Recherches sur les déterminants moléculaires de l'amertume des vins blancs secs et moelleux - Interprétation moléculaire et applications pratiques

par Tom Estier

Projet de thèse en Œnologie

Sous la direction de Axel Marchal.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux) , en partenariat avec Darriet (laboratoire) depuis le 29-09-2021 .


  • Résumé

    L'équilibre entre les différentes saveurs d'un vin conditionne largement sa perception par le consommateur. Dans les vins rouges, la présence de composés phénoliques confère une amertume contribuant à leur harmonie. A l'inverse, dans les vins blancs la saveur amère est fréquemment associée à une perte d'équilibre pouvant déprécier leur qualité et leur valeur. Cette amertume peut être perceptible dès les premières étapes de la vinification ou se développer lors de l'élevage et du vieillissement en bouteille. Elle se manifeste aussi bien dans les vins blancs secs que dans les vins moelleux, contenant des sucres résiduels. Si les observations relatives à la perception de l'amertume dans les vins blancs sont nombreuses, les connaissances sur son origine moléculaire demeurent insuffisantes. Plusieurs composés amers ont été identifiés dans le bois de chêne et le rôle de révélateur de l'éthanol a été bien établi. Néanmoins, les variations d'amertume observées en fonction des cépages, des terroirs et des conditions d'extraction des jus (pressurage) suggèrent l'existence de composés amers provenant des raisins blancs. En parallèle, certains vins, secs et liquoreux, développent une amertume intense au cours de la conservation en bouteille, apparaissant souvent de façon concomitante avec les manifestations d'un vieillissement aromatique défectueux. A la lumière de ces observations, il est vraisemblable qu'il existe dans les vins blancs des marqueurs moléculaires de la saveur amère d'origines diverses. Ce travail visera dans un premier temps à isoler et les identifier afin, dans un second temps, de les quantifier et de déterminer les mécanismes conduisant à leur formation. Axe 1 : Isolement et caractérisation structurale des marqueurs moléculaires de l'amertume provenant du raisin Ce travail nécessitera la sélection, par des tests d'analyse sensorielle, de vins présentant une amertume significative. Un protocole de purification sera alors mis en place, en utilisant divers techniques séparatives (SPE, CPC, HPLC) afin de fractionner les vins retenus. Ce protocole sera guidé conjointement par des tests d'analyse sensorielle (gustatométrie) et des tests d'activation des récepteurs gustatifs. Cette dernière approche, développée avec l'équipe du Dr Loïc Briand (CSGA Dijon), consiste à mesurer, par imagerie calcique, la stimulation de récepteurs à l'amertume, exprimés in vitro, au contact de fractions de vin. Ces criblages permettront de sélectionner les fractions les plus amères, jusqu'à l'obtention des composés purs. L'élucidation structurale sera réalisée par diverses techniques spectroscopiques, et notamment la spectrométrie de masse à haute résolution ou la résonance magnétique nucléaire, dont est équipé le laboratoire. Axe 2 : Caractérisation sensorielle et quantification des composés isolés Afin de déterminer l'impact sensoriel des composés purifiés, il sera nécessaire d'établir leurs propriétés par des tests psychophysiques. En particulier, les seuils de détection seront déterminés dans différentes matrices. En parallèle, une méthode de quantification par LC-HRMS sera développée et validée, afin de pouvoir doser les composés dans divers vins blancs commerciaux et en cours d'élaboration. Axe 3 : Etude des facteurs viticoles et des paramètres œnologiques susceptibles de moduler la perception de l'amertume des vins blancs L'application de la méthode de quantification par LC-HRMS permettra de mesurer la présence éventuelle dans le raisin des composés identifiés. Puis, des expérimentations seront mises en place au vignoble afin d'établir l'incidence de divers paramètres viticoles, comme le cépage, la nature du sol ou le mode de conduite sur les teneurs en composés amers. De la même façon, l'incidence de la date de récolte et des modalités d'extraction des jus sera établie. Enfin, l'évolution de ces composés au cours de la vinification, du vieillissement et des opérations de stabilisation des vins pourra être mesurée. Au-delà de l'acquisition de connaissances fondamentales, l'objectif de ce projet est de fournir aux vinificateurs des indicateurs quantitatifs pour les guider dans les choix techniques relatifs à la détermination de la date de récolte ainsi qu'aux pratiques d'extraction des jus.

  • Titre traduit

    Research on the molecular markers of bitterness in dry and sweet white wines. Molecular interpretation and practical applications


  • Résumé

    The balance between the different flavors of a wine largely determines its perception by the consumer. In red wines, the presence of phenolic compounds confers bitterness contributing to their harmony. Conversely, in white wines the bitter flavor is frequently associated with a loss of balance, which can depreciate their quality and value. This bitterness can be perceived from the first stages of winemaking or developed during aging in oak or in bottle. It occurs in dry white wines as well as in sweet wines containing residual sugars. If there are many observations concerning the perception of bitterness in white wines, knowledge of its molecular origin remains insufficient. Several bitter compounds have been identified in oak wood and the role of revelation played by ethanol has been well established. However, the variations in bitterness according to the grape varieties, terroirs and juice extraction conditions (pressing) suggest the existence of bitter compounds coming from white grapes. At the same time, some wines, dry and sweet, develop an intense bitterness during storage in the bottle, which often appears concomitantly with the manifestations of defective aromatic aging. In the light of these observations, it is likely that there are in white wines molecular markers of bitter taste from various origins. This work will aim firstly to isolate and identify them in order, secondly, to quantify them and determine the mechanisms leading to their formation. Axis 1: Isolation and structural characterization of the molecular markers of bitterness coming from the grape This work will require the selection, by sensory analysis tests, of wines with significant bitterness. A purification protocol will then be implemented, using various separation techniques (SPE, CPC, HPLC) in order to fractionate the selected wines. This protocol will be guided jointly by sensory analysis expeiments (gustatometry) and taste receptor activation tests. This latter approach, developed with the team of Dr Loïc Briand (CSGA Dijon), consists of measuring, by calcium imaging, the stimulation of Tas2R bitterness receptors, expressed in vitro, in contact with wine fractions. These screenings will allow the most bitter fractions to be selected, until pure compounds are obtained. Structural clarification will be carried out by various spectroscopic techniques, including high resolution mass spectrometry or nuclear magnetic resonance, with which the laboratory is equipped. Axis 2: Sensory characterization and quantification of the isolated compounds In order to determine the sensory impact of the purified compounds, it will be necessary to establish their properties by psychophysical tests. In particular, the detection thresholds will be determined in different matrices. In parallel, a quantification method by LC-HRMS will be developed and validated, in order to measure the compounds in various commercial white wines and at various winemaking steps. Axis 3: Study of viticultural factors and oenological parameters likely to modulate the perception of bitterness in white wines The application of the LC-HRMS quantification method will make it possible to measure the putative presence in the grape of the identified compounds. Then, experiments will be set up in the vineyard in order to establish the incidence of various viticultural parameters, such as the grape variety, the nature of the soil or the method of vine management on the bitter compounds contents. Likewise, the impact of the harvest date and the method of extracting the must will be established. Finally, the evolution of these compounds during the vinification, aging and stabilization treatments of wines can be measured. Beyond the acquisition of fundamental knowledge, the objective of this project is to provide quantitative indicators to winemakers in order to guide them in the technical choices relating to the determination of the harvest date as well as the extraction practices of juice.