Des scientifiques de Shanghai révèlent que les acides organiques stimulent la croissance de la levure et la production d'éthanol dans la fermentation du Huangjiu

Des chercheurs de l'Institut de microbiologie de Shanghai ont publié de nouvelles conclusions sur l'influence des acides organiques sur les communautés microbiennes pendant la fermentation du Huangjiu, un vin de riz traditionnel chinois. L'étude, publiée dans npj Science of Food, a utilisé des techniques avancées telles que la flavoromique et la métatranscriptomique pour analyser 44 composés qui affectent le processus de fermentation.

Le Huangjiu est produit par la fermentation du riz glutineux et sa qualité dépend fortement de l'activité de divers micro-organismes. Cependant, jusqu'à présent, le rôle spécifique des acides organiques dans la formation de ces communautés microbiennes n'était pas bien compris. L'équipe de recherche a comparé deux groupes de fermentations de Huangjiu : l'un avec des niveaux élevés d'acides organiques (groupe H) et l'autre avec des niveaux faibles (groupe L). Des échantillons ont été prélevés chez un grand producteur de la province de Zhejiang à différents stades d'une période de fermentation de 35 jours.

L'analyse a montré que la teneur totale en sucre diminuait plus rapidement dans le groupe H, tandis que la teneur en éthanol augmentait plus rapidement après la première semaine, atteignant 23,1 % à la fin de la fermentation, soit un taux plus élevé que dans le groupe L. Le groupe H présentait également un taux d'éthanol de 14,5 %. Le groupe H avait également une teneur en acide total supérieure de 14,71 % à celle du groupe L. La teneur en azote des acides aminés est restée similaire entre les deux groupes.

En utilisant la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie de masse, les chercheurs ont identifié 44 composés aromatiques volatils dans les deux groupes. Alors que la plupart des composés ne différaient pas de manière significative entre les groupes, certains, tels que l'alcool isoamylique et le butyrate d'éthyle, ont été trouvés à des concentrations plus élevées dans le groupe H à la fin de la fermentation.

L'analyse de la communauté microbienne a révélé que les bactéries lactiques dominaient dans les deux groupes, mais que leur abondance différait au fil du temps. En ce qui concerne les champignons, Saccharomyces et Thermomyces étaient plus fréquents dans le groupe H, tandis qu'Aspergillus était plus commun dans le groupe L.

L'étude s'est concentrée sur la manière dont des acides organiques spécifiques affectaient ces micro-organismes clés. L'acide succinique s'est avéré avoir une corrélation positive avec les populations de Saccharomyces et de Thermomyces. Des expériences en laboratoire ont confirmé que l'ajout d'acide succinique à de faibles concentrations favorisait la croissance de Saccharomyces cerevisiae et augmentait la production d'éthanol jusqu'à 32 %. En revanche, de fortes concentrations d'acide lactique et d'acide tartrique ont inhibé la croissance de la levure.

L'analyse métatranscriptomique a permis de mieux comprendre comment ces acides affectent l'expression des gènes pendant la fermentation. Dans le groupe H, les gènes impliqués dans le métabolisme des sucres et la production d'éthanol ont été régulés à la hausse, en particulier ceux liés à la glycolyse et au cycle de l'acide tricarboxylique (TCA). Cette régulation était liée à des niveaux plus élevés d'acide succinique et à une plus grande activité métabolique chez Saccharomyces cerevisiae.

Les résultats suggèrent que les acides organiques endogènes jouent un rôle régulateur dans la structure et la fonction de la communauté microbienne pendant la fermentation du Huangjiu. En comprenant ces interactions, les producteurs pourraient éventuellement gérer les niveaux d'acides organiques afin d'orienter la succession microbienne, d'optimiser les performances de fermentation et d'améliorer la qualité du produit.

L'étude met également en évidence les applications possibles pour d'autres boissons fermentées traditionnelles dans lesquelles des communautés microbiennes complexes sont impliquées. Les auteurs soulignent que leurs expériences ont été menées dans des conditions de laboratoire contrôlées, mais que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour valider ces résultats à l'échelle industrielle et pour établir la causalité au moyen d'études métaboliques ciblées.

Cette recherche ouvre de nouvelles perspectives pour la gestion précise des processus de fermentation en se concentrant sur la régulation des acides organiques plutôt qu'en s'appuyant uniquement sur des facteurs environnementaux tels que la température ou l'humidité. De telles approches pourraient contribuer à stabiliser les communautés microbiennes, à réduire les risques d'altération et à produire un Huangjiu aux profils sensoriels plus cohérents.

Les données étayant ces résultats sont disponibles sur demande auprès des auteurs correspondants. L'étude a été soutenue par plusieurs projets publics et fonds universitaires dans la province de Zhejiang et la ville de Shaoxing.