La réduction des sulfites en vinification et l’utilisation de levures à activité bioprotectrice : approche microbiologique, chimique et sensorielle

The reduction of sulphites in winemaking process and the use of yeasts with bio-protective activity : microbiological, chemical and sensory approach

• Auteur / Autrice : Sara Windholtz
• Direction : Isabelle Masneuf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Œnologie
• Date : Soutenance le 15/12/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche oenologie
• Jury : Président / Présidente : Patrick Lucas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Masneuf, Patrick Lucas, Virginie Galeote, Patricia Taillandier, Jordi Ballester
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Virginie Galeote, Patricia Taillandier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse sensorielle

Biodiversité

Levure (agent de fermentation)

Antioxydants

Vin -- Analyse

Dioxyde de soufre

Mots clés libres

Bioprotection

Dioxyde de soufre

Vin

Levure

Biodiversité

Analyse sensorielle

Bioprotection

Sulfur dioxyde

Wine

Yeast

Biodiversity

Sensorial analysis

Résumé

L’utilisation de conservateur chimique dans les produits agro-alimentaires est source de controverse, et l’œnologie n’en fait pas l’exception notamment avec le dioxyde de soufre (SO2). Cet adjudant est utilisé depuis de nombreuses années au cours du processus de vinification pour ses propriétés antimicrobiennes, antioxydantes et antioxydasiques. Face aux attentes sociétales et aux problèmes de normes, les viticulteurs s’engagent vers la production de vins à faibles teneurs en sulfites voire zéro sulfites. Pour les praticiens, s’en détacher demeure d’une décision hasardeuse et dont les conséquences sur la conduite des fermentations et les caractéristiques chimiques et sensorielles des vins restent peu connues. L’ajout de levure non-Saccharomyces en tant que bioprotection est considéré actuellement comme alternative au premier sulfitage. Ce travail a pour objectifs d’évaluer les conséquences de la suppression du sulfitage et de l’utilisation de la bioprotection sur la communauté microbienne des phase préfermentaires et fermentaires, mais également sur la composition chimique et sensorielle des vins.En absence de sulfitage, les populations de Metschnikowia pulcherrima et de Hanseniaspora spp augmentent pendant la phase préfermentaire et les indices de diversité sont significativement plus faibles du fait de la colonisation du milieu par certaines espèces, notamment Hanseniaspora dans les moûts rouges. De plus, le dioxyde de soufre impacte principalement la communauté fongique et levure du point de vue de l’abondance des OTUs mais également la diversité des souches indigènes de S. cerevisiae en particulier dans le cas des moûts blancs. Les deux espèces utilisées en bioprotection, Torulaspora delbrueckii et dans une moindre mesure Metschnikowia pulcherrima s’implantent dans le moût de raisin au cours des étapes préfermentaires, avec pour conséquences une forte diminution des abondances relatives des communautés fongiques en comparaison avec le témoin sans SO2 probablement du fait de phénomènes de compétition vis-à-vis de l’occupation du milieu. Cet effet occupation de la niche est moins important dans le cas de vendanges à maturité avancée. En revanche, aucun effet négatif n’est observé sur les niveaux de populations de Hanseniaspora spp. Dans nos conditions expérimentales en blanc, l’absence de SO2 entraine une oxydation des flavonoïdes dans le moût, une évolution de la couleur et une concentration en glutathion plus faible dans les vins blancs finis. Les deux espèces utilisées en tant que bioprotection consomment l’oxygène dans le moût de raisin permettant ainsi une protection partielle vis-à-vis de l’oxydation tout en limitant le développement des bactéries acétiques. Une étude préliminaire basée sur des analyses métabolomiques montrent que la composition des vins rouges sans sulfites est significativement différente de celle des vins élaborés avec un sulfitage classique à l’encuvage. D’un point de vue sensoriel, les vins sans sulfites sont caractérisés par des notes de cerises noires cuites et une perception de fraicheur au nez et en bouche alors que les vins sulfités sont corrélés à des notes de fumée. Enfin, l’utilisation précoce des levures non-Saccharomyces en bioprotection impacte significativement les caractéristiques chimiques des vins avec, au niveau sensoriel, une augmentation du caractère fruité des vins jeunes qui reste néanmoins limitée par rapport à l’utilisation des mêmes souches en fermentation mixe avec Saccharomyces cerevisiae.

Chemical preservatives in agri-food products are source of controversy, and oenology is no exception, especially with sulfur dioxide (SO2). This adjutant has been used for many years during the winemaking process for its antimicrobial, antioxidant and antioxydasic properties. Facing societal expectations and norm problems, winemakers are committed to produce wines with low sulfite or even zero sulfite contents. For winemakers, doing without it remains a risky decision, for which consequences on the fermentation process, the chemical and sensory characteristics remain poorly explored. The addition of non-Saccharomyces yeast as a bioprotection is currently considered as an alternative to the first sulfiting. This work aims to assess the consequences of removing sulfiting and using bioprotection, on the microbial diversity of prefermentary and fermentation stages, as well as on the chemical and sensory composition of wines.Without sulfiting, the populations of Metschnikowia pulcherrima and Hanseniaspora spp. increase during the prefermentary stages and the diversity indices are significantly lower due to the colonization of the environment by certain species, notably Hanseniaspora in red grape musts. In addition, sulfur dioxide mainly affects the fungal and yeast community according to OTUs abundance but also the diversity of native Saccharomyces cerevisiae strains, especially in white musts. The two species used in bioprotection, Torulaspora delbrueckii and to a lower extent Metschnikowia pulcherrima, colonize the grape must during the prefermentary stages, with a decrease of the relative abundances of fungal communities in comparison with the control without SO2, due probably to phenomena of competition to occupy the environment. This colonization effect is less important for over-ripened harvests. On the other hand, no negative effects are observed on Hanseniaspora spp. population levels.Under our experimental conditions in white must, absence of SO2 leads to oxidation of flavonoids in the must, an important color evolution and a lower glutathione concentration in the final white wines. The two bioprotection species consume oxygen in the grape must, which allows partial protection against oxidation and at the same time limiting acetic bacteria development. A preliminary study based on metabolomics analyzes shows significant differences between red wines without sulfites and wines produced with classic sulfiting at the vatting stage. From a sensory perspective, cooked black cherries notes and a freshness perception on the nose and in the mouth characterizes wines without SO2, while the sulfite wines are correlated with smoky notes. Finally, the early use of non-Saccharomyces yeasts in bioprotection significantly affects the chemical characteristics of wines with an increase of the fruity character of young wines at the sensory level, which nevertheless remains limited compared to the use of the same strains in mixed fermentation with Saccharomyces cerevisiae.