Levain naturel

Lelevain naturel(ou levain sauvage ou indigène) est uneflore microbiennedestinée à produire unefermentationdans laquelle interagissent principalement desbactéries lactiques, majoritaires, ainsi que deslevuresetmoisissures. La sélection de ces ensembles de microorganismes, adaptés à diverses fermentations, fait appel à des processus de fabrication.
Les aliments fermentés sont produits à partir de flores fermentaires sauvages ou de cultures de levains. Ce sont donc des structures vivantes, dynamiques, en perpétuelle évolution.
Un levain naturel est un écosystème microbien, essentiellement lactique, sélectionné par repiquage et permettant la fermentation de lamatière premièreà laquelle il est ajouté.
Selon Leroy et De Vuyst (2004), tout levain est « un ensemble microbien formé de nombreusescellulesappartenant au moins à uneespèceou à ungenre, qui, ajouté à une matière première alimentaire, doit permettre l’obtention d’unproduit fermentéen orientant et en accélérant son processus defermentation.»  Un levain naturel répond donc bien à cette définition.
La flore microbienne constitutive des levains naturels dépend de quatre sources ou facteurs principaux:
La flore microbienne à l’origine de fermentations est donc pour partie naturellement présente dans l’environnement. Les levains sauvages peuvent être présents dans l'air, le sol, l'eau, les produits d'origine animale ou végétale (plantes, peaux animales) et letractus digestifanimal. De manière positive, le terme de contamination peut ici être utilisé afin de qualifier l'enrichissement et la diversification de la flore microbienne en question.
Selon Boddy et Wimpenny, une population microbienne se compose uniquement de microorganismes de mêmes espèces. Si plusieurs espèces de microorganismes sont en présence, l'ensemble sera désigné sous le terme decommunauté.
La communauté microbienne constitutive des levains naturels va se développer dans un environnement physico-chimique spécifique caractéristique d’un produit (température,pH, etc.). La croissance de microorganismes induit une variation des caractéristiques du milieu en présence. Ainsi, ce dernier va évoluer et entraîner un développement successif de différentes populations microbiennes, elles-mêmes capables de s’adapter et d’évoluer selon les modifications de l’environnement et ce, jusqu’à l’obtention d’unclimax.
Une forte compétition pour la survie de chaque microorganisme s’instaure au fil du temps. Mais l’action de la communauté des levains naturels est bien plus efficace que l’acte individuel d’un microbe seul, qu’il soit indésirable ou non. Ce sont les nombreuses interactions entre les différentes populations en présence et le milieu d'accueil qui vont permettre la prolongation et l’adaptation du levain naturel.
Ainsi, en plus d’assurer la conservation du produit dans le temps, les levains naturels exercent également une bioprotection contre les microorganismes indésirables (pathogènesou flores d’altération) pour l’homme via la compétition pour l'accès aux ressources présentes dans le milieu (effet barrière), et/ou la production de composés antimicrobiens ou inhibiteurs tels que desbactériocineset desacides organiques. La population constitutive des levains naturels va pouvoir survivre à des conditions de milieu difficile et à des attaques dephages.
Malgré leur utilisation fréquente dans de nombreuses technologies, les interactions métaboliques, génétiques et nutritionnelles au sein de cette flore microbienne très complexe et leurs impacts sur les produits soulèvent encore de nombreuses questions. Il est ainsi impossible de prévoir leur évolution et a fortiori de la contrôler et l’orienter. De plus, la complexité qualitative et quantitative (entre 8 et 9 log(ufc)/ml) des microorganismes en présence complique l'étude approfondie de cet écosystème microbien. Pour son analyse, il faudrait prendre en compte l'interrelation des microorganismes entre eux, les conditions du milieu qui influencent leur développement et donc l'évolution constante de cet écosystème.
Depuis plusieurs siècles, les levains naturels sont utilisés dans l’élaboration de produits alimentaires fermentés. Selon Steinkraus, cinq propriétés liées à la fermentation permettent d’expliquer leur utilisation massive:
De plus, selon Fournier, trois dimensions sont associées aux produits fermentés:
Les paramètresintrinsèquesqui affectent le développement des microorganismes sont les suivants:
Les paramètresextrinsèquesinfluençant le développement des microorganismes sont:
Parmi ces différents paramètres, certains vont plus ou moins influencer le développement des levains naturels. C’est le cas notamment de la température ou du pH.
