible with good viability of the microorganisms and with their use in food applications.
  • Such polymers can be polysaccharides, preferably a calcium alginate gel.
  • Alginate is a linear polymer extracted from algae and composed of ⁇ -D-manuronic and ⁇ -L-guluronic acid.
  • Polyacrylamide, pectate or carrageenan matrices can also be used, for example.
  • “Balls” are particles of spherical shape or any other shape, obtained by fractionation of the polymer matrix including microorganisms. According to one of the characteristics of the present invention, the average size of these particles is between
  • the proportion of microorganisms relative to the polymer is between 1 and 50%, preferably between 5 and 20% by dry weight.
  • the humidity of the polymeric beads is controlled so that they have a dry appearance, but contain a proportion of water sufficient to maintain the viability of the microorganisms.
  • the humidity is determined by measuring the activity of the water Aw in the beads, said activity being between 0J and 0.5, and preferably between 0.3 and 0.4.
  • the immobilized living microorganisms are also acclimatized, that is to say that they have a physiological state allowing them to develop a fermentative metabolism as soon as they are introduced into musts at alcohol and / or high acid, without significant drop in activity.
  • the living, acclimated and immobilized microorganisms of the preparation according to the invention have the capacity to start directly after a rehydration step, a fermentation in a must having an alcoholic degree of between 5 and 15 ° and a pH between 2.8 and 4.0.
  • the living, acclimated and immobilized microorganisms of the preparation according to the invention retain these properties for several months, which has a decisive advantage for their commercial exploitation.
  • the present invention also relates to a process for obtaining a preparation of microorganisms as described above, comprising the following operations a) - acclimating said microorganisms with alcohol and / or acid, b) - immobilizing said microorganisms in polymer beads, c) - partially dehydrating said beads, produced in chronological order [a) then b) then c)], or else [b) then a) then c)].
  • the acclimatization and immobilization steps can be carried out in any order, but must necessarily precede the partial dehydration step.
  • the microorganisms thus prepared are yeasts, preferably of the genus Saccharomyces, which are immobilized in beads of crosslinked polysaccharides, preferably in an alginate gel, in a proportion of 1 to 50%, preferably from 5 to 20% by dry weight, relative to said polymer.
  • a culture of microorganisms is initially carried out in a conventional culture medium. Then, starting from these microorganisms, either the acclimatization is carried out first, or the immobilization of the microorganisms first, the techniques used for each operation being independent of each other as well as of the order chosen for execute them.
  • microorganisms obtained by culture it is possible, in an implementation variant, not to immediately use the microorganisms obtained by culture, but to keep them in dried form for the desired duration. In this case, care will be taken to rehydrate them according to one of the methods well known to professionals, before carrying out either the acclimatization or the immobilization of the microorganisms.
  • the techniques are known. For example, the methods described in the patents cited above can be used.
  • the crosslinking of a polymer solution containing the microorganisms to be coated is carried out, then the matrix obtained is fractionated by mechanical means, most often by grinding, to form polymer beads containing the microorganisms thus trapped.
  • Another commonly used technique consists in passing the microorganisms in suspension in a polymer solution, through a nozzle to form drops, which are brought into contact with a gelling agent in a hydrophobic phase with stirring.
  • the microorganisms are immobilized in a polymer matrix capable of forming a gel insoluble in wine, such as alginate, according to a known process (such as for example that described by DINIES et al, in Proc. Symposium SFR, Compiègne, 1979).
  • dried microorganisms are incubated in a solution of alcohol degree or of acidity comparable to that of the medium in which it is desired to make them act.
  • the dry yeasts are incubated for 30 minutes at 37 ° C. in a wine titrating 10 ° of alcohol added with sucrose. Then, the yeasts are recovered, for example by centrifugation, and they are suspended in an alginate solution for the immobilization step.
  • yeasts are already in immobilized form, rehydration and then incubation are carried out as above. We finish with the drying step.
  • the partial dehydration step can be carried out by one of the following techniques: lyophilization, drying on a fluidized bed, steaming, until water activity Aw is obtained in said polymer beads, between 0.1 and 0 , 5, preferably between 0.3 and 0.4. These techniques are chosen because they make it possible to control the humidity level reached, that is to say to achieve controlled dehydration. Obtained beads with a dry appearance, but containing a small proportion of moisture so as to maintain the viability of the microorganisms.
  • the partially dehydrated beads containing the acclimated microorganisms are stored in a package which is waterproof against water vapor, which is preferably kept at a relatively low temperature, preferably about 4 ° C. Under these conditions, excellent preservation of the microorganisms is obtained for several months of storage.
  • the preparations of microorganisms according to the invention can be used, immediately or within a period of several months, directly after a simple rehydration, and without an acclimatization step, to relaunch stopped fermentations, in particular at the revival of alcoholic fermentations stopped, such than the fermentation of red or white wines, mead, or any other drink prepared by alcoholic fermentation.
