L'eau est l'un des premiers intrants utilisés dans la fabrication du kombucha ; pourtant, on néglige souvent la question du chlore, car l'eau du robinet chlorée est tout à fait potable.
La situation est différente lorsque cette même eau intervient dans un processus de fermentation contrôlé.
L'eau du réseau municipal est généralement désinfectée à l'aide de chlore libre ou de chloramine afin de contrôler les micro-organismes présents dans le réseau de distribution. Ces désinfectants sont utiles pour produire une eau potable sûre, mais la fabrication du kombucha repose sur des levures et des bactéries vivantes pour mener à bien la fermentation. La présence de résidus de désinfectant dans le processus de fabrication peut donc nuire à la culture biologique que le producteur s'efforce de maintenir. Des recherches portant spécifiquement sur la composition chimique de l'eau utilisée pour le kombucha ont identifié le chlore comme un facteur potentiellement néfaste pour la culture de fermentation, tout en soulignant que la composition chimique de l'eau peut influencer les propriétés sensorielles et chimiques de la boisson finale.
Cela ne signifie pas pour autant que tous les lots préparés avec de l'eau du robinet seront ratés. Ce qu'il faut retenir, c'est qu'une eau propre à la consommation n'est pas automatiquement adaptée à la fermentation.
Dans le cadre de la production industrielle de kombucha, le chlore doit être considéré comme une variable de processus qu'il convient de mesurer et de contrôler.
Pourquoi ajoute-t-on du chlore à l'eau potable ?
Le chlore est largement utilisé comme désinfectant de l'eau potable, car il inactive les micro-organismes et assure un effet désinfectant résiduel tout au long du parcours de l'eau dans les réseaux de distribution.
Certains services des eaux utilisent plutôt de la chloramine, généralement de la monochloramine, car celle-ci reste plus stable dans les réseaux de distribution et assure une désinfection plus durable. Ces deux approches constituent des méthodes courantes pour préserver la qualité de l'eau potable.
Du point de vue de la production de boissons, cependant, cette même activité désinfectante résiduelle peut s'avérer indésirable.
La fermentation du kombucha repose principalement sur une communauté microbienne mixte composée de levures et de bactéries acétiques. Les levures métabolisent les sucres et produisent de l'éthanol et du dioxyde de carbone, tandis que les bactéries acétiques participent à l'oxydation des produits de fermentation et à la formation d'acides organiques.
L'eau de brassage doit donc offrir un environnement propice à ces micro-organismes plutôt que de continuer à exercer un effet désinfectant.
Quel est le rôle du chlore dans la fabrication du kombucha ?
La préoccupation la plus immédiate concerne son interaction avec les micro-organismes.
Le chlore libre est un désinfectant réactif capable d'endommager ou d'inactiver les cellules microbiennes. C'est précisément pour cette raison qu'il est utile dans le traitement de l'eau potable. Des études menées sur les micro-organismes présents dans l'eau ont démontré que le chlore libre peut réduire les populations viables de bactéries et de champignons dans des conditions d'exposition appropriées.
Le kombucha n'est évidemment pas le même système microbien qu'une communauté présente dans l'eau potable, et les recherches permettant d'établir une concentration universelle en chlore à partir de laquelle les cultures de kombucha cessent de fonctionner sont limitées.
Néanmoins, le principe de fonctionnement sous-jacent est simple :
Si une boisson repose sur des micro-organismes vivants, la présence de résidus de désinfectant n'est pas un facteur souhaitable à introduire dans la phase de fermentation.
Une faible quantité de chlore résiduel n'entraîne pas nécessairement un échec de fermentation manifeste. Son effet peut plutôt se traduire par une activité réduite de la culture, une acidification plus lente, un comportement de fermentation altéré ou une plus grande variation d'un lot à l'autre.
Cela revêt une importance particulière lorsque la production commerciale repose sur une culture de kombucha multipliée à plusieurs reprises. Les mêmes conditions de processus devant être reproduites au cours de nombreux cycles de fermentation, même des variations relativement faibles de la qualité de l'eau en amont peuvent avoir des répercussions significatives sur le plan opérationnel.