De nombreuses matières premières telles que le lait, les fruits, les légumes, la viande, le poisson ou encore les céréales sont fermentescibles. Ce procédé permet, entre autres, d’obtenir différentes sortes de pains, de fromages, de boissons et de pâtes.
La technique est ainsi adaptable à de nombreuses matières premières. Le lien fort établi entre la matière première, l'environnement et le processus de fermentation détermine la nature du produit final.
En 1997, Steinkraus a proposé de classer les produits alimentaires en 8 catégories selon leur type de fermentation :
Une classification est également possible sur la base de leurs fonctionnalités :
Ainsi, les levains naturels font exclusivement partie de la catégorie des levains technologiques.
La fermentation est un processus très ancien qui s’est développé, de manière indépendante et simultanée dans plusieurs régions du monde. Des échanges à ce sujet ont pu s’opérer entre les différentes civilisations. Ainsi, la technique aurait été perdue et redécouverte au fil du temps, au sein des différentes populations. Avant l'émergence de véritables organisations sociétales, les produits étaient consommés très vite afin d’empêcher toute altération de la nourriture devenue avariée et source de maladies. Les aliments pouvaient cependant être fumés ou cuits pour essayer de prolonger de quelques jours leur durée de conservation. Les tribusnomadesseraient à l'origine de l'émergence de la fermentation il y a plus de 8000 ansav. J.-C.La fermentation spontanée a largement contribué à l'augmentation de la durée de conservation des produits et à la préservation sanitaire de ces derniers. Une nouvelle fonction, organoleptique cette fois-ci, a ensuite émergé avec la production devinet depain. La fermentation du raisin aurait été développée il y a plus de 6000av. J.-C., enMésopotamieet dans leCaucase, avant d’être transmise aux pays du pourtour méditerranéen via les échanges commerciaux et culturels et l’expansion romaine. La fabrication de labièreaurait quant à elle été initiée environ 1700 ansav. J.-C.par lesSumériens. Lebeurreserait apparu en 3000av. J.-C.chez ce même peuple en Mésopotamie (Irakactuellement). On leur associe également le développement des procédés de viandes salées, de peaux séchées etc. Lelait, lefromageet le beurre étaient utilisés par lesÉgyptiensà la même époque.
Des traces de fermentation à base deriz, demielet de fruits auraient également été relevées enChine(-9000-3000av. J.-C.) ainsi que la production d’alcool à base demaïsenAmérique du SudauxXVetXVIsiècles. Des saucisses fermentées auraient également été consommées par les anciens peuples chinois etbabyloniensà partir de 1500 ansav. J.-C..
Les premières études et découvertes orientées sur lesbactériesintervenant dans les processus fermentaires et les levures ont été amorcées autour des années 1660. Mais il faudra attendre 1836 pour que le rôle fermentaire des levures soit véritablement constaté par l’ingénieur et physicien françaisCharles Cagniard de Latour.
Le rôle des microorganismes - caractéristiques et bénéfices - a été véritablement étudié parLouis Pasteurentre 1857 et 1866. Il s’est intéressé plus particulièrement à la flore microbienne présente dans le lait et le vin mais aussi aux levures de la bière.
Même si la progression des connaissances sur les microorganismes a largement contribué à l’accroissement de leur utilisation, le développement de produits fermentés s’explique principalement par une nécessité de conservation des produits et par l’évolution des préférences organoleptiques des consommateurs.
AuXIXsiècle, la production alimentaire s’industrialise, imposant ainsi une standardisation des propriétés organoleptiques des produits. Des levains spécifiques sont sélectionnés afin de remplir les conditions imposées par laproduction de masse. L'utilisation des levains naturels a ainsi diminué à partir duXXsiècle. La standardisation organoleptique s'oppose à la volonté de garder toute l’authenticité d’un produit, en lien avec son terroir. Ainsi, l'utilisation de levains industriels permet une homogénéisation gustative des produits contrairement aux levains naturels qui laissent davantage de place à la spécificité. Mais peu à peu, de nouvelles attentes gustatives et qualitatives semblent relancer leur utilisation.