  • yeasts previously acclimated to alcohol are immobilized in beads prepared from a solution of sodium alginate.
  • the yeast strain Saccharomyces cerevisiae L43W sold by the company Lallemand (France) is used.
  • the acclimatization step consists of incubating the yeasts for 30 minutes at 37 ° C at the rate of 100 g of dry yeasts for 1 liter of liquid, in a wine containing 10 ° of alcohol and added with 100 g of sucrose per liter . After incubation, the yeasts are recovered by centrifugation and resuspended in the 4% sodium alginate solution. This solution then passes through a system of tubes subjected to vibrations which allow the formation of drops. These drops are then gelled in contact with a 0.2 M solution of calcium chloride. The contact time is 30 minutes.
  • the beads thus formed are washed by immersion for 10 minutes in deionized water.
  • the beads are then partially dried on a fluidized bed until a water activity Aw of between 0.3 and 0.4 is obtained.
  • the drying temperature is less than or equal to 40 ° C.
  • the diameter of the beads obtained is 2 to 4 mm.
  • the yeasts are packed and stored at 4 ° C before use.
  • Alginate beads are prepared as in Example 1 above with non-acclimatized yeasts.
  • the beads obtained are then recovered by sieving and incubated for 30 minutes at 37 ° C in a wine at 10 ° alcohol supplemented with 100 g of sucrose per liter. After sieving and washing with a 9 g / l sodium chloride solution, the beads are subjected to the drying step under the conditions described in Example 1.
  • the yeasts are packed and stored at 4 ° C before use.
  • Example 3 Stability of the Yeasts During Storage
  • the activity of beads containing the Saccharomyces cerevisiae yeast is measured at time 0 (just after the production of the beads) and after 6 months of storage at 4 ° C. The following check is carried out:
  • the fermentation is resumed using the yeast L43 (R) sold by the company Lallemand (France), immobilized in the form of beads obtained according to Example 1, packaged in units of 5 kg.
  • the usage dose is 200 g of beads per hl of wine.
  • the wine at the end of fermentation is divided into two 25-liter canisters (methods 1 and 2) and two 150-hl tanks (methods 3 and 4).
  • the application process according to the present invention thus has two essential advantages: it allows a time saving of 2 days for the total duration of the fermentation operation, it requires 1 hour and no longer 7 days of preparation and follow-up.
  • the fermentation is resumed using the yeast L2226 (R) sold by the company Lallemand (France), immobilized in the form of beads obtained according to Example 2, packaged in units of 5 kg.
  • the usage dose is 200 g of beads per hl of wine.
  • the wine at the end of fermentation is divided into two 25-liter bottles (methods 1 and 2) and two 5-hl tanks (methods 3 and 4).
  • Preparation of immobilized yeasts (modality 4): a) 1 kg of bagged beads are immersed, at a temperature of 37 ° C, in a solution of 2 1 of water containing 20 g of glucose / fructose (50/50) and 16 g of NaCl. b) After 30 minutes, the bags are removed and soaked, under the same conditions in a new solution identical to the previous one. c) Then the bags are immersed in the tank containing the wine whose alcoholic fermentation must be restarted.
  • Modality 1 DAYS / Modality 2
  • Modality 3 Modality 4 residual sugars (g / 1) residual sugars (g / 1) residual sugars (g / 1) residual sugars (g / 1)
  • the mead used in this example comes from a mixture of 300 g of honey / 1 liter of water, the aim being to make sweet mead containing 12.5% alcohol. At the time of the fermentation stop, it had the following characteristics:
  • the fermentation is resumed using the yeast EC1118 ( R ) sold by the company Lallemand (France), immobilized in calcium alginate beads, obtained according to Example 1, packaged in units of 200 g.
  • the use dose is 200 g of beads per 100 1 of mead.
  • the mead at the end of fermentation is divided into two 501 bottles (methods 1 and 2). These methods are as follows (the temperature is regulated between 20 and 25 ° C):
  • a bag of 200 g of beads is immersed, at a temperature of 37 ° C, in a solution of 400 ml of water containing 4 g of glucose / fructose (50/50) and 3.2 g of NaCl. b) then after 30 minutes, the bag is removed and soaked, under the same conditions in a new solution identical to the previous one. c) then the bag is immersed in the tank containing the mead whose alcoholic fermentation must be restarted.
  • Mode 1 Mode 2 0 87.50 87.50

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Abstract

La présente invention a pour objet une préparation de microorganismes immobilisés dans des billes, acclimatés à l'alcool et/ou à l'acidité, et partiellement séchés, capables de développer une activité fermentative dès leur introduction dans des moûts alcoolisés ou acides. La présente invention a également pour objet un procédé d'obtention d'une telle préparation comprenant une étape d'acclimatation et une étape d'immobilisation des microorganismes, ces étapes pouvant être effectuées dans un ordre indifférent, mais précédant obligatoirement une étape de déshydratation partielle. Les avantages de la présente invention résident dans la possibilité de conserver les microorganismes sous forme viable et active pendant plusieurs mois, et dans leur utilisation directe pour la relance des fermentations arrêtées, particulièrement des fermentations alcooliques, pour la production de vin ou autres boissons fermentées.

