FERMENTATIONS

Il est actuellement difficile de donner une signification précise, du point de vue scientifique, au terme « fermentation », son sens ayant constamment évolué au cours du temps.

Il provient du verbe latin fermentare, qui signifie transformer certaines denrées alimentaires sous l'action d'un agent responsable, le ferment (fermentum). L'usage du levain pour la fabrication du pain, la consommation de boissons fermentées remontent à la période indo-européenne. Ces réactions s'accompagnent le plus souvent d'une émission de bulles de gaz, effervescence qui fut longtemps considérée comme la manifestation essentielle du phénomène : le jus de raisin est transformé en vin avec production d'un important dégagement gazeux.

La notion de fermentation fut ensuite étendue aux transformations de matières organiques n'impliquant pas obligatoirement un dégagement gazeux, comme la formation d'acide lactique dans le lait. Le caractère commun à ces processus est l'accumulation, à partir des matières décomposées, de produits caractéristiques : éthanol, acide lactique, acide propionique, etc. Le goût et l'odeur des produits obtenus étant le plus souvent agréables, la notion de fermentation fut opposée à celle de putréfaction, correspondant également à la transformation apparemment spontanée des matières organiques (en particulier des cadavres), mais avec production de substances nauséabondes.

Pasteur démontra que toutes ces transformations sont dues à des micro-organismes divers (levures, bactéries, moisissures) qui utilisent pour leur développement la matière et l'énergie produites par la dégradation des substances organiques. C'est en considérant ce dernier aspect du point de vue des processus biologiques se déroulant en absence d'oxygène, que Pasteur formula sa célèbre définition : « La fermentation est la vie sans air. » Actuellement, le terme d'anaérobiose paraît plus précis pour désigner ce mode de vie. Mais, dans cette conception, la notion de fermentation s'opposait à celle de respiration. Les deux phénomènes correspondent, en effet, aux processus de dégradation ( catabolisme) fournissant d'une part l'énergie, d'autre part les matériaux permettant l'édification de nouveaux organismes. En aérobiose, il y a respiration : le déchet carboné est uniquement l'anhydride carbonique émis. En anaérobiose, il y a fermentation : les déchets carbonés sont, en plus, certains produits de fermentation qui s'accumulent.

Mais il existe des processus de transformation avec accumulation de produits carbonés, autres que le gaz carbonique, se déroulant en présence d'air et même l'exigeant. Il en est ainsi de la production d'acide acétique lors de la fabrication du vinaigre. Le terme de fermentation oxydative fut alors employé pour définir ce type de transformation.

De plus, l'utilisation des micro-organismes comme agents de fabrication industrielle a conduit les techniciens à donner au terme un sens beaucoup plus large, à savoir « tout processus au cours duquel est utilisé un micro-organisme spécifique pour produire en culture, dans des conditions données, à partir de matières premières (qui sont des produits agricoles bruts ou des sous-produits de l'industrie alimentaire tels que les mélasses), une substance chimique définie, cette substance ne pouvant être synthétisée par voie chimique ou cette synthèse étant d'un prix de revient trop élevé ». Ainsi la fabrication de la pénicilline, à partir du Penicillium notatum, est-elle considérée, du point de vue technologique, comme une fermentation.

Dans ce qui suit, on ne considérera que deux aspects de la notion de fermentation : le processus catabolique des organismes vivant en anaérobiose ; la synthèse biologique industrielle.

D'ailleurs, ces aspects se superposent, car des[...]