Acidification des moûts et des vins par l'acide fumarique : impact de son ajout sur les caractéristiques chimiques et sensorielles des vins de cépage dans le cadre du changement climatique

Acidification of musts and wines by fumaric acid : Impact of its addition on the chemical and sensory characteristics of varietal wines in the frame of Climate change changement climatique

• Auteur / Autrice : Claire Payan
• Direction : Pierre-Louis Teissèdre, Monika Christmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Œnologie
• Date : Soutenance le 20/12/2023
• Etablissement(s) : Bordeaux en cotutelle avec Hochschule Geisenheim University
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de la vigne et du vin (Villenave-d'Ornon, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Jorge Ricardo Da Silva
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Encarna Gómez-Plaza
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fernando Zamora, Stamatina Kallithraka
• DOI : 10.70675/34394ddczea9bz43d5z9d5dz66e9caa0a7b3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Changements climatiques

Vinification

Synthèse organique

Dioxyde de soufre

Phénols

Acidification

Mots clés libres

Acidification

Vinification

Acide Fumarique

Changement Climatique

Dioxide de soufre

Composés phénoliques

Acidification

Winemaking

Fumaric Acid

Climate Change

Sulfur dioxide

Phenolic content

Résumé

Le changement climatique affecte la composition des baies de raisin, et a entraîné des dérèglements de la matrice du vin, avec une augmentation du titre alcoométrique et une diminution sensible de l’acidité des vins. Dans ce contexte la recherche de solutions pour acidifier les moûts et les vins est primordiale afin de maintenir la stabilité, la conservation et la qualité sensorielle des vins. L’objectif principal de cette étude était de tester l'ajout d’un acide alternatif : l'acide fumarique pour l'acidification du moût et du vin, et d’apprécier son impact sur les caractéristiques chimiques et sensorielles des vins de différents cépages et origines. Un second objectif était d’étudier l’utilisation d’acide fumarique pour renforcer la conservation du vin, en permettant de réduire ou comme alternative à l’ajout de dioxyde de soufre (SO2) dans la vinification traditionnelle et conservation du vin.Une étude préliminaire sur les propriétés chimiques pour définir la solubilité et le pouvoir acidifiant de l’acide fumarique avec comparaison à l’acide tartrique, malique et lactique a été réalisée dans différentes matrices hydro-alcooliques, moûts et vins (blancs et rouges), ainsi qu’une étude sur ses propriétés sensorielles. Une méthode d'analyse de routine simple, rapide, fiable et validée utilisant la chromatographie liquide haute performance avec détection UV (HPLC-UV) a également été développée pour quantifier l’acide fumarique dans différents types de vins. Cette méthode présente une limite de détection de 0.2 mg/L ainsi qu’une limite de quantification de 0.3 mg/L, avec une répétabilité inter et intra journalière présentant un RSD ≤ 2%. Ce travail de recherche a également permis d’évaluer l'impact de l'ajout de l’acide fumarique sur vin rouge de cabernet sauvignon, en comparaison à l’ajout d’acide tartrique, à différentes étapes de la vinification : à la mise en cuve et juste après l’écoulage. Les résultats de cette première étude ont permis de comprendre l’implication de l’acide fumarique dans les étapes de vinification, notamment sa métabolisation lorsqu’il est ajouté avant la fermentation alcoolique. Une deuxième étude concerne l’ajout d’acide fumarique pour différentes doses (1 g/L et 2 g/L), en comparaison avec l’acide tartrique (1.25 g/L et 2.5 g/L), avant la mise en bouteille de vin rouge de cabernet-sauvignon, révélant son efficacité dans le contrôle du pH et son potentiel pour réduire l'utilisation de SO2. Les résultats de cette deuxième expérimentation ont révélé un impact significatif de l’ajout d’acide fumarique sur les composés phénoliques, notamment la catéchine et l’épicatéchine qui sont maintenue à des concentrations supérieures dans le temps en comparaison au contrôle et aux modalités avec l’acide tartrique. Dans une dernière partie, l’utilisation de l’acide fumarique dans la vinification en blanc, sur du Müller-Thurgau (cépage allemand, Riesling x Sylvaner) a été étudiée. L’ajout d’acide fumarique a permis d’inhiber la fermentation malolactique avec la même efficacité que l’ajout de SO2. Les résultats indiquent que l’ajout d’AF lors de la conservation et à la mise en bouteille du vin apparaissent comme des alternatives prometteuses pour l’acidification des vins et comme des pratiques œnologiques plus durables permettant de réduire l’utilisation de SO2. Les résultats concrets obtenus justifient l'inclusion de la fonctionnalité acidification des moûts et des vins avec l’AF par l'OIV dans le Code des pratiques œnologiques internationales de l'OIV. Des études complémentaires doivent permettre d’affiner l’utilisation et les fonctionnalités de l’acide fumarique sur moûts (en particulier) et vins.

Climate change is affecting the composition of grape berries and has led to imbalances in the wine matrix, with an increase in alcohol content and a significant decrease in the acidity of wines. In this context, finding solutions to acidify musts and wines is crucial to maintain their stability, preservation, and sensory quality. The main goal of this study was to test the addition of an alternative acid: fumaric acid for must and wine acidification, and to assess its impact on the chemical and sensory characteristics of wines from different grape varieties and origins. A secondary objective was to study the use of fumaric acid to enhance wine preservation, either as a reduction or as an alternative to the addition of sulfur dioxide (SO2) in traditional winemaking and wine preservation.A preliminary study on the chemical properties to define the solubility and acidifying power of fumaric acid, in comparison to tartaric, malic, and lactic acids, was carried out in various hydro-alcoholic matrices, musts, and wines (both white and red). Additionally, a study on its sensory properties was conducted. A simple, quick, reliable, and validated routine analysis method using high-performance liquid chromatography with UV detection (HPLC-UV) was also developed to quantify fumaric acid in various types of wines. This method has a detection limit of 0.2 mg/L and a quantification limit of 0.3 mg/L, with both inter and intra-day repeatability showing an RSD ≤ 2%. This research work also allowed the evaluation of the impact of adding fumaric acid to Cabernet Sauvignon red wine, compared to the addition of tartaric acid, at different stages of winemaking: during vatting and just after racking. The results of this first study helped understand the role of fumaric acid in winemaking steps, particularly its metabolism when added before alcoholic fermentation. A second study concerns the addition of fumaric acid at different doses (1 g/L and 2 g/L), compared to tartaric acid (1.25 g/L and 2.5 g/L), before bottling Cabernet Sauvignon red wine, revealing its effectiveness in pH control and its potential to reduce the use of SO2. The results of this second experiment revealed a significant impact of adding fumaric acid on phenolic compounds, particularly catechin and epicatechin, which are maintained at higher concentrations over time compared to the control and the modalities with tartaric acid. Finally, the use of fumaric acid in white winemaking, specifically on Müller-Thurgau (a German grape variety, Riesling x Sylvaner), was studied. The addition of fumaric acid effectively inhibited malolactic fermentation as effectively as the addition of SO2. The results indicate that adding fumaric acid during preservation and bottling appears as promising alternatives for wine acidification and more sustainable oenological practices that reduce the use of SO2. The concrete results obtained justify the inclusion of must and wine acidification with fumaric acid by the OIV in the International Code of Oenological Practices of the OIV. Further studies should refine the use and functionalities of fumaric acid on musts (in particular) and wines.