Description

PREPARATION DE MICRO-ORGANISMES ACCLIMATES IMMOBILISÉS,
PROCÉDÉ DE PRODUCTION ET APPLICATION À LA RELANCE DE
FERMENTATIONS ARRÊTÉES
La présente invention concerne une préparation de micro-organismes immobilisés dans des billes semi-humides capables d'assurer, la reprise de fermentation de boissons fermentées.
Il est connu que les micro-organismes immobilisés peuvent servir à l'élaboration de boissons fermentées telles que le vin, la bière, le Champagne, les boissons pétillantes à degré d'alcool variable.
Différents modes d'immobilisation de cellules sont connus, on peut citer en particulier :
- La demande de brevet EP 0350374 Al qui décrit la préparation de microorganismes immobilisés dans des gels sensiblement déshydratés, dont l'utilisation est destinée à la préparation de boissons fermentées.
- La demande de brevet EP 0173915 Bl qui décrit la préparation d'un biocatalyseur à cellules immobilisées dans un gel pour la fermentation et/ou la prise de mousse de vin champagnisé ou obtenu selon la méthode champenoise.
- Le brevet FR 2570959 qui décrit la méthode d'obtention de billes contenant des micro-organismes employés pour la fermentation des boissons citées plus haut.
Dans toutes ces techniques, les microorganismes sont immobilisés dans des matrices polymériques et introduits dans le moût dès le début du processus de fermentation, alors que les conditions du milieu sont favorables à leur activité métabolique. Cependant il arrive souvent que la fermentation soit ralentie voire stoppée avant que les teneurs en sucre et en alcool et/ou acide aient atteint les niveaux voulus. Il est alors nécessaire de relancer la fermentation par un nouvel apport de microorganismes.
Le problème posé actuellement est de disposer d'un outil permettant la relance d'une fermentation arrêtée sans étapes fastidieuses d'acclimatation des microorganismes. En effet, après arrêt accidentel d'une fermentation en cours, l'addition de microorganismes pour relancer la fermentation, par exemple de levure dans le cas des fermentations alcooliques, nécessite une étape dite d'acclimatation desdits microorganismes aux conditions du milieu de fermentation (en particulier du fait le la concentration d'alcool et/ou d'acide déjà produit); à défaut d'une telle étape, les microorganismes non acclimatés subissent un stress qui provoque généralement la perte de leur viabilité, et donc l'échec de la tentative de relance de fermentation. Par conséquent, les techniques actuellement utilisées doivent choisir entre deux schémas.
Un premier schéma fait appel à des microorganismes sous forme sèche, qui sont réhydratés puis progressivement acclimatés avant introduction dans le moût. L'acclimatation consiste à soumettre les microorganismes à une incubation pouvant durer de quelques heures à plusieurs jours, dans des milieux de concentration en alcool et/ou d'acidité croissante, et ce juste avant leur utilisation.
Un second schéma fait appel à des microorganismes préalablement acclimatés en dehors du lieu d'utilisation. Ils sont transportés sous forme humide et introduits tels quels dans le moût. Dans ce dernier cas, ils doivent être employés dans un délai bref de quelques jours, leur durée de conservation étant faible.
Cependant, il n'a pas été possible jusqu'à présent de combiner les avantages liés aux deux techniques: cellules séchées et cellules acclimatées. En effet, le séchage de microorganismes, qui permet généralement une bonne conservation et un transport facile, n'est pas applicable aux microorganismes acclimatés, levures notamment, car il provoque dans ce cas une mortalité importante et rapide.
La présente invention concerne une préparation de microorganismes, possédant à la fois les caractéristiques intéressantes des microorganismes sous forme séchée et des microorganismes acclimatés. En effet, il a été trouvé de façon surprenante que des microorganismes immobilisés et acclimatés dans des billes de polymères partiellement séchées permettait à la fois une bonne viabilité desdits microorganismes et le maintien de leur capacité à relancer une fermentation arrêtée, et ce même après un stockage prolongé de plusieurs mois.
Ainsi, la présente invention a pour objet des préparations de microorganismes, immobilisés dans des billes de polymère et acclimatés à l'alcool et/ou à l'acidité, aptes à assurer une relance des fermentations arrêtées. La présente invention a également pour objet un procédé d'obtention de telles préparations de microorganismes.
