Les aliments fermentés


On fermente principalement les fruits, le lait, la viande et les céréales. Une énorme variété de levures, de champignons, et de bactéries est mise à contribution pour cela. Quelles sont les origines de ces procédés, quels sont les processus mis en œuvre et quelles transformations ont lieu ? Et enfin qu’apportent ces produits fermentés en termes de santé ?

Date de publication : 10/05/20


Pourquoi la fermentation ?

La fermentation est, après le séchage, la méthode la plus ancienne de conservation des aliments. Tout comme le fumage ou encore le salage, la fermentation apporte des propriétés intéressantes aux aliments aussi bien d’un point de vu gustatif que sanitaire1,2.

L’histoire de la fermentation

Il est assez délicat de dater précisément les débuts de l’utilisation de la fermentation tant les pratiques ont changé, et surtout si l’on prend en considération le fait que les grands singes aussi consomment des aliments fermentés. En effet, les chercheurs de l’Université de Tokyo ont observé pendant 17 ans des chimpanzés utiliser des outils afin d’extraire la sève fermentée d’un palmier en Guinée3. Ceci dit, la fermentation intentionnelle de fruits, de légumes et de céréales est récente dans l’Histoire humaine4.

Prenons par exemple la plus ancienne trace de bière, trouvée en Israël dans la grotte Raqefet : elle a 13 000 ans5. Cette bière était brassée par un peuple semi-nomade (les Natoufiens) avec des céréales de la famille du blé et de l’orge, et ceci avant même avant la domestication des céréales. Cette « bière » était bien plus épaisse que nos bières modernes mais sa fabrication suit encore de nos jours les mêmes procédés :

  • Le maltage : les grains sont germés dans l’eau, égouttés et séchés. Cette étape permet de développer des enzymes qui transformeront l’amidon en sucres plus simples dans la suite du procédé.
  • Le brassage : le malt est broyé grossièrement, mélangé à de l’eau et chauffé entre 65 °C et 70 °C pendant 30 min à 4 h. Cette étape permet de transformer l’amidon en sucres plus simples (comme le maltose). Voir expérience.
  • La fermentation : de la levure est ajoutée au moût ou se dépose naturellement. On laisse reposer pendant un ou plusieurs jours jusqu’à ce que la fermentation soit terminée, c’est à dire lorsque les sucres sont transformés en alcool et gaz carbonique (le CO2 ce sont les bulles).
  • L’ajout de houblon se généralisa avant le Moyen Age en Europe6 ; c’est le houblon qui donne le goût amer aux bières.

Recette de la bière en cunéiforme sur une tablette sumérienne en argile datant d’environ trois millénaire avant notre ère (Metropolitan Museum, NYC). Classe non ?

On peut aussi estimer les premières trace de fromage à il y a 8 000 ans en Europe de l’Est7, et celles de vin en Géorgie et en Chine à la même époque8,9. Les Hommes ont, au cours de leur Histoire et au gré des ressources et de leurs besoins, élaboré la fermentation de nombreux produits1,2,10 comme :

  • Les fruits : raisin (vin, vinaigre), olives, pommes (cidre), cacao.
  • Les légumes et rhizomes : Chou blanc (choucroute), chou chinois (Kimchi, Corée), Cornichons (pays slaves), betterave avec du raifort (Cwikla, pays slaves), gingembre (Ginger beer, Jamaïque).
  • Les laits : yaourt, skir, (yaourt islandais), fromage, crème fraîche, kéfir (lait fermenté, bassin méditerranéen)
  • Les viandes : porc (bacon, saucisson, pancetta, capocollo, Jambon de Parme/Bayonne/ Serrano), Fenelar (mouton, Norvège), pastirma (bœuf, Turquie)
  • Les céréales : pain, bière, Kvas (bière à base de pain de sarrasin, pays de slaves), Boza (bière de malt, Balkans)
  • Les légumes racines : fufu et cassava (à base de manioc, Afrique)
  • Le soja : Miso, sauce soja, tempeh (soja fementé par des champignons, Indonésie)
  • Le poisson : Surströmming (hareng fermenté suedois), garum (sauce poisson romaine), nuoc-mâm (sauce poisson, Asie du Sud-Est) (lien)
  • Le thé : Kombucha (boisson, Russie)



Kombucha, Ginger beer, Kvas, Kimchi, choucroute, olives, cornichons…
Autant de produits fermentés 

Qu’est-ce que la fermentation ?

