Oxydation des polyphénols des vins rouges

par Stacy Deshaies

Projet de thèse en Sciences des aliments et nutrition

Sous la direction de Cédric Saucier, François Garcia et de Laeticia Mouls.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...) , en partenariat avec SPO - Sciences Pour l'Oenologie (laboratoire) et de Biomolécules d'intéret oenologique (equipe de recherche) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    L'oxydation chimique des polyphénols des vins rouges implique des réactions très complexes (Atanasova V. et al., 2004). Du point de vue de la science fondamentale tout comme de la science appliquée, il est nécessaire de disposer de mesures objectives de l'état d'oxydation des vins ainsi que de leur capacité anti-oxydante et de leur potentiel de vieillissement. Ceci peut être réalisé en ciblant des voies chimiques et des biomarqueurs spécifiques ainsi que des mesures globales avec des approches de spectrométrie de masse, d'électrochimie ou d'empreintes métabolomiques. Ainsi au cours de ce travail de thèse : Concernant les approches ciblées, on étudiera en particulier les produits d'oxydation des tanins et leurs cinétiques de formation. Les modèles étudiés seront des molécules pures (dimères de flavanols) ou des fractions de tanins plus complexes extraits de pépins de raisin ou de vins rouges. Une nouvelle stratégie utilisant la dépolymérisation chimique suivie d'une séparation chromatographique liquide couplée à un spectromètre de masse (UPLC-ESI-MS / MS) a permis d'identifier plus de soixante marqueurs d'oxydation des tanins condensés (Mouls & Fulcrand, 2012 et 2015). Afin de valider certaines structures hypothétiques de ces marqueurs et de les quantifier dans des échantillons de pépins de raisin et de vin, l'hémisynthèse des marqueurs d'oxydation sera réalisée. Cette méthode fournira des informations précises sur l'état d'oxydation du vin ou des pépins de raisin. Une autre approche globale semi-ciblée utilisera la spectrométrie de masse haute résolution afin d'acquérir des empreintes globales de milieux complexes riches en polyphénols. Cette approche que l'on peut qualifier de polyphénomique (Delcambre & Saucier, 2013) sera appliquée aux mélanges complexes comme les extraits de pépin et de vin en lien avec des expériences d'oxydation. Des études statistiques permettront de découvrir d'autres marqueurs polyphénoliques d'oxydation dont la structure sera élucidée par RMN. Enfin, dans une approche plus globale, le comportement électrochimique des polyphénols, en lien avec leur capacité anti-oxydante, sera également étudié (Newair et al., 2018). En effet, les polyphénols sont des molécules qui peuvent être facilement oxydés au contact d'une électrode inerte (Refat et al., 2016). Les mêmes systèmes modèles (flavanols, extraits de pépins et de vins) et des vins rouges seront étudiés. Les propriétés oxydo-réductrices des molécules synthétisées seront également caractérisées par voltammétrie afin d'avoir accès à leur réactivité. Les empreintes électrochimiques des vins artificiellement oxydés seront mesurées et le signal des vins vieillis de manière conventionnelle sera comparé ainsi que l'évolution au cours du vieillissement. Des expériences de cinétiques accélérées ou lentes et contrôlées (oxygène, température ou pH) seront réalisées et serviront aux trois approches développées ci-dessus. On cherchera in fine à obtenir des mesures ou des marqueurs de l'oxydation et de l'oxydabilité des vins rouges.

  • Titre traduit

    oxidation of red wine polyphénols


  • Résumé

    The chemical oxidation of polyphenols in red wines involves very complex reactions (Atanasova V. et al., 2004). From the point of view of basic science as well as applied science, it is necessary to have objective measurements of the state of oxidation of wines as well as their antioxidant capacity and aging potential. This can be achieved by targeting specific chemical pathways and biomarkers as well as global measurements using mass spectrometry, electrochemistry or metabolomic fingerprinting approaches. So during this thesis work: Concerning the targeted approaches, we will study in particular the oxidation products of tannins and their formation kinetics. The models studied will be pure molecules (flavanol dimers) or more complex tannin fractions extracted from grape seeds or red wines. A new strategy using chemical depolymerization followed by a mass chromatographic liquid chromatographic separation (UPLC-ESI-MS / MS) identified over sixty oxidation markers of condensed tannins (Mouls & Fulcrand, 2012). and 2015). In order to validate certain hypothetical structures of these markers and to quantify them in samples of grape seeds and wine, the semisynthesis of the oxidation markers will be carried out. This method will provide accurate information on the oxidation state of wine or grape seeds. Another semi-targeted global approach will use high-resolution mass spectrometry to acquire global fingerprints of complex polyphenol-rich media. This approach, which can be described as polyphenomic (Delcambre & Saucier, 2013), will be applied to complex mixtures such as pip and wine extracts in connection with oxidation experiments. Statistical studies will reveal other polyphenol oxidation markers whose structure will be elucidated by NMR. Finally, in a more global approach, the electrochemical behavior of polyphenols, in connection with their antioxidant capacity, will also be studied (Newair et al., 2018). Indeed, polyphenols are molecules that can be easily oxidized in contact with an inert electrode (Refat et al., 2016). The same model systems (flavanols, extracts of pips and wines) and red wines will be studied. The oxydo-reducing properties of the synthesized molecules will also be characterized by voltammetry in order to have access to their reactivity. The electrochemical imprints of artificially oxidized wines will be measured and the signal of conventionally aged wines will be compared as well as the evolution during aging. Accelerated or slow and controlled kinetics experiments (oxygen, temperature or pH) will be carried out and will serve the three approaches developed above. In the end we will try to obtain measurements or markers of the oxidation and oxidability of red wines.