La préparation de microorganismes selon l'invention peut être réalisée avec n'importe quel genre de microorganisme vivant, susceptibles d'être immobilisé et acclimatés à l'alcool et/ou à l'acidité. De tels microorganismes sont décrits dans la littérature et sont bien connus de l'homme du métier. Selon un mode préféré de mise en œuvre de la présente invention, les microorganismes immobilisés sont des levures, de préférence du genre Saccharomyces, telle que Saccharomyces cerevisiae.
Les billes dans lesquelles les microorganismes sont immobilisés sont composées de polymères réticulés formant une matrice, compatibles avec une bonne viabilité des microorganismes et avec leur utilisation dans des applications alimentaires. De tels polymères peuvent être des polysaccharides, de préférence un gel d'alginate de calcium. L'alginate est un polymère linéaire extrait d'algues et composé d'acide α-D-manuronique et α-L-guluronique. On peut également utiliser par exemple des matrices de polyacrylamide, de pectate ou de carraghénane.
On appelle "billes" des particules de forme sphérique ou de toute autre forme, obtenues par fractionnement de la matrice de polymère incluant les microorganismes. Selon une des caractéristiques de la présente invention, la taille moyenne de ces particules est comprise entre
0,1 et 5 mm, de préférence entre 1 et 3 mm. Selon une autre caractéristique de l'invention, la proportion de microorganismes par rapport au polymère est comprise entre 1 et 50%, de préférence entre 5 et 20% en poids sec.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'humidité des billes polymériques est contrôlées de telle sorte que celles-ci présentent un aspect sec, mais contiennent un proportion d'eau suffisante pour maintenir la viabilité des microorganismes. L'humidité est déterminée par la mesure de l'activité de l'eau Aw dans les billes, ladite activité étant comprise entre 0J et 0,5, et de préférence entre 0,3 et 0,4.
Selon une caractéristique de l'invention les microorganismes vivants immobilisés sont également acclimatés c'est-à-dire qu'ils présentent un état physiologique leur permettant de développer un métabolisme fermentatif dès leur introduction dans des moûts à des concentrations en alcool et/ou en acide élevées, sans chute importante d'activité. En d'autres termes, les microorganismes vivants, acclimatés et immobilisés de la préparation selon l'invention présentent la capacité de démarrer directement après une étape de réhydratation, une fermentation dans un moût présentant un degré alcoolique compris entre 5 et 15° et un pH compris entre 2,8 et 4,0.
En outre, les microorganismes vivants, acclimatés et immobilisés de la préparation selon l'invention conservent ces propriétés durant plusieurs mois, ce qui présente un avantage décisif pour leur exploitation commerciale. Pour cela, il suffit de conserver les billes contenant les micro-organismes partiellement déshydratés, dans un emballage étanche à la vapeur d'eau, maintenu de préférence à une température relativement basse, classiquement d'environ 4°C. Dans ces conditions on obtient une excellente conservation des microorganismes pendant au moins six mois de stockage.
La présente invention a également pour objet un procédé d'obtention d'une préparation de microorganismes telle que décrite ci-avant, comprenant les opérations suivantes a)- acclimater lesdits microorganismes à l'alcool et / ou à l'acide, b)- immobiliser lesdits rnicroorjganismes dans des billes de polymère, c)- déshydrater partiellement lesdites billes, réalisées dans l'ordre chronologique [a) puis b) puis c)], ou bien [b) puis a) puis c)].
Selon la présente invention, les étapes d'acclimatation et d'immobilisation peuvent être effectuées dans un ordre indifférent, mais doivent obligatoirement précéder l'étape de déshydratation partielle.
Selon un mode préféré de réalisation de la présente invention, les microorganismes ainsi préparés sont des levures, de préférence du genre Saccharomyces, qui sont immobilisées dans des billes de polysaccharides réticulés, de préférence dans un gel d'alginate, dans une proportion de 1 à 50%, de préférence de 5 à 20% en poids sec, par rapport audit polymère.
On réalise au départ une culture de microorganismes dans un milieu de culture classique. Puis à partir de ces microorganismes, on réalise soit d'abord l'acclimatation, soit d'abord l'immobilisation des microorganismes, les techniques utilisées pour chaque opération étant indépendantes l'une de l'autre ainsi que de l'ordre choisi pour les exécuter.
Il est possible, dans une variante de mise en œuvre, de ne pas utiliser immédiatement les microorganismes obtenus par culture, mais de les conserver sous forme séchés pour la durée désirée. Dans ce cas, on prendra soin de les réhydrater selon une des méthodes bien connues des professionnels, avant de réaliser soit l'acclimatation, soit l'immobilisation des microorganismes.