Principe

La relative facilité du procédé et l’équipement nécessaire très peu coûteux sont certainement les raisons principales de l’utilisation de la fermentation dans l’Histoire Humaine. Concrètement, le processus de fermentation consiste à utiliser des micro-organismes pour changer la composition chimique des aliments et leur donner la capacité de se conserver plus longtemps. En effet, ce changement de composition a pour conséquence le contrôle d’autres micro-organismes, ceux responsables de la détérioration des aliments. On parle bien de contrôle car la fermentation permet de minimiser et/ou d’inhiber les micro-organismes délétères sans forcément les tuer, tout en avantageant ceux n’ayant pas d’effet délétère. En d’autres termes, la fermentation change l’environnement du produit, ce qui va favoriser la prolifération des microorganismes non-pathogènes au détriment des microorganismes pathogènes. C’est donc une technique de conservation différente de la stérilisation qui consiste à tuer l’ensemble des micro-organismes.

Concrètement, la fermentation est l’action de 4 principales familles de micro-organismes :

  • Les lactobactéries,
  • Les bactéries acétiques,
  • Les levures,
  • Les champignons.

Les lactobactéries (Lactobacillus, Lactococcus etc) sont responsables des fermentations lactiques des légumes : la choucroute, les cornichons, les carottes, le cwikla (condiment d’Europe de l’Est à base de betterave et raifort). Les olives ne sont pas comestibles avant fermentation et c’est l’action de bactéries sur les composés phénoliques au goût amer (ortho-diphenols, oleuropein) puis de certaines levures qui vont les rendre comestibles. Les lactobactéries sont aussi à la base des fermentations de produits laitiers (yaourts, kéfirs et fromages) ou encore des saucisses. Les lactobactéries fermentent les sucres du lait (le lactose) pour les transformer en acide lactique. La production de cet acide va faire baisser le pH des aliments, ce qui a comme conséquence de perturber l’environnement des autres organismes qui auront alors du mal à se développer. L’acidification a aussi pour effet de dénaturer les protéines du lait (c’est-à-dire changer leur forme tridimensionnelle) et ainsi le rendre solide. Les lactobactéries produisent également du peroxyde d’hydrogène et du CO2, qui ont comme effet de conserver les aliments. Le Lactobacillus bulgaricus est certainement la plus connue des lactobactéries et est, avec Streptococcus thermophilus, à l’origine du yaourt Bulgare. Les yaourts et laits fermentés sont nombreux : la crème fraiche, le Skyr (yaourt islandais), le kéfir (lait fermenté), le doogh (lait fermenté salé perse), le Dadiah (lait fermenté indonésien). Ces différences de produits fermentés sont dues au type de lait, aux microorganismes favorisés ou encore à l’ajout de pressure par exemple.


Quelques lactobactéries et leurs rôles 

Les bactéries acétiques comme Acetobacter aceti transforment les sucres ou l’alcool en acide acétique. Le produit le plus commun qui est obtenu par ces bactéries est le vinaigre de vin. Ces familles de bactéries sont aussi à l’œuvre dans les vinaigres de cidre ou de poire et s’organisent en colonies au sein de biofilms (appelées mères). Dans le cas du Kombucha, le thé fermenté d’origine russe, la bactérie acétique Gluconoacetobacter kombuchæ se développe en symbiose avec des levures telles que Schizosaccharomyces pombe. Les bactéries acétiques interviennent aussi dans la fermentation de certaines bières (de type lambic et c’est pour cela qu’elles sont un peu acides) mais elles sont aussi à l’œuvre aussi dans la fermentation des fèves de cacao11.

    
Du kombucha avec le symbiote ou mère, ce champignon ou biofilm qui contient les levures et les bactéries qui transforment le sucre en CO2 et acide.

La levure fréquemment employée dans la bière de type lager est Saccharomyces pastorianus et elle transforme le maltose en éthanol et dioxyde de carbone. Une autre levure est aussi utilisé et conduit à une réaction similaire : la levure Saccharomyces cerevisiae. Notez le terme cereviseae : c’est cette levure qui est en réalité à la base de la bière traditionnelle. Et c’est aussi la même que l’on connaît sous le nom de levure de boulanger, elle fait aussi lever le pain. Et dans le levain Saccharomyces cerevisiae est associée au lactobacille lactobacilli, ce qui lui confère une goût acidulé12.