Le chlore peut altérer le thé avant le début de la fermentation
Il existe une autre raison de contrôler la teneur en chlore : la fabrication du kombucha ne commence pas par les micro-organismes.
Tout commence par l'extraction du thé.
L'eau utilisée pour l'infusion entre en contact avec les feuilles de thé avant l'ajout de la culture de démarrage. La composition chimique de l'eau influe sur l'extraction des composés du thé, et le chlore peut également entrer en réaction avec les composés organiques présents dans le thé.
Des recherches menées sur le thé infusé avec de l'eau chlorée ont démontré que le chlore résiduel peut réagir avec les composants du thé et contribuer à la formation de sous-produits chlorés de désinfection. L'étude a également mis en évidence que le chlore peut réagir avec les composés polyphénoliques présents dans les feuilles de thé.
Pour la fabrication du kombucha, cela a son importance car l'infusion de thé sert de substrat à la fermentation.
Si l'eau a déjà modifié la composition du thé avant l'inoculation, le producteur ne démarre pas la fermentation avec exactement le même milieu.
Cela permet d'adopter une approche utile pour aborder la question de l'eau utilisée pour le brassage :
Qualité de l'eau → Extraction du thé → Conditions de fermentation → Kombucha fini
Le chlore peut potentiellement influencer le processus à plusieurs étapes de cette chaîne.
Le chlore peut-il modifier le goût du kombucha ?
Oui, même si cet effet ne doit pas être réduit à la simple affirmation selon laquelle “ l'eau chlorée donne toujours un mauvais goût au kombucha ”.”
Le chlore résiduel peut, à lui seul, conférer à l'eau un goût et une odeur perceptibles, et la chloration peut entraîner la formation de composés supplémentaires par réaction avec les matières organiques. Les recherches sur la qualité de l'eau ont depuis longtemps démontré que les composés dérivés du chlore peuvent influencer le goût et l'odeur, certains composés phénoliques chlorés présentant des seuils sensoriels particulièrement bas.
Dans le cas du thé, la question se complique, car l'eau interagit avec les polyphénols et d'autres composés extraits des feuilles. Des recherches ont démontré que les caractéristiques de l'eau utilisée pour l'infusion influencent les propriétés sensorielles et physico-chimiques des infusions de thé.
Il en résulte que l'eau contenant du chlore résiduel peut constituer une source supplémentaire de variation avant même que la fermentation ne commence.
Pour un producteur industriel de kombucha, cet aspect peut s'avérer plus important que la détection d'un goût prononcé de chlore dans la boisson finie. Ce qui importe, c'est la régularité du processus de fabrication.
Chlore ou chloramine : ce n'est pas la même chose
Dans les débats sur le traitement de l'eau à usage commercial, on utilise souvent les termes « chlore » et « chloramine » comme s'ils étaient interchangeables.
Ce n'est pas le cas.
Chlore libre
Le chlore libre désigne les espèces chlorées actives telles que l'acide hypochloreux et l'hypochlorite. Il est relativement réactif et largement utilisé pour la désinfection primaire.
En raison de cette réactivité, le chlore libre peut généralement être éliminé assez facilement grâce à un traitement adapté, tel que la filtration sur charbon actif. Le charbon actif est largement utilisé pour la déchloration, car il réagit avec le chlore libre présent dans l'eau et l'élimine.
Chloramine
La chloramine, et en particulier la monochloramine, est chimiquement plus stable.
Cette stabilité est utile pour la distribution d'eau potable, car elle permet de maintenir plus longtemps une concentration résiduelle de désinfectant. Cela signifie également que les méthodes de traitement conçues uniquement pour le chlore libre peuvent ne pas éliminer efficacement la chloramine.
Partir simplement du principe qu“” un filtre à charbon élimine tout le chlore » peut donc conduire à des résultats décevants lorsque l'eau distribuée par la municipalité contient en réalité de la chloramine.
La méthode de traitement doit être choisie en fonction du désinfectant présent dans l'eau à traiter.