En ce qui concerne l'immobilisation de microorganismes, les techniques en sont connues. Par exemple, les procédés décrits dans les brevets cités précédemment sont utilisables. En général, on réalise la réticulation d'une solution polymérique contenant les microorganismes à enrober, puis on fractionne de la matrice obtenue par des moyens mécaniques, le plus souvent par broyage, pour former des billes de polymère contenant les microorganismes ainsi piégés. Une autre technique couramment employé consiste à faire passer les microorganismes en suspension dans une solution polymérique, à travers une buse pour former des gouttes, qui sont mises en contact avec un agent gélifiant dans une phase hydrophobe sous agitation. Selon un aspect particulier de l'invention, les microorganismes sont immobilisés dans une matrice de polymère capable de former un gel insoluble dans le vin, tel que l'alginate, selon un procédé connu (comme par exemple celui décrit par DINIES et al, in Proc. Colloque SFR, Compiègne, 1979).
En ce qui concerne l'acclimatation, l'es techniques en sont également bien connues. En général, on incube des microorganismes séchés dans une solution de degré l'alcool ou d'acidité comparable à celui du milieu dans lequel on souhaite les faire agir. Par exemple, dans le cas de levures destinées à la relance de la fermentation d'un milieu alcoolique, on incube les levures sèches pendant 30 minutes à 37°C dans un vin titrant 10° d'alcool additionné de saccharose. Puis, on récupère les levures par exemple par centrifugation, et on les met en suspension dans une solution d'alginate en vue de l'étape d'immobilisation.
Si les levures sont déjà sous forme immobilisées, on réalise une réhydratation puis une incubation comme précédemment. On termine par l'étape de séchage.
L'étape de déshydratation partielle peut être effectuée par une des techniques suivantes: lyophilisation, séchage sur lit fluidisé, étuvage, jusqu'à obtention d'une activité de l'eau Aw dans lesdites billes de polymère, comprise entre 0,1 et 0,5, de préférence entre 0,3 et 0,4. Ces techniques sont choisies du fait qu'elles permettent de contrôler le taux d'humidité atteint, c'est-à-dire de réaliser une déshydratation ménagée. On obtient des billes d'aspect sec, mais contenant une petite proportion d'humidité de manière à maintenir la viabilité des microorganismes.
Selon une modalité particulière de mise en œuvre de l'invention, on conserve les billes partiellement déshydratées contenant les micro-organismes acclimatés, dans un emballage étanche à la vapeur d'eau, qui est de préférence maintenu à une température relativement basse, de préférence d'environ 4°C. Dans ces conditions on obtient une excellente conservation des microorganismes pendant plusieurs mois de stockage.
Ainsi préparées et éventuellement stockées, les préparations de microorganismes selon l'invention peuvent être utilisées, immédiatement ou dans un délai de plusieurs mois, directement après une simple réhydratation, et sans étape d'acclimatation, à la relance de fermentations arrêtées, en particulier à la relance des fermentations alcooliques arrêtées, telles que la fermentation des vins rouges ou blancs, de l'hydromel, ou de toute autre boisson préparée par fermentation alcoolique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière des exemples non limitatifs ci-après.
EXEMPLES
Exemple 1 : Préparation de billes d'alginate semi-humides contenant des levures
Saccharomyces cerevisiae immobilisées, préalablement acclimatées à l'alcool
Dans cet exemple, des levures préalablement acclimatées à l'alcool, sont immobilisées dans des billes préparées à partir d'une solution d'alginate de sodium. La souche de levure Saccharomyces cerevisiae L43W commercialisée par la société Lallemand (France) est utilisée. L'étape d'acclimatation consiste à incuber pendant 30 minutes à 37°C les levures à raison de 100 g de levures sèches pour 1 litre de liquide, dans un vin titrant 10° d'alcool et additionné de 100 g de saccharose par litre. Après incubation, les levures sont récupérées par centrifugation et resuspendues dans la solution d'alginate de sodium à 4%. Cette solution passe ensuite dans un système de tubes soumis à des vibrations qui permettent la formation de gouttes. Ces gouttes sont ensuite gélifiées au contact d'une solution 0,2 M de chlorure de calcium. Le temps de contact est de 30 minutes.
Les billes ainsi formées sont lavées par immersion pendant 10 minutes dans de l'eau désionisée. Les billes sont ensuite séchées partiellement sur lit fiuidisé jusqu'à obtenir une activité en eau Aw comprise entre 0.3 et 0.4. La température de séchage est inférieure ou égale à 40°C. Le diamètre des billes obtenues est de 2 à 4 mm. Après les contrôles qualité les levures sont emballées et stockées à 4°C avant utilisation.
Exemple 2 : Acclimatation de levures préalablement immobilisées
Des levures obtenues par réhydratation dans l'eau de levures sèches actives L2226W commercialisée par la société Lallemand (France), sont immobilisées puis acclimatées. Des billes d'alginate sont préparées comme dans l'exemple 1 ci-dessus avec des levures non acclimatées. Les billes obtenues sont ensuite récupérées par tamisage et incubées 30 minutes à 37°C dans un vin à 10° d'alcool additionné de 100 g de saccharose par litre. Après tamisage et lavage par une solution de chlorure de sodium à 9 g/1, les billes sont soumise à l'étape de séchage dans les conditions décrites dans l'exemple 1.
