La production de boissons alcoolisées remonte à la nuit des temps. Elle n’est pas le fait d’une civilisation plutôt que d’une autre : on la retrouve sur tous les continents. Par contre<, le processus physicochimique qui est à la base de cette production, la fermentation alcoolique, n’a été compris qu’au XIXème siècle. Joseph Gay-Lussac est le premier, en 1815, à avoir formulé l’équation brute de la réaction de fermentation alcoolique. Louis Pasteur établira, en 1857, que cette fermentation se faisait sous l’action de levure. Puis Eduard Buchner démontrera que, au sein même des levures, des substances, que l’on identifiera plus tard comme des enzymes, servaient de catalyseur aux transformations successives des sucres contenus dans les fruits ou les grains à la base des boissons alcoolisées en éthanol, l’alcool à la base de ces boissons.

Vinification

Prenons le cas du vin. La première opération, après la vendange, consiste à séparer les grains (les baies) de la rafle, le support végétal de la grappe. C’est l’éraflage. Vien ensuite le foulage, qui consiste à faire éclater les baies sans écraser les pépins pour récupérer le moût. Le foulage se faisait autrefois au pied. Il se fait aujourd’hui dans un pressoir. Puis vient la fermentation alcoolique au cours de laquelle le glucose contenu dans le moût se transforme en éthanol en présence de levure naturelle ou artificielle. Vient ensuite l’écoulage pour séparer le vin du marc. Celui-ci peut le cas échéant être pressuré pour obtenir un vin plus riche en tanin. Dans le cas d’un vin rouge, on procède ensuite à une phase de fermentation lactique. Il ne s’agit pas à proprement parler d’une phase de fermentation : cette phase consiste à transformer l’acide malique (un acide dicarboxylique) que contient le vin soutiré au cours de l’écoulage en acide lactique à l’acidité moins forte. Le processus de vinification se termine par l’élevage. En fonction des terroirs, on procède ou non à l’assemblage de plusieurs cépages. Puis on laisse vieillir le vin dans des barriques ou des foudres. Les particules tombent en fond de cuve pour former la lie. Dans le même temps, des réactions d’oxydoréduction permettent aux arômes de se développer.

Fermentation alcoolique

La fermentation alcoolique est un processus en plusieurs étapes qui conduit à transformer le glucose en éthanol. La première de ces étapes est la glycolyse. Elle transforme le glucose en pyruvate CH₃COCOO^-. La glycolyse est un ensemble de réactions qui conduisent à l’oxydation du glucose par le NAD⁺ (nicotinamide adénine dinucléotide, une coenzyme) et à la phosphorylation de l’ADP (adénosine diphosphate, un nucléotide présent dans toutes les cellules vivantes) en ATP (adénosine diphosphate).

Remarque : la glycolyse est également réalisée dans le processus de respiration cellulaire.

Le pyruvate est ensuite décarboxylé en présence d’une enzyme décarboxylase. Cette deuxième étape produit de l’acétaldéhyde et dégage du CO₂.

La troisième étape consiste en une réduction de l’acétaldéhyde en éthanol en présence d’une enzyme alcool déshydrogénase :

Au total, la transformation peut se résumer par la formule suivante :

Fermentation malolactique

Le moût ne contient pas que du glucose. Lors de la fermentation alcoolique, il peut également apparaître de l’acide malique, un acide dicarboxylique qui confère au vin un gout acide. Dans le cas des vins rouges, on va chercher à se débarrasser de cette composante indésirable en procédant à ce que l’on appelle la fermentation malolactique, une transformation de l’acide malique en acide lactique sous l’action de bactéries :

Cette transformation produit du CO₂, ce qui lui vaut cette appellation impropre de fermentation.