Est-ce que l'ébullition élimine le chlore ?
Les petits brasseurs ont parfois recours à l'ébullition pour préparer l'eau.
Le chauffage peut contribuer à réduire la teneur en chlore libre, notamment parce que certaines formes de chlore sont volatiles. Cependant, il n'est pas judicieux de considérer l'ébullition comme une solution universelle pour toutes les sources d'eau, en particulier lorsque l'on utilise de la chloramine.
Les recommandations officielles relatives à l'eau potable indiquent que la cuisson ne permet pas d'éliminer efficacement la monochloramine.
Il existe également une contrainte pratique à l'échelle commerciale.
Le fait de chauffer plusieurs milliers de litres d'eau de brassage dans le seul but d'éliminer les résidus de désinfectant peut entraîner une consommation d'énergie inutile et compliquer le processus de production. Un système de traitement de l'eau dédié s'avère généralement plus pratique lorsqu'une brasserie industrielle a besoin d'une qualité d'eau constante.
Comment éliminer le chlore de l'eau utilisée pour la préparation du kombucha ?
Le traitement approprié dépend de la composition réelle de l'eau brute.
Filtration au charbon actif
Le charbon actif est l'une des méthodes les plus couramment utilisées pour réduire la teneur en chlore libre.
Il peut être installé en amont du système de préparation du thé, de sorte que l'eau destinée à l'infusion arrive dans le réservoir à thé avec une concentration résiduelle en désinfectant nettement plus faible. Le charbon actif présente également l'avantage de conserver une grande partie des minéraux présents dans l'eau d'origine, au lieu de la dépouiller de ses minéraux jusqu'à atteindre un niveau extrêmement bas.
Toutefois, les performances du charbon dépendent de la composition chimique de l'eau, des conditions de contact, du type de charbon et de l'état du filtre. Un filtre à charbon ne doit donc pas être considéré comme efficace indéfiniment simplement parce qu'il l'était lors de sa mise en service.
Charbon actif catalytique
En présence de chloramine, on envisage souvent l'utilisation de charbon actif catalytique, car la chloramine est plus difficile à éliminer que le chlore libre.
L'efficacité du traitement dépend de la source d'eau spécifique et de la conception du système ; il convient donc d'identifier le désinfectant utilisé par la collectivité avant de choisir l'équipement de traitement. Des recherches sur l'élimination des chloramines ont démontré que le traitement à base de charbon actif peut être efficace, mais que les conditions d'exploitation et les caractéristiques du charbon jouent un rôle important.
Osmose inverse
L'osmose inverse permet de réduire de manière beaucoup plus significative la teneur en substances dissoutes et s'avère donc utile lorsque la brasserie doit également contrôler la dureté, le TDS ou d'autres composants dissous.
Cependant, l'osmose inverse n'est pas automatiquement la meilleure solution simplement parce qu'elle permet d'obtenir une eau hautement purifiée.
La composition minérale peut également influencer la production de thé et de kombucha. Des recherches récentes sur la chimie de l'eau utilisée pour la fabrication du kombucha ont montré que différents profils ioniques peuvent modifier les propriétés liées à la fermentation ainsi que les caractéristiques sensorielles.
C'est pourquoi un système d'eau potable par osmose inverse peut nécessiter une reminéralisation contrôlée plutôt que d'acheminer directement de l'eau entièrement déminéralisée vers le processus d'infusion du thé.
Faut-il déchlorer entièrement toute l'eau utilisée pour le brassage ?
Pour la production commerciale de kombucha, l'objectif doit généralement être d'utiliser une eau de fermentation contrôlée, et non pas simplement “ l'eau la plus pure possible ”.”
L'élimination du chlore résout le problème de la désinfection, mais d'autres paramètres de l'eau restent importants.
Il peut s'agir notamment :
- dureté ;
- alcalinité ;
- calcium ;
- magnésium ;
- TDS ;
- pH ;
- fer et manganèse ;
- variabilité des eaux de source.
