Evaluation of Brettanomyces risk in Lebanese vineyards and kinetic study of the bioconversion of p-coumaric acid into 4-ethylphenol
Evaluation du risque Brettanomyces dans le vignoble libanais et étude cinétique de la bioconversion de l'acide p-coumarique en 4-éthylphénol
Résumé
Wine sensory alterations due to the presence of Brettanomyces yeasts are characterized by an increased content of volatile phenols such as 4-ethylphenol. The first aim of this work was to make an inventory of the "ethylphenol" risks in Lebanon by focusing on the presence of one precursor (p-coumaric acid), the microorganism provoking these risks (Brettanomyces) and the final product (4-ethylphenol) in wines produced in this country. High heterogeneity of p-coumaric acid concentration was observed with values ranging from 0 to 31,4 mg.L-1. Significant levels of 4-ethylphenols of about 1,367 mg L-1 have been detected in some wines. Screening of microbial contaminants confirmed the presence of Brettanomyces for the first time in Lebanon, with proportions remaining relatively low (3 % of samples tested). A genetic study has characterized the selected strains which are shown to be various within the species. The second objective of this study was the kinetic analysis of the reaction steps constituting the bioconversion enzymatic process of both substrates p-coumaric acid and 4-vinlphenol into 4-ethylphenol for 5 strains of Brettanomyces bruxellensis of different origins (Lebanon and France). Variability between strains was expressed at both levels, genetic and kinetic. Heterogeneous bioreaction profiles were identified according to strain's nature. The mass balance analysis revealed the possible existence of adsorption phenomena on the cell walls of Brettanomyces which are strain-dependent. The last part was devoted to the evaluation of the relationship between biomass concentration and production of 4-ethylphenol as well as the influence of some environmental parameters (pH, ammonium source and culture medium) on the reaction's kinetic.
Les altérations sensorielles des vins dues à la présence des levures du genre Brettanomyces se caractérisent par une augmentation de la teneur en phénols volatils tel que le 4-éthylphénol. Le premier objectif de ce travail était de faire un état des lieux sur le risque « éthylphénol » au Liban en s'intéressant à la présence d'un précurseur (acide p-coumarique), du microorganisme responsable (Brettanomyces) et du produit final (4-éthylphénol) dans les vins élaborés dans ce pays. Une forte hétérogénéité de concentrations en acide p-coumarique a été observée avec des valeurs variant de 0 à 31,4 mg.L-1. Des niveaux importants de 4-éthylphénols de l'ordre de 1,367 mg.L-1 ont été détectés sur certains vins. Un dépistage du contaminant microbien a permis de confirmer pour la première fois la présence de Brettanomyces au Liban, les proportions restant toutefois assez faibles (3 % des échantillons testés). Une étude génétique a caractérisé les souches retenues qui se sont montrées diverses au sein de l'espèce. Le travail a porté ensuite sur l'analyse cinétique des étapes réactionnelles constituant le processus enzymatique de la bioconversion des substrats acide p-coumarique et 4-vinlphénol en 4-éthylphénol pour 5 souches de Brettanomyces bruxellensis d'origines libanaises et françaises. La variabilité entre les souches s'est exprimée aux niveaux génétique et cinétique. Des profils hétérogènes de bioréaction ont été mis en évidence en fonction de la nature des souches. L'analyse du bilan-matière a révélé l'existence probable de phénomènes d'adsorption sur les parois des Brettanomyces qui sont souche-dépendants. La dernière partie a été consacrée à l'évaluation du lien entre quantité de biomasse et production de 4-éthylphénol ainsi qu'à l'influence de quelques paramètres environnementaux (pH, source d'ammonium et milieu de culture) sur la cinétique réactionnelle.
Origine : Version validée par le jury (STAR)