La fabrication du vin et le métabolisme des levures Pruine du raisin (fine pellicule à la surface du grain de raisin) observée  au microscope optique (x400) (x400) Sucres contenus dans la pulpe du grain de raisin. Jus de raisin Production de bulles de gaz Milieu anaérobie Bouteille vin avec 13,5 % alc/vol  = 13,5 degré d'alcool = éthanol C2H5OH Vinification ou fermentation.

Mots clefs attendus Alcool / éthanol fermentation ivresse Levure : champignon unicellulaire métabolisme Transformation chimique de sucre en alcool Anaérobie = absence d'O2 Discussion collégiale à partir des mots clefs pour faire émerger des problèmes.

Problème Comment les levures se procurent-elles l'énergie pour se multiplier sans O2 ? Comment les levures peuvent-elles transformer le raisin (sucre de la pulpe) en vin (alcool) ? Objectif du TP : mettre en évidence la fermentation alcoolique : un métabolisme autre que la respiration qui fournit de l'énergie à la cellule.

Matériel proposé - Matériel de mesure assistée par ordinateur : * sonde à éthanol étalonnée * sonde à O2 * sonde à CO2 Suspension de levures de boulanger (10 g/L) maintenues à jeun en milieu oxygéné depuis 24H Jus de raisin - Une seringue ou une pipette de 25 mL pour prélever les levures - Une seringue de 1 mL pour prélever le jus de raisin - Une pissette d'eau distillée - Un récipient poubelle pour récupérer les liquides

stratégie ¤ On cherche à savoir quel métabolisme fournit l'énergie aux cellules en absence d'O2 (condition anaérobie), donc après avoir placé les levures en condition anaérobie, nous mesurons le taux d'éthanol et de CO2 en fonction du temps. ¤ Mesurer quantité éthanol, CO2 en absence et en présence d'O2 pour montrer que la cellule peut vivre en anaérobiose. ¤ Utiliser le matériel EXAO Si les levures peuvent se multiplier en absence de O2 et qu’elles produisent de l’éthanol, alors il existe un métabolisme énergétique indépendant de l’O2 , ce métabolisme produit de l’éthanol et ne consomme pas d’O2

Résultats Graphe Equation bilan fermentation non équilibrée

Ressources supplémentaires pour établir le bilan énergétique. ¤ La fabrication du vin nécessite une phase de fermentation des sucres du raisin par des levures Saccharomycès en milieu anaérobie. ¤ Cette fermentation est caractérisée par l'apparition d'un déchet organique : éthanol ¤ Cette dégradation incomplète du substrat permet d 'obtenir deux ATP par molécule de glucose.

Données énergétiques de quelques molécules : Une mole de glucose = 2870 kJ Une mole d’éthanol = 1357,5 kJ CO2, H2O, O2 et autres matières minérales = 0 kJ Une mole ATP = entre 30 et 42 kJ, dans ce cas prendre 31 kJ par mole Remarque : L’utilisation du glucose dans un métabolisme s’accompagne toujours d’un léger dégagement de chaleur. Dans le cadre de la fermentation alcoolique, il est estimé à 93 kJ.