Vers une meilleure compréhension de la chimie du dioxyde de soufre dans le vin

Towards a deeper understanding of the chemistry of sulfur dioxide in wine

• Auteur / Autrice : Sofia Tachtalidou
• Direction : Régis Gougeon, Maria Nikolantonaki
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologies agro-alimentaires
• Date : Soutenance le 09/12/2022
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM) (Dijon)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-2024)
• Jury : Président / Présidente : Franck Denat
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Apostolos Spyros
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Aubriet, Antonio Silva ferreira

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dioxyde de soufre

Vin blanc

Chardonnay (Cépages)

Sulfites

Mots clés libres

Sulfites

Réactions de sulfonation

Vieillissement du vin

Vin blanc

Chardonnay

Stabilité oxydative

Sulfites

Sulfonation reactions

Wine aging

White wine

Chardonnay

Oxidative stability

Résumé

Le dioxyde de soufre est le principal additif pour la conservation du vin. Dans un contexte d'inquiétude sociétale qui implique de faibles intrants, la compréhension des mécanismes impliqués dans la chimie des conservateurs est cruciale. La présente étude visait à caractériser la chimie complexe de l'antioxydant SO2 dans le vin afin de mieux gérer son ajout lors de la vinification. Notre stratégie a été de combiner des stratégies analytiques avancées afin d'expliquer la réactivité des sulfites dans le vin au cours de l'élevage et de catégoriser les composés combinants en fonction de leur force de liaison et de leur stabilité. La spectroscopie RMN 1H a été utilisée dans des solutions de vin modèle pour le suivi direct des réactions de combinaison du SO2 et de la stabilité des adduits dans des conditions d'oxydation chimique contrôlée, tandis que la FT-ICR-MS a permis des analyses non ciblées inédites des vins après l'ajout de SO2 enrichi en 34S, nous donnant la possibilité d'utiliser cette sonde hautement spécifique pour le suivi des réactions de sulfonation dans de vrais échantillons de vin, et permettant la découverte de combinants du SO2 encore inconnus. Nos études en vin modèle ont prouvé que i) même si l'acétaldéhyde est considéré comme le combinant le plus fort, son adduit sulfoné est progressivement dissocié dans des conditions d'oxydation chimique, ii) lors du vieillissement simulé du vin, le SO2 lié aux composés carbonylés sera libéré et se combinera à des fonctions thiols et iii) les thiols et les composés phénoliques se combinent lentement mais fortement au SO2 lors du vieillissement. Des analyses non ciblées des vins de Chardonnay ont conduit à la découverte de plus de 50 combinants du SO2, appartenant principalement à la famille des composés carbonylés et soufrés. Les résultats d'analyses ciblées et non ciblées de vins ont confirmé ceux obtenus dans le vin modèle en ce qui concerne la force de liaison et la stabilité des combinants étudiés.

Sulfur dioxide is the major additive for wine conservation. In a context of social concern which implies low input, the understanding of the mechanisms involved in the chemistry of preservatives is crucial. The present study aimed to unravel the complex chemistry of the antioxidant SO2 in wine in order to better manage its addition during winemaking. Our strategy was to combine advanced analytical strategies in order to explain sulfites reactivity in wine during aging and to categorize the binders according to their binding strength and stability. 1H NMR spectroscopy could be used in model wine solutions for the direct monitoring of SO2 binding reactions and the stability of their adducts under controlled chemical oxidation conditions, while FT-ICR-MS could permit unprecedented non-targeted analyses of wines after the addition of 34S enriched SO2, giving us the ability to use this highly specific probe for the monitoring of sulfonation reactions in real wine samples and the discovery of yet-unknown SO2-binders. Our studies in model wine proved that i) even if acetaldehyde is considered to be the strongest binder, its sulfonated adduct will be dissociated under chemical oxidation conditions, ii) during simulated wine aging, the SO2 bound to carbonyl compounds will be released and bind thiols and iii) thiols and phenolic compounds slowly but strongly bind SO2 upon aging. Non-targeted analyses of Chardonnay wines led to the discovery of more than 50 SO2-binders, mainly belonging to carbonyl and sulfur containing compounds family. Results in wines from both targeted and untargeted analyses, confirmed those obtained in model wine regarding the binding strength and the stability of the studied binders.