Des moisissures assurent la décomposition des protéines de soja via une activité enzymatique pour le tempeh, une sorte de saucisse de soja. Ce sont les enzymes hydrolytiques tels que les protéases, amylases, pectinases qui coupent les grosses molécules (les polymères) respectives : les protéines, les amidons ou la pectine13,14.Les enzymes sont des protéines (de très grosses molécules) produites par ces micro-organismes pour réaliser des réactions biochimiques spécifiques : celles qui sont impliquées dans la fermentation vont « couper » les grosses molécules (les polymères) en unités plus petites. 
L’éthanol de la bière est obtenu par fermentation alcoolique du glucose issu de l’hydrolyse (=la coupure en plus petits morceaux) du maltose, lui-même issu de l’hydrolyse de l’amidon provenant de l’orge. L’ensemble implique des enzymes (diatase puis maltase) et des levures (Saccharomyces cerevisiae)

Aliments fermentés et santé

La fermentation aboutit à une transformation organoleptique des aliments et lui confère des propriétés différentes. Les lactobactéries dégradent le lactose, rendant de ce fait les produits fermentés plus digestes pour les intolérants à ce sucre.

Comme indiqué en début d’article, on distingue 4 types de fermentations, qui aboutissent chacune à la production des produits principaux suivants :

  • Les lactobactéries produisent de l’acide lactique
  • Les bactéries acétiques produisent de l’acide acétique
  • Les levures produisent de l’alcool et du gaz carbonique
  • Les champignons et moisissures produisent de l’ammoniaque et des acides gras

De nombreux composés bénéfiques pour la santé sont synthétisés pendant la fermentation : de la vitamine B, des antioxydants, des simulateurs d’immunité, des probiotiques, ou encore des composés prévenant l’adhésion de pathogènes sur la muqueuse intestinale12,15. Cependant, les effets directs sur la santé du consommateur sont plus difficiles à voir. Surtout, ils sont souvent exagérés et sortis de leurs contextes.

Pour vous illustrer cela je vais vous exposer l’exemple par lequel j’ai souhaité aborder la question. Et je l’avoue, en partant du principe que ces produits devraient êtres « bons pour la santé ». J’ai pour cela lu une petite synthèse de la littérature scientifique écrite par Maria Marco et ses collègues en 201712 et dans laquelle il est écrit que « les preuves s’accumulent concernant les propriétés antidiabétique et anti-obésité du kimchi ». Pour affirmer cela, les auteurs citent une étude intitulée : « Effets bénéfiques du kimchi frais et fermenté chez les personnes pré-diabétiques »16. Cette étude s’inscrit dans la lignées de nombreuses autres, notamment in vitro qui ont aboutis à des résultats encourageants. Cette étude a l’avantage d’avoir été conçue pour voir l’effet directement sur des humains et non plus des cellules dans des boites, mais surtout pour voir l’effet spécifique du kimchi fermenté comparativement au kimchi frais. En effet, le kimchi frais comme le kimchi fermenté sont une source importante de fibres dont on a déjà démontré le rôle positif contre le diabète17 et l’obésité18. En comparant les effets du kimchi frais à ceux du kimchi fermenté on teste bien l’effet de la fermentation et non l’effet du kimchi (le chou) lui-même.


Le Kimchi, c’est bon !

Dans cette étude de 201316, la consommation de 100g de kimchi fermenté par jour a contribué à la diminution du poids et du tour de taille des participants, et ceci significativement comparativement à ceux consommant 100g de kimchi frais par jour. Les auteurs observent aussi une baisse de la tension artérielle et de la résistance à l’insuline après consommation de kimchi fermenté, mais pas significativement en comparant cet effet à celui du kimchi non fermenté. Finalement, les auteurs soulignent dans l’article le fait qu’ils n’arrivent pas à démontrer une action vraiment spécifique du kimchi fermenté sur les paramètres du diabète, de l’inflammation ou de la tension. La seule différence significative avec du chou non fermenté est donc la baisse de poids (-2kg) et le tour de taille (-3cm).

Au moment d’affirmer que la fermentation du kimchi apporte spécifiquement un bienfait, c’est plus compliqué. Faut-il raisonnablement penser qu’il existe un effet généralisable à toute la population, d’un aliment qui a été consommé à hauteur de 100 à 300g pendant 2 mois19, sur un faible échantillon de personnes pré-diabétiques ou obèses suivant les études ? Car on parle ici d’une étude16 sur 21 personnes pré-diabétiques dont les résultats ne sont peut-être pas généralisables. Mais en fait je ne vous ai pas tout dit. Il y a un détail. Les consommateurs de Kimchi fermenté ont aussi consommé significativement moins de graisses et plus de fibres que le consommateurs de Kimchi frais. Elle ne serait pas là l’explication des quelques différences ?

