Le maltage des grains et le mystère des diastases.
Tous les brasseurs savent que les grains germés d'orge ou de blé, une fois séchés et concassés, ont le pouvoir de transformer toutes sortes de farines en matière sucrée. Pourquoi les farines deviennent-elles sucrées ?
En 1833, Anselme Payen (1795-1871) et Jean-François Persoz (1805-1868) isolent, dans un extrait aqueux de malt précipité avec l'éthanol, une substance qui accélère la transformation de l'amidon en glucose[1]. Ils baptisent cette substance « diastase » du grec « séparer/couper », car elle sépare les granules d'amidon que renferme l'albumen des grains et dont la structure a été observée au microscope, et elle libère le contenu de chaque granule en coupant leur enveloppe. L'année 1833, Payen et Persoz publient en commun un "Mémoire sur la Diastase, les principaux Produits de ses réactions, et leurs applications aux arts industriels".
Payen exploite de nombreuses manufactures dans le département de la Seine (sel d'ammoniac, teinture, savons). Ses affaires de transformation de betteraves en sucres et sirops, dont il améliore le procédé de blanchiment pour concurrencer le sucre de canne des colonies, poussent Payen à s'intéresser à la saccharification des féculents. On sait le faire par voie chimique avec l'eau et l'acide sulfurique convertissant de la fécule de pomme de terre en sucres. Certains brasseurs à Paris adoptent cette méthode chimique de saccharification des farines, pour économiser du malt[2].
La diastase va permettre d'accélérer le processus. Payen et Persoz notent certaines caractéristiques importantes de la diastase : insoluble, présente dans les grains germés de blé, orge et avoine et tubercule de pomme de terre, active entre 65° et 75°C. Leur méthode d'extraction de la diastase applique les méthodes des malteurs-brasseurs. Hormis la saccharification des féculents, les applications à la brasserie seront modestes, car les brasseurs maîtrisent depuis des millénaires la technique du maltage et l'infusion du malt au brassage. On peut même se demander si l'identification de la plage active de température n'a pas été indiquée à Payen par les maîtres-brasseurs parisiens. L'extraction de la diastase est coûteuse et difficile. La diastase purifiée à l'éthanol reste fragile. En revanche, le procédé sera utile aux distilleries d'alcool, secteur très prospère à l'époque, comme alternative à l'utilisation des acides forts.
La diastase de Payen/Persoz est le premier composé isolé qui se comporte comme un catalyseur organique. Le suffixe -ase sera attribué aux molécules similaires, comme la zymase extrait de la levure et catalyseur de la fermentation alcoolique.
La saccharification de l'amidon et la fermentation alcoolique étant conduite par la brasserie occidentale comme deux opérations séparées et successives, aucun rapprochement théorique immédiat ne sera établi après 1833 entre la diastase du malt (amidon + diastase => sucre) et la fermentation (sucre + ? => alcool + CO2). Le terme générique enzyme sera forgé en 1878 par l'allemand Traube d'après le grec "en-/zym", litt. "dans/levain (zumê)", après ses travaux sur les ferments. Il faudra attendre 1886 et les expériences de Büchner pour extraire la zymase en broyant des levures de bière (page suivante => Qu'est-ce qu'une fermentation ? 6ème acte).
[1] Payen, Persoz 1833, Mémoire sur la Diastase, les principaux Produits de ses réactions, et leurs applications aux arts industriels, Annales de chimie et de physique, 2e série, t. 53, 73-92.
Mémoire sur la Diastase, les principaux Produits de ses réactions ...
[2] Dans une note finale de leur Mémoire, Payen écrit: "MM. Chappellet, Janneret, Chaussenot, brasseurs à Paris, qui, remplaçant le sucre de fécule à l'acide sulfurique par le sirop de dextrine dans la fabrication de la bière, ont su réunir l'intérêt de leurs établissements à celui des consommateurs" (Mémoire p. 92) !