La composition chimique de l'eau peut influencer l'extraction du thé ainsi que le déroulement de la fermentation. Une étude récente consacrée spécifiquement au kombucha a montré que les variations de la composition ionique avaient une incidence sur certains paramètres, notamment le pH, l'acidité titrable, la production d'éthanol et d'autres caractéristiques chimiques.
C'est pourquoi une stratégie de traitement judicieuse commence généralement par une analyse de l'eau à traiter.
L'usine doit savoir ce qui est réellement présent avant de décider de ce qu'il faut éliminer.
Que se passe-t-il si le taux de chlore n'est pas contrôlé ?
Cet effet ne se manifeste pas toujours sous la forme d'un échec manifeste.
Le plus souvent, un producteur peut constater que la fermentation se déroule différemment d'un cycle de production à l'autre.
Voici quelques observations possibles :
Fermentation plus lente
La culture active pourrait ne pas fonctionner comme prévu, notamment lorsque les concentrations résiduelles de désinfectant sont plus élevées que d'habitude.
Acidification différée
Si l'activité microbienne est affectée, l'évolution prévue du pH peut changer.
Une saveur de thé différente
Les modifications dans l'interaction entre l'eau d'infusion et les composés du thé peuvent altérer le profil sensoriel du thé de base.
Variation entre lots
Les variations de la composition chimique de l'eau municipale ou de la concentration en désinfectant résiduel peuvent constituer une autre variable susceptible d'influencer la régularité de la production.
Difficulté à maintenir une culture stable
Dans les exploitations où l’on multiplie régulièrement la même culture, une composition chimique de l’eau non maîtrisée constitue une source supplémentaire de stress et de variation.
Aucun de ces effets ne doit être automatiquement attribué au seul chlore. La température de fermentation, l'état de la culture mère, la concentration en sucre, la composition du thé, la disponibilité en oxygène et les conditions d'hygiène ont tous une incidence sur la fermentation du kombucha. Il convient toutefois de confirmer ou d'infirmer l'influence de l'eau par des mesures plutôt que par des suppositions.
Comment savoir si l'eau que vous utilisez pour préparer votre café contient du chlore ou de la chloramine
La première étape consiste à se procurer les dernières informations disponibles sur la qualité de l'eau auprès du distributeur d'eau local.
Cela permet de déterminer si la source utilise du chlore libre, de la chloramine ou une combinaison de ces méthodes de traitement.
Pour la production commerciale, toutefois, les informations fournies par le fournisseur peuvent s'avérer insuffisantes, car la concentration résiduelle du désinfectant peut varier selon les lieux et au fil du temps.
Il peut donc être utile de procéder régulièrement à des analyses de l'eau.
Une brasserie peut contrôler :
Chlore libre
Utile pour détecter la présence de désinfectant libre résiduel.
Chlore total
Permet de déterminer à la fois le chlore libre et le chlore combiné, selon la méthode d'analyse utilisée.
Chloramine
Cela revêt une importance particulière lorsque le réseau municipal utilise la chloramination.
pH et TDS
Utile pour comprendre les évolutions générales du profil de l'eau de brassage.
L'objectif n'est pas de mettre en place un programme de laboratoire pour le simple plaisir de le faire.
L'objectif est de vérifier si l'eau utilisée pour chaque cuvée respecte les limites fixées pour le processus de production.
Le traitement de l'eau doit précéder la préparation du thé
Le moment choisi pour la déchloration a également son importance.
Si un système de traitement de l'eau est installé après que le thé a déjà été infusé, il est trop tard pour empêcher l'interaction entre le chlore résiduel et les composés du thé pendant l'extraction.
Pour la fabrication du kombucha, la séquence de processus généralement recommandée est la suivante :
Eau brute → Traitement de l'eau → Eau traitée pour le brassage → Extraction du thé → Mélange avec le sucre → Refroidissement → Fermentation
Cela signifie que les équipements de traitement de l'eau doivent être considérés comme faisant partie intégrante du système de production en amont.
Il ne s'agit pas simplement d'un programme installé quelque part dans l'usine.