Si l’on devait faire une échelle des certitudes, les autorités de santé peuvent recommander la consommation de fibres, kimchi inclus, car leurs bienfaits sont très bien établis dans de nombreuses études sur tout type de personnes. Mais il semble tout à fait exagéré de mettre sur le même plan ces indices, certes intéressants, avec des études de cohortes de dizaines de milliers de personnes pendant des années. Comme le signale un très court commentaire publié dans le journal Lancet au début 2019, il faut bien avoir à l’esprit les aspects positifs mais aussi négatifs des produits fermentés20. En effet, ces derniers sont souvent riches en sels et ils sont donc pour cette raison des promoteurs des cancers gastro-intestinaux21(lien). Si les effets du lait fermenté sur la tension artérielle peuvent être positifs, ils varient aussi suivant les pays étudiés22 rendant les conclusions généralisables difficiles. Les cancers colorectaux quant à eux ne sont eux ni évités ni causés par ces produits (ouf)23.

On peut continuer de prendre à contre-pied cet intérêt pour les produits fermentés en comparant la perception que nous avons de nos aliments, surtout en comparant notre perception avec celle des autres. En effet, de manière subjective, on peut constater assez facilement que les américains ont dans leur globalité une plus grande méfiance face aux bactéries que face aux additifs alimentaires. Ceci se confirme dans un rapport de l’International Food Information Council (IFIC), une organisation subventionnée par l’agro-industrie. La peur de la contamination bactérienne dans les aliments est supérieure à celle des additifs ou des pesticides (1ère inquiétude sur 8 choix)24. En revanche, en Europe, une enquête cette fois-ci effectuée par l’agence de l’union européenne EFSA (European Food Safety Agency), montre que la contamination bactérienne arrive derrière la présence de pesticide ou d’additifs : 7ème sur 1525. Entre 1998-2011 les États-Unis ont compté 90 contaminations attribuées aux fromages avec à la clef 1882 malades, 230 hospitalisations, et 6 morts. La moitié de ces contaminations provenaient de fromages au lait cru.

Alors les produits fermentés, mauvais pour la santé ? Il ne faut certainement pas tomber dans cet extrême. Il est certainement plus facile de relever des cas de contamination ou d’issues tragiques que des effets bénéfiques diffus.

Conclusion

Au final les réactions de fermentations ne sont rien d’autres que l’action de micro-organismes. Ces derniers, afin de se nourrir, produisent des enzymes qui vont couper les grandes molécules, comme nous ferions du feu pour retirer de l’énergie du bois. Le résultat n’est pas de la fumée, mais des sous-produits souvent acides qui vont réguler la prolifération de micro-organismes délétères.

Ces techniques de fermentation ont été un atout de poids pour les Hommes afin de conserver leurs aliments et ainsi réguler leurs apports caloriques. Les produits fermentés ayant nécessité un salage peuvent s’avérer problématiques de par l’apport en sel trop important, mais l’on parle ici de consommation régulière et d’effets à long terme. Si de manière générale les produits fermentés peuvent aussi être source de composés pouvant être bénéfiques, il n’y a pas encore de rapport bénéfice/risque plus élevés clairement établi pour les produits fermentés, pas plus qu’un bénéfice net clair.

La consommation de produits fermentés est avant tout une source de plaisir et de découvertes qu’il faut pouvoir insérer dans une alimentation équilibrée.

Aller plus loin


Merci aux différents relecteurs et relectrices anonymes de cet article.

Phosphoré par : Gontier Adrien, Jaeger Catherine

Mots clefs : Fermentation, Levure, Bactérie

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Références ▼

  1. Handbook of Food Preservation. CRC Press https://www.crcpress.com/Handbook-of-Food-Preservation-Second-Edition/Rahman/p/book/9781574446067.
  2. Farnworth, E. R. (Ted). Handbook of Fermented Functional Foods. (Taylor & Francis, 2008).
  3. Hockings, K. J. et al. Tools to tipple: ethanol ingestion by wild chimpanzees using leaf-sponges. Royal Society Open Science 2, 150150.
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  5. Hayden, B., Canuel, N. & Shanse, J. What Was Brewing in the Natufian? An Archaeological Assessment of Brewing Technology in the Epipaleolithic. J Archaeol Method Theory 20, 102–150 (2013).
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  11. De Roos, J. & De Vuyst, L. Acetic acid bacteria in fermented foods and beverages. Current Opinion in Biotechnology 49, 115–119 (2018).
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  24. Insight, F. 2018 Food and Health Survey. IFIC Foundation https://foodinsight.org/2018-food-and-health-survey/ (2019).
  25. 2019 Eurobarometer on Food Safety in the EU. European Food Safety Authority https://www.efsa.europa.eu/en/corporate/pub/eurobarometer19 (2019).



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