Contrôle de la production des composés volatils soufrés par S. cerevisiae pendant la fermentation pour améliorer les profils aromatiques des vins.

par Rafael JimÄNez Lorenzo

Projet de thèse en Biotechnologie et Microbiologie

Sous la direction de Carole Camarasa et de Jean-Roch Mouret.

Thèses en préparation à Montpellier, SupAgro , dans le cadre de GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau , en partenariat avec SPO - Sciences Pour l'Oenologie (laboratoire) depuis le 04-04-2018 .


  • Résumé

    La température et la disponibilité des nutriments (azote, lipides, oxygène ...) ont été rapportées comme des paramètres environnementaux clés modulant l'activité métabolique des levures pendant la fermentation du vin. En particulier, l'impact de ces facteurs sur la production d'arômes fermentaires 'positifs' est de plus en plus pris en compte par les vignerons pour gérer et contrôler le processus de fermentation. En revanche, chez S. cerevisiae, le métabolisme des composés soufrés et sa régulation par les paramètres environnementaux restent peu explorés, bien que ces molécules contribuent négativement aux propriétés sensorielles des vins. Ce projet visera d'abord à identifier le réseau impliqué dans le métabolisme du soufre chez la levure et à évaluer la contribution relative de ces différentes voies à la formation de composés soufrés volatils. Le deuxième point clé sera d'étudier l'incidence des facteurs environnementaux pertinents pour le processus de vinification, comme la température, la disponibilité des sources d'azote et de soufre, les ajouts de nutriments ... sur la distribution des flux à travers le réseau métabolique du soufre. . Ces connaissances générées permettront, à la fin du projet, de concevoir et de valider des stratégies de gestion de la fermentation pour réduire la synthèse de ces flaveurs indésirables lors de la fermentation du vin. Ce projet s'appuiera sur des outils dédiés pour étudier l'activité des levures lors de la fermentation alcoolique - suivi en ligne de la production de CO2 et de molécules volatiles, système robotisé de fermentations à haut débit, ... - associé à des méthodologies de pointe pour la Détermination des molécules soufrées et volatiles et analyse quantitative de la distribution des flux à travers les réseaux métaboliques. Ces approches seront d'abord mises en œuvre pour fournir une compréhension détaillée de la régulation de la formation de composés soufrés par des paramètres environnementaux pendant la fermentation dans un «vin» chimiquement défini. Ensuite, à partir de ces connaissances, nous définirons des stratégies visant à contrôler la production de composés soufrés par les levures. Enfin, ces stratégies de contrôle seront évaluées et validées à l'échelle pilote, en utilisant du jus de raisin naturel.

  • Titre traduit

    Control of the production of volatile sulfur compounds by Saccharomyces cerevisiae during fermentation to enhance aromatic profiles of wine


  • Résumé

    Temperature and nutrient availability (nitrogen, lipids, oxygen…) have been reported as key environmental parameters modulating the metabolic activity of yeasts during wine fermentation. In particular, the impact of these factors on the production of ‘positive' fermentative aromas is increasingly taken into account by winemakers to manage and control the fermentation process. By contrast, in S. cerevisiae, the metabolism of sulphur compounds and its regulation by environmental parameters remain poorly explored, although these molecules negatively contribute to the sensory properties of wines. This project will first aim to identify the network involved the sulphur metabolism in yeast and to assess the relative contribution of these different pathways to the formation of volatile sulphur compounds. The second key point will be to investigate the incidence of environmental factors relevant for the winemaking process, as temperature, availability of nitrogen and sulphur sources, nutrients additions… on the distribution of fluxes through the sulphur metabolic network and on the production of S-molecules. This generated knowledge will allow, at the end of the project, to design and validate strategies of fermentation management to reduce the synthesis of these off-flavours during wine fermentation. This project will rely on dedicated tools to investigate the activity of yeasts during alcoholic fermentation - on-line monitoring of the production of CO2 and volatile molecules, robot-assisted system for high throughput fermentations, …- combined with cutting-edge methodologies for the analytical determination of sulphur and volatile molecules and the quantitative analysis of fluxes distribution through metabolic networks. These approaches will be first implemented to provide a detailed understanding of regulation of the formation of sulphur compounds by environmental parameters during fermentation in a chemically defined “wine”-medium. Then, from this knowledge, we will define strategies aiming at controlling the production of sulphur compounds by yeasts. Finally, these control strategies will be assessed and validated at a pilot-scale, using natural grape juice.