Après les contrôles qualité les levures sont emballées et stockées à 4°C avant utilisation.
Exemple 3: Stabilité des levures au cours du stockage
Afin d'estimer la stabilité des levures, l 'activité de billes contenant la levure Saccharomyces cerevisiae est mesurée au temps 0 (juste après la production des billes) et après 6 mois de \ o conservation à 4°C. Le contrôle suivant est réalisé :
• 30 grammes de billes préparées selon l'exemple 1 ci-dessus sont placées dans une solution de glucose à 50 g/1 (volume 100 ml) à 37°C.
• La solution est maintenue à 37°C et l'évolution de la concentration du sucre est suivie au cours du temps.
15
Dans les deux échantillons (t = 0 et t = 6 mois), une concentration en sucre inférieure à 2 g/1 correspondant à la fin de la fermentation est obtenue au bout de 2 heures. La fin de la fermentation est obtenue après le même temps d'incubation. Les levures immobilisées préparées selon l'exemple 1 sont donc stables pendant au moins 6 mois de stockage à 4°C.
20
Exemple 4 : Application au vin blanc
Le vin blanc utilisé dans cet exemple est un vin de Sauvignon présentant les caractéristiques 25 suivantes :
• degré d'alcool acquis au moment de l'inoculation avec les billes : 12,75 °
• sucres résiduels : 14,64 g/1
On procède à la reprise de fermentation en utilisant la levure L43(R) commercialisée par la 30 société Lallemand (France), immobilisée sous forme de billes obtenues selon l'exemple 1, conditionnée en unités de 5 kg. La dose d'utilisation est de 200 g de billes par hl de vin. Pour les besoins de l'essai, le vin en arrêt de fermentation est réparti en deux bonbonnes de 25 1 (modalités 1 et 2) et deux cuves de 150 hl (modalités 3 et 4).
35 Ces modalités sont les suivantes (la température est régulée entre 18 et 20°C) :
- modalité 1. témoin négatif: vin non ensemencé
- modalité 2. témoin positif: vin ensemencé par des levures L43(R), sous forme de levure sèche, à la dose de 20 g/hl, réhydratées, non acclimatées
- modalité 3. vin ensemencé avec des levures L43 (R), sous forme de levure sèche, à la dose de 20 g/hl, réhydratées, acclimatées à l'alcool selon le protocole dit I.T.N. connu par l'homme de l'art (durée des phases de réhydratation et d'acclimatation : 7 jours) - modalité 4. vin ensemencé avec des levures L43(R) immobilisées obtenues selon l'exemple
1, préparées selon le protocole suivant:
Préparation des levures L43(R) immobilisées (modalité 4) : a) 30 kg de billes en sac sont plongées, à la température de 37°C, dans une cuve contenant une solution de 60 1 d'eau contenant 600 g de glucose / fiructose (50/50) et 480 g de ΝaCl. b) Après 30 minutes, les sacs sont retirés et trempés, dans les mêmes conditions, dans une nouvelle solution, identique à la précédente. c) Ensuite les sacs sont immergés dans la cuve contenant le vin dont la fermentation alcoolique doit être relancée.
Pour chacune des 4 modalités, on suit l'évolution du taux de sucre en fonction du temps. Les résultats de ce suivi sont présentés dans le tableau 1 suivant :
TABLEAU 1
JOURS / SUCRES RÉSIDUELS (g/1)
Modalité 1 Modalité 2 Modalité 3 Modalité 4
0 14,64 14,64 14,64 14,64
1 13,66
4 12,50
5 12,10
7 14,64 14,67 14,64
9 12,46
10, 8,88
11 10,54 8,00
14 16,62 14,64 8,66 5,71
17 4,34
20 5,55 2,48
22 14,65 14,60 3,07
24 1,80
26 14,64 14,62 2,00 On constate que le procédé selon la présente invention (modalité 4) permet d'obtenir un achèvement de la fermentation, au bout d'une durée plus courte que celle observée avec les mêmes levures acclimatées selon la méthode habituelle (modalité 3), toutes choses étant égales par ailleurs. On n'observe pas, dans l'un et l'autre cas, d'augmentation de l'acidité volatile.
Le procédé d'application selon la présente invention présente ainsi deux avantages essentiels: -il permet une économie de temps de 2 jours pour la durée totale de l'opération de fermentation, -il demande 1 heure et non plus 7 jours de préparation et de suivi du pied de cuve.
