Résumé
L’objectif général de ce travail est de proposer un modèle global de la fermentation du gowé, une boisson traditionnelle fermentée à base d’un mélange de farine de sorgho malté et non malté consommée au Bénin. Traditionnellement, lors de la fabrication réalisée à petite échelle, l’étape de fermentation est conduite par des souches de bactéries lactiques et de levures sauvages. La maitrise de l’étape de fermentation mixte conditionne l’obtention de gowé de qualité appréciée par les consommateurs. La stratégie de modélisation mise en œuvre est modulaire. Dans un premier temps, la modélisation de la croissance et de la production d’acide lactique de deux souches commerciales de bactéries lactiques (Lactobacillus brevis et Lactobacillus plantarum) a été réalisée, prenant en compte l’effet de la température, du pH, de la concentration en acide lactique. Le modèle de croissance des deux souches lactiques a été enrichi d’un modèle capable de prédire la valeur du pH lors de la fermentation du gowé en fonction de la production d’acide lactique. La seconde étape a été la modélisation de l’impact de la fermentation lactique, de la température, des teneurs en sucres, de la température de cuisson de la farine de malt, sur l’activité amylasique du malt. Le modèle agrégeant celui de la fermentation lactique et celui de la saccharification a été validé sur les données expérimentales recueillies lors de fabrication de gowé à l’échelle du laboratoire. La température de précuisson et de la fermentation apparaissent comme des leviers pour contrôler les teneurs en acide et en sucre du gowé. La croissance d’une souche commerciale de l’espèce Pichia kluyveri a été modélisée selon la même stratégie que celle utilisée pour les souches lactiques. L’inhibition de la croissance des souches lactiques par l’éthanol produit par la souche de levure et l’inhibition de la croissance de la souche de levure par l’acide lactique ont été modélisées. Le modèle global a été élaboré en intégrant les différents modèles précités en utilisant le logiciel Simulink (Matlab). Les résultats de fermentation de gowé, à l’échelle du laboratoire, inoculées avec la souche de Lactobacillus plantarum et celle de Pichia kluyveri ne remettent pas en cause la qualité du modèle global qui apparait comme un outil d’aide à la décision pour le choix des starters et des paramètres de conduite de la fermentation. Les résultats de ces fermentations de validation suggèrent le développement d’une microflore sauvage présente dans le sorgho qui interférait avec celui des souches sélectionnées. Les écarts observés entre les données expérimentales et les données prédites pourraient être la preuve d’interactions entre la souche lactique et celle de la levure non prises en compte par le modèle global. Des simulations ont montré qu’avec les starters utilisés, le temps de fermentations réalisées à 40°C pouvait être réduit à 15 heures, toute en produisant un gowé présentant de bonnes caractéristiques sanitaires et sensorielles.