production de glycérol lors d'une fermentation par SC : equation bilan

[RomVi]

Bonjour à tous

Je me pose actuellement une question : lors de la fermentation du sucre par saccharomyces cerevisiae on forme du CO2, de l'éthanol et du glycérol (environ 1 part de glycérol pour 10 d'éthanol).

Je sais que 1 molécule de glucose donne 2 molécules de CO2 et une d'éthanol (l'équation est équilibrée), mais je ne sais pas comment poser avec le glycérol ; une petite idée ?
Je sais que la formation du glycérol fait intervenir des composés intermédiaires, mais on peut "sauter les étapes", en fait la seule chose qui m’intéresse est de connaitre la proportion molaire entre le glucose et le glycérol.

Merci d'avance

Edit : et ce serait sympa si un modérateur pouvait corriger ma faute de frappe dans le titre
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[Flyingbike]

Bonsoir

C'est corrigé.


Pour la question, à mon avis il ne faut pas chercher de réponse précise. La production de glycérol pendant la fermentation alcoolique par Sc est issue des trioses phosphates et se fait donc au détriment de la production d'éthanol, mais dans des proportions qui dépendent de l'expression des enzymes spécifiques mais aussi de l'équilibre redox du milieu. En effet, la fermentation alcoolique est équilibrée au niveau redox, sauf si l'acetaldéhyde n'est pas réduit en éthanol. Cela favorise la réduction du DHAP en glycérol-3-phosphate pour rétablir la disponibilité en NAD+.

La réponse générale à la question serait donc : ça dépend !

On devrait pouvoir trouver quelques estimations dans des vieux papiers, typiquement de biochimie à l'ancienne utilisant du glucose marqué au 14C comme radiotraceur afin de déterminer avec pas mal de précision son devenir métabolique. Un savoir faire qui se perd !

Exemple ici : http://actachemscand.org/pdf/acta_vol_20_p1016-1025.pdf

[RomVi]

Merci pour cette réponse détaillée, et pour ce document ; j'étais passé à coté lors de mes recherches.

[agitateur]

La réponse générale à la question serait donc : ça dépend !

C'est hélas la meilleure réponse à formuler.
La formation de glycérol fait appel à des voies métaboliques secondaires, dont leur importance ( qui reste TRES relative ) est hyper liée aux conditions de fermentation.
En solution modèle je ne sais pas, et j'imagine qu'on veut y minimiser les métabolites secondaires.
Dans la fermentation pour le vin, la proportion formée varie d'un facteur 1 à 5 assez probablement pour prendre une fourchette large. C'est très lié aux conditions et aux difficultés fermentaires, surtout en début de phase exponentielle. Plus ça pédale dans la choucroute pour s'implanter et se multiplier, plus on forme de glycérol, en gros.
Il y aussi un effet souche, mais pas facile de savoir si c'est génétique en voie secondaire et / ou lié à une souche un peu fragile en implantation.
Des levures GMO ont été expérimentées pour produire des vins avec moins d'éthanol, mais le résultat est peu convaincant. La voie secondaire privilégiée va justement vers la formation de glycérol mais sa formation reste marginale. Tout au plus un vin qui titrerait 14% en TAV alcool ferait 13. Mais il y a 2 écueils: le glycérol amène du "gras" au niveau sensitif ( comme l'alcool ) donc l'équilibre gustatif vers plus de "fraicheur" n'est pas résolu. Et puis il y a la question OGM, dont le consommateur ne va pas ( mais c'est un autre débat ).

[A voir en vidéo sur Futura]

[RomVi]

j'ai peut être mal formulé ma question, en fait ce n'est pas exactement la proportion de glycérol formé que je veux connaitre, mais la proportion par rapport au sucre initialement présent.

On peut raisonner sur le carbone seul (qui ne vient que du sucre) : Une molécule de glucose contient 6 C, 4 C vont se retrouver dans l'éthanol et 2C vont aller dans le CO2 (aux co-produits près).
J'aimerai appliquer le même raisonnement pour le glycérol. Dit autrement est ce que la formation du glycérol s'accompagne aussi d'un dégagement de CO2 ? Parce que le bilan ne s'équilibre pas.

[agitateur]

la réponse est un peu la même.
Tu formes surtout le glycérol au début, donc si tu stoppes la fermentation tôt tu aura une part plus importante de glycérol.

Un résumé de la situation:

[RomVi]

Je suis tombé sur ce même bilan, malheureusement ça ne répond pas à ma question, car le CO2 n'y figure pas, et il n'y a pas pas les coefficients stœchiométriques, or c'est précisément ce point qui m’intéresse.
Je vais détailler un peu plus mon approche : Je souhaite modéliser une fermentation de sucre, pour laquelle je ferais varier différents paramètres (pH, redox, concentrations, t°...)
Ma simulation fonctionne comme une boite noire, n'étant pas biologiste mais chimiste je considère juste l'état initial et final.
- Une partie du glucose se transforme en CO2 et éthanol : C6H12O6 --> 2 C2H5OH + 2 CO2 ; la réaction est équilibrée.
- Une partie du glucose se transforme en glycérol : C6H12O6 --> 2 C3H8O3 ; j'ai équilibré les carbones, mais le reste n'est pas équilibré. On ajoute rien dans le milieu (on a juste de l'eau et du sucre initialement) donc il y a forcément moyen d'équilibrer correctement cette réaction, mon but est de trouver comment (en faisant intervenir un dégagement de CO2 ?, de l'eau ?).

[Sacchapuce]

Bonjour,
J'arrive une petit peu après la bataille
Je mets mon petit grain de sel quand même !

En effet estimer le glycérol produit à partir du sucre consommée est très compliqué !>
En revanche, je pense qu'on peut estimer la quantité de sucre nécessaire pour former une quantité de glycérol. Le déséquilibre sur les hydrogènes est dû au fait qu'il faut prendre l'oxydo-réduction de la nicotinamide adénine dinucléotide (HEIN ??!) Mais si le petit NAD/NADH+ qui traîne partout !!
On peut ici faire l'approximation : 2 moles de glycérol sont produire par 1 mole de sucre (puis faire la conversion en massique)
Et pour ceux qui voudrait une belle équation équilibrée pour justifier cela, vous pouvez écrire :

C6H12O6 + 2 NAD -> 2 C3H8O3+ 2 NADH 2

[RomVi]

Bonjour et merci pour cette intervention.

Faute de mieux j'avais raisonné sur le carbone, en considérant que le glycérol est fabriqué sans production de CO2 ; j'étais donc tombé sur la même équivalence.