Exemple 5: Application au vin rouge
Le vin rouge utilisé dans cet exemple est un vin de cépage Merlot présentant les caractéristiques suivantes :
• degré d'alcool acquis au moment de l'inoculation avec les billes : 99,9 g éthanol/1
• pH : 3,2
• sucres résiduels : 19,29 g/1
On procède à la reprise de fermentation en utilisant la levure L2226(R) commercialisée par la société Lallemand (France), immobilisée sous forme de billes obtenues selon l'exemple 2, conditionnée en unités de 5 kg. La dose d'utilisation est de 200 g de billes par hl de vin. Pour les besoins de l'essai, le vin en arrêt de fermentation est réparti en deux bonbonnes de 25 1 (modalités 1 et 2) et deux cuves de 5 hl (modalités 3 et 4).
Ces modalités sont les suivantes (la température est régulée entre 20 et 25°C) :
- modalité 1. témoin négatif : vin non ensemencé,
- modalité 2. témoin positif : vin ensemencé par des levures L2226(R), sous forme de levure sèche, à la dose de 20 g/hl, réhydratées, non acclimatées, - modalité 3. vin ensemencé avec des levures L2226(R), sous forme de levure sèche, à la dose de 20 g/hl, réhydratées, acclimatées à l'alcool selon le protocole I.T.N. connu par l'homme de l'art (durée des phases de réhydratation et d'acclimatation : 6 jours),
- modalité 4. vin ensemencé avec des levures L2226(R) immobilisées, obtenues selon l'exemple 2, et préparées selon le protocole décrit ci-après :.
Préparation des levures immobilisées (modalité 4): a) 1 kg de billes en sacs sont plongées, à la température de 37°C, à une solution de 2 1 d'eau contenant 20 g de glucose / fructose (50/50) et 16 g de NaCl. b) Après 30 minutes, les sacs sont retirés et trempés, dans les mêmes conditions dans une nouvelle solution identique à la précédente. c) Ensuite les sacs sont immergés dans la cuve contenant le vin dont la fermentation alcoolique doit être relancée.
Pour chaque modalité, on suit, l'évolution du taux de sucre en fonction du temps. Les résultats de ce suivi sont présentés dans le tableau 2 suivant :
TABLEAU 2
JOURS / Modalité 1 Modalité 2 Modalité 3 Modalité 4 sucres résiduels (g/1) sucres résiduels (g/1) sucres résiduels (g/1) sucres résiduels (g/1)
/ éthanol (g/1) / éthanol (g/1) / éthanol (g/1) / éthanol (g/1)
0 19,3 / 99,9 19,3 / 99,9 19,30 / 99,90 19,30 / 99,90
2 Inchangés Inchangés Inchangés 18,87 / 101,48
4 Inchangés Inchangés Inchangés 16,90 / 101,93
5 Inchangés Inchangés Inchangés 14,38 / 102,36
6 Inchangés Inchangés Inchangés 13,73 / 102,37
7 Inchangés Inchangés 19,29 / 100,66 -
11 Inchangés Inchangés 16,93 / 101,35 4,20 / 104,86
12 Inchangés Inchangés 11,63 / 102,41 2,76 / 105,29
13 Inchangés Inchangés 7,46 / 103,53 2,21 / 105,31
14 Inchangés Inchangés 3,81 / 104,91 -
15 Inchangés Inchangés 1,83 / 105,39 -
On constate que le procédé selon la présente invention (modalité 4) permet d'obtenir un achèvement de la fermentation, au bout dune durée inférieure à celle observée avec les mêmes levures acclimatées selon la méthode habituelle (modalité 3), toutes choses étant égales par ailleurs. On n'observe pas, dans l'un et l'autre cas, de montée de l'acidité volatile.
Le procédé d'application selon la présente invention présente ainsi deux avantages essentiels:
1. il permet un gain de 2 jours pour la durée totale de l'opération de fermentation,
2. il demande 1 heure au lieu de 6 jours de préparation et de suivi du pied de cuve. Exemple 6 : Application à l'hydromel
L'hydromel utilisé dans cet exemple est issu d'un mélange 300 g de miel / 1 litre d'eau, le but étant de fabriquer de l'hydromel doux titrant 12,5 % d'alcool. Au moment de l'arrêt de fermentation, il possédait les caractéristiques suivantes :
• degré d'alcool acquis au moment de l'inoculation avec les billes : 10,5 % d'alcool
• sucres résiduels totaux : 87,5 g/1
• sucres résiduels à fermenter : 34 g/1
On procède à la reprise de fermentation en utilisant la levure EC1118(R) commercialisée par la société Lallemand (France), immobilisée dans des billes d'alginate de calcium, obtenues selon l'exemple 1 , conditionnées en unités de 200 g. La dose d'utilisation est de 200 g de billes pour 100 1 d'hydromel.