Comment les producteurs commerciaux de kombucha peuvent-ils mettre en place une stratégie stable en matière d'approvisionnement en eau ?
Un programme pratique de gestion de l'eau à usage commercial peut s'articuler autour de quatre étapes.
1. Analyser l'eau brute
Déterminer le système de désinfection et évaluer les principaux paramètres minéraux et chimiques.
2. Définir la valeur cible pour l'eau de brassage
Au lieu de se contenter de préciser “ eau filtrée ”, déterminez la plage de fonctionnement réelle requise pour la préparation du thé et le processus de fermentation.
3. Choisir un traitement en fonction du problème
Le chlore libre peut nécessiter une approche de traitement différente de celle utilisée pour la chloramine. Une dureté élevée ou un TDS élevé peuvent nécessiter un traitement supplémentaire allant au-delà de la déchloration.
4. Vérifier l'eau traitée
Il convient de surveiller un système de traitement afin de s'assurer qu'il continue de fonctionner comme prévu.
Cette dernière étape revêt une importance particulière dans le cas des systèmes à charbon actif. Les médias à base de charbon n'ont pas une capacité illimitée ; ainsi, un filtre qui fonctionnait efficacement après son installation peut finir par laisser passer le désinfectant s'il n'est pas correctement entretenu ou remplacé.
Traitement de l'eau Tiantai pour la production de kombucha
Le traitement de l'eau est plus efficace lorsqu'il est conçu en parallèle avec le reste du processus de fabrication des boissons.
Chez Tiantai, les projets commerciaux liés au kombucha peuvent intégrer la préparation de l'eau, l'extraction du thé, le mélange du sucre, la fermentation, le contrôle de la température, les opérations de transformation en aval, le nettoyage en place (CIP), la gazéification et le conditionnement.
Pour une brasserie alimentée en eau municipale contenant du chlore libre, un prétraitement au charbon actif peut suffire à répondre aux exigences en matière de contrôle des désinfectants tout en conservant un profil minéral utile.
En cas de présence de chloramine, d’une dureté élevée, d’un TDS élevé ou d’autres problèmes liés à l’eau brute, la chaîne de traitement peut être étendue en conséquence. En fonction des résultats d’analyse, cela peut inclure une filtration sur charbon, un adoucissement, une osmose inverse (RO), une reminéralisation et d’autres étapes de traitement.
Le but n'est pas d'enlever tout ce qui se trouve dans l'eau.
L'objectif est d'obtenir un profil d'eau d'infusion stable et reproductible, garantissant des conditions constantes pour le thé et la culture de fermentation d'un lot à l'autre.
Le contrôle du chlore fait partie du contrôle de la fermentation
La fermentation du kombucha étant assurée par des micro-organismes vivants, l'eau utilisée dans ce processus ne peut pas être considérée comme un simple ingrédient de base neutre.
Le chlore résiduel peut avoir une incidence, car il interagit avec le même système biologique que le producteur cherche à préserver. Il peut également avoir une influence sur le thé avant le début de la fermentation.
Par ailleurs, le chlore n'est qu'un des éléments qui déterminent la qualité de l'eau utilisée pour le brassage.
Un processus de fabrication industrielle du kombucha bien maîtrisé prend en compte la chimie de l'eau dans son ensemble :
Résidus de désinfectant → Extraction du thé → Culture de démarrage → Fermentation → Acidité → Arôme → Produit final
L'élimination du chlore ou de la chloramine ne constitue donc pas un objectif isolé du traitement de l'eau. Elle s'inscrit dans le cadre de la mise en place d'un environnement de fermentation reproductible.
Pour un producteur professionnel de kombucha, la leçon à retenir est simple :
Ne vous contentez pas de vous demander si l'eau de votre source est potable. Demandez-vous si sa composition en termes de désinfectants et de minéraux est adaptée au processus de fermentation que vous essayez de reproduire.
Cette distinction revêt une importance croissante à mesure que la production augmente et que chaque cuve de fermentation doit démarrer dans les mêmes conditions de brassage contrôlées.