Potentiel d’oxydo-réduction ou potentiel redox

L’oxydation et la réduction sont des processus fondamentaux dans toute matière vivante. La respiration de l’homme et des animaux est un processus d’oxydation tout comme la fermentation. Parfois, l’oxygène libre est impliquée, comme lorsque nous respirons ou quand la levure est en mode aérobie au cours de sa phase de croissance. Le plus souvent l’oxydation est réalisée par une molécule donnant de l’oxygène à une autre molécule. La fermentation, par exemple, est causée par le sucre donnant de l’oxygène à une enzyme oxydante sécrétée par la levure. L’alcool et dioxyde de carbone sont ce qui reste quand une molécule de sucre est privé d’un atome d’oxygène. Pour chaque processus d’oxydation de cette nature, il doit correspondre un processus de réduction. Dans l’exemple de fermentation, lorsque le sucre donne son atome d’oxygène de l’enzyme a été oxydé, mais le sucre a été réduit. La situation est compliquée parce que vous n’avez pas réellement besoin d’oxygène pour oxyder quelque chose, vous pouvez effectuer la même chose en supprimant de l’hydrogène ou des électrons.

Pour schématiser très simplement, un concept quelque peu complexe, le potentiel d’oxydo-réduction d’une bière est la probabilité qu’un micro-organisme ou toute autre réaction chimique ait assez d’oxygène pour satisfaire ses besoins; Ou la probabilité d’une réduction par un autre mécanisme. Dans le cas du brassage amateur, nous pouvons le voir simplement comme étant le potentiel d’oxygène disponible.

Le potentiel d’oxydo-réduction est souvent appelée potentiel redox. Comme le pH, elle est mesurée en termes d’ions hydrogène et porte le symbole rH. Les pH-mètres peuvent généralement aussi mesurer le rH en branchant une sonde appropriée. Le rH est important, car divers micro-organismes ne peuvent exister ou fonctionner à l’intérieur de certaines limites de rH, de la même manière qu’ils ne peuvent exister ou se développer que dans certaines limites du pH. Parce que pH et rH sont mesurés en termes d’hydrogène, un changement de pH entraîne généralement un changement correspondant en rH.

Pendant la fermentation primaire, la levure établit rapidement des conditions qui lui sont favorables et qui sont inappropriées pour d’autres microorganismes. Lorsque la levure est versée dans le moût, le pH chute rapidement d’environ 5.3 à une valeur d’environ 4, et le rH chute d’une très grande valeur à environ 10. Dans ces conditions, les levures sauvages et la plupart des autres micro-organismes ne peuvent pas prospérer. Bien que ceux qui sont présents ne sont pas nécessairement tués, ils restent en dormance jusqu’à ce que des conditions leurs soient plus favorables.

Quand la bière est mis en fûts ou en barriques de chêne, la levure primaire est encore assez active, travaillant sur les sucres résiduels et les dextrines. Le rH est maintenu à environ 10 parce que tout l’oxygène qui se présente est immédiatement consommé par la levure primaire. Par la suite, la bière est à court de nutriments essentiels, tels les acides aminés et semblables, et l’équilibre du sucre n’est plus favorable à la levure primaire. Elle entre alors en dormance, ou passe en mode ralenti, et les cellules commencent à mourir.

Avec la levure primaire dormante, le rH commence à monter, soit par diffusion progressive de l’air à travers les parois de la cuve de maturation de chêne ou par d’autres procédés chimiques. Les cellules mortes s’autolysent (sont consommés par leurs propre système enzymatique) et, ce faisant, libèrent leurs nutriments dans la bière. Lorsque le rH a dépassé environ 15, que suffisamment d’éléments nutritifs sont présents dans la bière, et que le pH et la température sont satisfaisants, les levures sauvages et autres micro-organismes peuvent alors devenir actifs et acidifier la bière.

Parmi les différents micro-organismes responsables de l’acidification, chacun peut devenir actif à tour de rôle lorsque que les conditions lui deviennent favorables. Finalement, les conditions redeviennent favorables pour la levure primaire qui se retrouve dominante à nouveau, puis cède la place aux levures sauvages, etc. Le cycle peut se répéter plusieurs fois sur une période de plusieurs mois.