Pour les besoins de l'essai, l'hydromel en arrêt de fermentation est réparti en deux bonbonnes de 501 (modalités 1 et 2). Ces modalités sont les suivantes (la température est régulée entre 20 et 25°C) :
- modalité 1. hydromel ensemencé avec la levure EC1118(R) immobilisées et préparées selon le protocole décrit ci-après:
a) un sac de 200 g de billes est plongé, à la température de 37°C, dans une solution de 400 ml d'eau contenant 4 g de glucose / fructose (50/50) et 3,2 g de NaCl. b) puis après 30 minutes, le sac est retiré et trempé, dans les mêmes conditions dans une nouvelle solution identique à la précédente. c) ensuite le sac est immergé dans la cuve contenant l'hydromel dont la fermentation alcoolique doit être relancée.
- modalité 2. hydromel ensemencé avec la levure EC1118(R), sous forme de levures sèches, à la dose de 20 g/hl, réhydratées, acclimatées à l'alcool selon le protocole I.T.N. adapté à l'hydromel (durée des phases de réhydratation et d'acclimatation : 4 jours).
On suit, pour chaque modalité, l'évolution du taux de sucre en fonction du temps. Les résultats de ce suivi sont présentés dans le tableau 3 suivant : TABLEAU 3
JOURS / SUCRES RÉSIDUELS (g/1)
Modalité 1 Modalité 2 0 87,50 87,50
1 86,00 85,00
4 75,00 72,50
5 71,50 , 68,50 7 66,20 64,00 9 58,50 59,50
11 50,00 54,70
14 36,70 46,00
20 36,50 36,20
On constate que le procédé selon la présente invention (modalité 1) permet d'obtenir un achèvement de la fermentation au bout d'une durée inférieure à celle observée avec les mêmes levures acclimatées selon la méthode habituelle (modalité 2), toutes choses étant égales par ailleurs.
Le procédé d'application de la présente invention présente ainsi deux avantages essentiels:
1. il permet un gain de presque 6 jours pour la durée totale de l'opération de fermentation;
2. il demande 1 heure au lieu de 4 jours de préparation et de suivi du pied de cuve.

Claims

REVENDICATIONS
1. Préparation de microorganismes vivants, acclimatés à l'alcool et/ou à l'acidité, immobilisés dans des billes de polymère partiellement déshydratées.
2. Préparation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits microorganismes vivants, acclimatésl et immobilisés, présentent la capacité de démarrer o directement après une étape de réhydratation, une fermentation dans un moût présentant un degré alcoolique compris entre 5 et 15° et un pH compris entre 2,8 et 4,0.
3. Préparation selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits microorganismes vivants, acclimatés et immobilisés, présentent après une période de 5 conservation d'une durée de 1 jour à au moins six mois, la capacité de démarrer directement après une étape de réhydratation, une fermentation dans un moût présentant un degré alcoolique compris entre 5 et 15° et un pH compris entre 2,8 et 4,0, .
4. Préparation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits 0 microorganismes sont des levures, de préférence du genre Saccharomyces.
5. Préparation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites billes de polymère sont composées de polysaccharides réticulés, de préférence d'un gel d'alginate.
5 6. Préparation selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans lesdites billes de polymère, l'activité de l'eau est comprise entre 0,1 et 0,5, de préférence entre 0,3 et 0,4.
7. Préparation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que lesdites billes ont une taille comprise entre 0,1 et 5 mm, de préférence entre 1 et 3 mm. 0
8. Préparation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites billes contiennent lesdits microorganismes dans une proportion de 1 à 50%, de préférence de 5 à 20% en poids sec, par rapport audit polymère.
5 9. Procédé d'obtention d'une préparation de microorganismes selon la revendication 1, comprenant les opérations suivantes a)- acclimater lesdits microorganismes à l'alcool et / ou à l'acide, b)- immobiliser lesdits microorganismes dans des billes de polymère, c)- déshydrater partiellement lesdites billes, réalisées dans l'ordre chronologique [a) puis b) puis c)], ou bien [b) puis a) puis c)].
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel lesdits microorganismes sont des levures, de préférence du genre Saccharomyces.
11. Procédé selon la revendication 9, dans lequel lesdites billes de polymère sont composées de polysaccharides réticulés, de préférence d'un gel d'alginate.
12. Procédé selon la revendication 9, dans lequel lesdits microorganismes immobilisés dans lesdites billes de polymère sont dans une proportion de 1 à 50 %, de préférence de 5 à 20 % en poids sec, par rapport audit polymère.
13. Procédé selon la revendication 9, dans lequel ladite déshydratation partielle est effectuée par une des techniques suivantes: lyophilisation, séchage sur lit fluidisé, étuvage, jusqu'à obtention d'une activité de l'eau dans lesdites billes de polymère, comprise entre 0J et 0,5, de préférence entre 0,3 et 0,4.
14. Préparation de microorganismes susceptible d'être obtenue par un procédé selon l'une des revendications 9 à 13.
15. Application d'une préparation de microorganismes selon l'une des revendications 1 à 8, à la reprise de fermentations arrêtées.
16. Application d'une préparation de microorganismes selon l'une des revendications 1 à 8, à la reprise d'une fermentation alcoolique arrêtée.
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