TP la fermentation des levures

Pluri M7 .1

De la matière au produit fini

Du raisin au vin

Objectif : Découvrir les deux types métaboliques assurés par les levures

Classification :

  • Règne : Eucaryote
  • Sous règne : Mycètes (= champignons)
  • Genre espèce : Saccharomyces cerevisiae

Introduction : Les levures sont des champignons microscopiques unicellulaires, possédant un noyau, une vacuole, des mitochondries, une paroi faite de chitine (comme les ongles et les cheveux). On les retrouve naturellement sur la peau des raisins.

Toute machine consomme de l’énergie pour produire du travail et les levures n’échappent pas à cette loi physique. En dehors des cellules autotrophes toutes les autres cellules ont besoin d’une source d’énergie chimique, un " combustible ", pour assurer le travail cellulaire. Ce combustible est constitué par les substances organiques contenues dans la nourriture. L’énergie contenue dans ces molécules peut être mobilisée par les levures de deux façons différentes : la fermentation d’une part et la respiration d’autre part.

La fermentation correspond à un processus que l’on peut qualifier d’incomplet car elles libèrent des déchets contenant encore de l’énergie utilisable comme l’alcool.

La respiration est un processus plus complexe nécessitant en outre de l’oxygène. Au cours de la respiration, les molécules organiques sont oxydées totalement (un peu comme si elles étaient brûlées) et leur énergie est récupérée par les cellules. Les déchets formés sont du dioxyde de carbone et de l’eau, molécules dont l’énergie potentielle n’est pas utilisable par les êtres vivants.

Protocole

  • Préparer une suspension dans l’eau de levures fraîches à 10 g /L ou ½ sachet de levure lyophilisées dans 0.5 L, 36 h avant la manipulation.
  • Préparer une solution de glucose dans l’eau à 0.1 mol/l,
  • Monter la chaîne ESAO ( sonde oxymétrique, sonde alcooolique, et sonde CO2) et lancer Atelier scientifique- Jeulin
  • Paramétrer l’acquisition (durée 15 minutes)
  • Introduire 10 mL d suspension de levure dans l’enceinte, lancer rapidement l’agitation, attendre 5 secondes, l’homogénéisation du milieu puis débuter la mesure.
  • Après quelques minutes, injecter 0.5 mL de solution de glucose en cliquant sur repère.
  • Ajuster la durée de l’expérience en fonction de la variation de la quantité d’Oxygène
  • Imprimer, analyser la courbe :
  • Interpréter les résultats :

Analyse : je décris les tendances, je donne des valeurs repères, quels les liens probables entre les facteurs

On observe que la quantité d'oxygène baisse faiblement ( de 7 a 5 mg /l) jusqu'au temps t =5 minutes temps auquel on injecte du glucose.

Quand on injecte du glucose , la quantité d'oxygène baisse brutalement pour descendre a 0 g/l au temps =6 minutes

La quantité de CO2 nulle juqu'au temsp t= 5 minute. entre 5 et 6 minute , la quantité de dioxygène augment légèrement , puis a partir de 6 minute le taux de CO2 augmente brutalement pour atteindre son maximum; 160 mg /l à t =10minutes

La quantité d'éthanol est faible (environ 0.05 g/L) avec une légère hausse jusqu'au temps = 6 minutes. Puis a partir de 6 minutes la concentration d'éthanol grimpe régulièrement en fonction du temps pour atteindre 0.6 g/L au temps = 16 minutes.

Interprétation : je donne mes explications

De 0 a 5 minutes , les levures consomment légèrement de l'oxygène malgré l'absence de glucose dans le milieu, on peut emmètre l'hypothèse qu'elles puisent dans leur réserve a l'aide l'O2 pour assurer leur métabolisme;

Au moment où on donne du glucose ,la quantité de dioxygène chute dans le milieu alors que la quantité de CO2 augment. On peut en déduire que les levures consomment le glucose a l'aide du dioxygène et rejettent du CO2. Ce type de métabolisme est appelé respiration.( combustion complète)

A partir de 6 minutes, la quantité d'O2 est nulle c'est alors qu'apparait de l'éthanol, cela signifie que les levures consomment le glucose toujours présent en absence d'oxygène et rejettent de l'alcool. Ce type de métabolisme correspond à une fermenttaion ( combustion incomplète)

Positionner sur la courbe la respiration et la fermentation

avant 6 minute : c'est la respiration

après 6 minutes : il n'y a plus d'oxygène et on voit de l'éthanol, Fermentation

Ecrire l’équation bilan de la respiration :

C6H12O6 + 6 O2----->6 CO2 + 6H2O

Ecrire l’équation de la fermentation :

C6H12O6 ---->2CO2 +2 C2H5OH

Pour mémoire