La fermentation spontanée, qui est amorcée par les microorganismes naturellement présents dans les matières premières, est encore utilisée mais de façon très minoritaire. L’amélioration de cette technique a été rendue possible grâce à la technique du repiquage (ou « backslopping » en anglais). Ce procédé va permettre une fermentation du produit par incorporation, dans la production du jour, d’une portion du même produit ou d’unsous-produitissu de la fabrication de la veille. Le repiquage permet un enrichissement de la flore bactérienne. Ainsi, à la flore présente dans l'environnement de travail et la matière première s'ajoute celle issue de la fermentation du produit de la veille. Cet ajout defermentsde la veille peut être qualifié de levains naturels. Cette technique est notamment utilisée en boulangerie dans lafabrication du pain(levain de type I) mais également pour la production de laits fermentés, saucissons secs, etc. Le repiquage permet de maintenir le lien unissant le produit au savoir-faire des producteurs et à la spécificité du terroir dont il est issu.
L'utilisation des levains naturels requiert l'apprentissage d'une certaine technicité et d’un savoir-faire qui ne permettent pas malgré tout l'obtention à coup sûr d'un produit fini de même qualité à chaque fois. Des problèmes technologiques peuvent apparaître, modifiant ainsi la qualité des produits et à l’extrême la confiance des consommateurs, si les produits deviennent trop différents. Des pertes financières sèches peuvent en résulter. Cela permet d’expliquer, entre autres, le délaissement des levains naturels au profit de ferments sélectionnés et standardisés qui assurent une production aux qualités organoleptiques homogènes. Ainsi, de nos jours, les produits fermentés utilisés en industrie se composent principalement de ferments sélectionnés. Généralement, le complexe microbien est combiné à des matières premières animales ou végétales pour le processus fermentaire.
Les levains naturels sont obtenus à la suite du développement d'une microflore complexe (bactéries lactiques, moisissures, levures) prolongé par repiquage successifs. Les moisissures seules sont davantage considérées comme une flore de couverture. Les microorganismes les plus utilisés dans les processus de fermentation sontLactobacillusetSaccharomyces. De par leur facilité d’adaptation, ils sont présents sur tous les continents. L’usage des microorganismes va cependant dépendre du résultat attendu. Ainsi, exceptions gardées, les bactéries vont être employées pour produire de l’acide lactiquealors que les levures (surtout saccharomyces) vont permettre la production d’éthanol.
Parmi les microorganismes présents couramment dans les produits fermentés, certains vont se retrouver dans les levains naturels. Le tableau ci-dessous présente quelques microorganismes fermentaires présents dans les aliments :
Tableau 1 : Liste non exhaustive de produits alimentaires fermentés par des levains naturels. LAB:bactéries lactiques, Ln:Leuconostoc, Lb:Lactobacillus, Pc: Pediococcus, Ec:Enterococcus, S:Saccharomyces(D’après Yann Demarigny, enseignant chercheur à l’ISARA-Lyon, 2014)
L’utilisation de levains naturels confère au produit un goûtacide(acide lactique) ou alorsalcalinet/ou alcoolique.
Pour réaliser le levain utilisé en technologie panaire, la flore microbienne doit être ajoutée à un mélange de farine et d’eau. Après deux phases successives de fermentation induites par des bactéries lactiques puis des levures, le levain est prêt à être ajouté à la pâte à pain.
Les bénéfices liés à l’utilisation des levains naturels sont nombreux : transformation biologique et chimique du produit induisant une amélioration de saveur et de texture, préservation des produits périssables, augmentation de l’apport nutritionnel, dégradation des composés indésirables rendant le produit impropre à la consommation, amélioration de la digestibilité avec une meilleure tolérance au lactose, propriétés probiotiques, production d'enzymes, de vitamines et minéraux, production de composés antimicrobiens et vertus médicinales.
Plus précisément, pour les levains naturels repiqués, l’on peut également citer les bénéfices suivants:
Les levains naturels ne sont cependant pas adaptables à toutes les technologies. En effet, en dépit des précautions prises, une contamination du produit par des microorganismes indésirables peut toujours se produire lors du repiquage. Par ailleurs, l’usage de ces levains est extrêmement technique (compétence et savoir-faire). Du fait de la complexité de ces écosystèmes, l’apparition de certains défauts peut se révéler difficile à résoudre sans changer de levain.