Compréhension des mécanismes de formation du carbamate d'éthyle dans les vins de champagne : Cépage, fermentations, vieillissement

par Julia Capitanio

Thèse de doctorat en Stratégies d'exploitation des fonctions biologiques

Sous la direction de Marielle Bouix.

Soutenue en 2007

à Compiègne en cotutelle avec l'AgroParisTech .


  • Résumé

    Le carbamate d'éthyle est un constituant naturel de la plupart des 'boissons et aliments fermentés qui en contiennent des concentrations de l'ordre du μg/l ou μg/kg. Il est considéré comme indésirable car il est potentiellement cancérigène pour l'Homme. Le carbamate d'éthyle se forme dans le vin essentiellement pendant sa conservation par une réaction entre l'éthanol et des composés produits au cours de la vinification ayant une fonction carbamyle. L'urée et la citrulline ont été identifiés comme les deux principaux précurseurs. Ils proviennent du métabolisme, respectivement levurien et bactérien, de l'arginine, un des acides aminés prédominants du jus de raisin. L'étude présente a pour but de déterminer l'incidence de la vinification champenoise, notamment les étapes de fermentation et de vieillissement du vin, sur les précurseurs et/ou le carbamate d'éthyle. Nous avons mis en évidence que l'utilisation de l'arginine et la production d'urée par la levure au cours de la fermentation alcoolique sont fortement liées à la composition azotée du moût. Les teneurs en arginine, en azote ammoniacal et en azote assimilable sont directement impliquées. Ces teneurs sont très hétérogènes dans les moûts et dépendent du cépage, de l'année et des pratiques culturales. Nous avons montré que les moûts de Chardonnay, caractérisés par de faibles teneurs en azote ammoniacal et en arginine, conduisent à des vins moins riches en urée que les moûts de Pinot noir et de Pinot meunier. De plus, la fertilisation azotée de la vigne augmente le potentiel du moût à donner de l'urée en entraînant son enrichissement en arginine. La supplémentation du moût en azote ammoniacal dans le but de limiter l'utilisation de l'arginine par la levure et ainsi la production d'urée ne s'est pas révélée être une stratégie concluante pour la réduction du carbamate d'éthyle dans le vin, ni l'utilisation d'une souche de levure déficiente en arginase. Par ailleurs, il a été montré que la fermentation malolactique augmente le potentiel du vin à former du carbamate d'éthyle, en générant de la citrulline. L'impact de la fermentation dépend étroitement de la fermentation alcoolique, et en particulier des quantités d'arginine résiduelles. Enfin, nous avons observé que la température de conservation du vin est le facteur prépondérant dans la formation du carbamate d'éthyle. Une faible température ainsi qu'une teneur en urée inférieure à 2 mg/I permettent de limiter très fortement la formation du carbamate d'éthyle dans le vin et ainsi d'obtenir des vins avec des teneurs très faibles.


  • Résumé

    Ethyl carbamate is naturally present in many fermented foods and beverages in the μg. L-1 or μg. Kg-1 range. It is undesirable since it is considered as a potential carcinogen for Humans. Ethyl carbamate forms spontaneously in wine during storage through a reaction involving ethanol and carbamyl compounds produced during winemaking. Urea and citrulline are the two major precursors identified. They result both from respectively yeast and bacteria metabolism of arginine, one of the most abundant amino acids in grape juices. The aim of this study is to investigate Champagne winemaking influence, more especially fermentation steps and wine ageing, on precursors and ethyl carbamate contents. We showed that yeast arginine consumption and urea production during alcoholic fermentation were highly dependent to must nitrogen composition. Arginine, ammonia and assimilable nitrogen compounds levels were directly involved. These levels were very heterogeneous in musts and varied with cultivar, vintage and cultural practices. We showed that Chardonnay musts, characterized by low arginine and ammonia levels, led to less rich wines in ethyl carbamate than Pinot noir and Pinot meunier musts. Moreover, nitrogen fertilisation increased the must potential to give urea due to higher arginine contents. We also demonstrated that must ammonia supplementation in order to limit yeast arginine utilization and so urea production was not a suitable strategy to reduce wine ethyl carbamate, nor the use of an arginase deficient yeast. Furthermore, we showed that malolactic fermentation increased the wine potential to form ethyl carbamate, due to citrulline production. Malolactic fermentation incidence was closely dependent on alcoholic fermentation, in particular residual arginine amounts. Finally, we observed that wine storage temperature was the major factor in ethyl carbamate formation. A low temperature and a urea level below 2 mg/l limited strongly ethyl carbamate formation and so led to wines with very low levels.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (223 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 251 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007 CAP 1686
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