Rôle des caractères génétiques de la levure Saccharomyces cerevisiae et de la composition de la vendange sur la production d’esters lors de la fermentation alcoolique : Effet des gènes codants pour les estérases et du niveau de maturité des raisins sur les caractéristiques chimiques et sensorielles des vins rouges

Role of the genetic characters of S. cerevisiae yeasts and the composition of the harvest on the production of esters during alcoholic fermentation

• Auteur / Autrice : Marine Trujillo
• Direction : Jean-Christophe Barbe
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Œnologie
• Date : Soutenance le 20/12/2018
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écophysiologie et génomique fonctionnelle de la vigne (Villenave d'Ornon, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Masneuf
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Christophe Barbe, Hervé Alexandre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yorgos Kotseridis, Carole Camarasa

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fermentation alcoolique

Saccharomyces cerevisiae

Esters

Mots clés libres

Fermentation Alcoolique

Esters

Arôme fruité

Saccharomyces cerevisiae

Vin

Maturité des moûts

Physiologie de la levure

Alcoholic fermentation

Esters

Fruity aroma

Saccharomyces cerevisiae

Wine

Musts maturity

Yeast physiology

Résumé

L’expression aromatique fruitée des vins rouges a été le sujet de nombreuses études qui démontrent qu’au moins une composante de cette expression est le reflet d’interactions perceptives impliquant des esters. La synthèse de ces esters peut être affectée par la levure réalisant la fermentation alcoolique mais aussi par d’autres paramètres, plus technologiques, comme le niveau de maturité de la vendange. De plus, peu d’études ont été réalisé afin de valider le rôle physiologique tenu par les esters pour la levure.Dans le but de mettre en évidence plus précisément le rôle de ces facteurs dans la synthèse des esters, des souches de levures délétés des majeures estérases ont été construites, et testées en fermentation en milieu œnologique, dans des moûts de merlot et de tempranillo récoltés à deux maturités différentes. Ainsi, la concentration en chaque esters linéaires et substitués a pu être déterminée dans chaque modalité de vinification.L’étude des différents mutants de délétion, a permis, pour la première fois, de valider le rôle des principales estérases dans la synthèse des esters linéaires chez la levure mais aussi, la mise en évidence de deux gènes, non étudiés jusqu’alors en condition œnologique, sur la synthèse des esters substitués. L’analyse de l’expression génétique de la délétion des estérases chez la levure a permis aussi de valider que ces gènes permettent une véritable stabilité physiologique de la levure en conditions stressante.L’impact du degré de maturité de la vendange a été étudié à la fois chez les vins fermentés avec une levure standard commerciale mais aussi fermentés avec une levure délétée des 4 principales estérases. Une maturité avancée, des raisins de merlot seulement, entraine une baisse de 50% de la teneur en esters linéaire avec la levure standard, ce qui n’est plus observé avec la levure mutante. Cette diminution de la concentration en esters linéaire dans ces vins de merlot de maturité avancée, est bien corrélée à une diminution de leur perception fruitée. De plus, des reconstitutions aromatiques faites dans ces matrices, ont permis de valider l’implication totale des esters dans la perception de l’arôme fruité des vins rouges réalisés avec des matrices de maturité normale. En revanche en ce qui concerne les vins de merlot de maturité avancée, il existerait d’autres composés en plus des esters qui pourraient expliquer les différences sensorielles observées dans ces vins.Enfin, une approche de transcriptomique est mise en œuvre pour tâcher d’éclairer les facteurs à l’origine des modifications de production d’esters en fonction du niveau de maturité des raisins de merlot. Il en est sorti que l’effet maturité n’existe pas seul mais est bien combiné avec l’avancée de la fermentation alcoolique. L’effet global de la matrice qui peut expliquer les différences observées entre les vins de merlot.

A lot of studies highlighted the perceptual role of esters in fruity aromatic expression of red wines, demonstrating that at least partially it was due to perceptive interactions. The synthesis of these esters can be affected by the yeast making the alcoholic fermentation but also by other parameters, more technological, such as the level of maturity of the harvest. In addition, few studies have been conducted to validate the physiological role of esters for yeast.In order to more precisely highlight the role of these factors in the synthesis of esters, deleted yeast strains of the major esterases have been constructed, and tested in fermentation in an oenological environment, in merlot and tempranillo musts harvested at two different maturities. Thus, the concentration of each linear and substituted ester could be determined in each vinification modality.The study of the different deletion mutants allowed, for the first time, to validate the role of the main esterases in the synthesis of linear esters in yeast but also the demonstration of two genes, not yet studied in oenological conditions, on the synthesis of substituted esters. The analysis of the genetic expression of the esterase deletion in yeast has also validated that these genes allow a true physiological stability of the yeast under stressful conditions.The impact of the degree of maturity of the harvest has been studied both in wines fermented with a standard commercial yeast but also fermented with a yeast deleted from the 4 main esterases. Advanced maturity, merlot grapes only, results in a 50% drop in linear ester content with standard yeast, which is no longer observed with the mutant yeast. This decrease in the concentration of linear esters in these mature Merlot wines is well correlated with a decrease in their fruity perception.In addition, aromatic reconstitutions made in these matrices made it possible to validate the total involvement of esters in the perception of the fruity aroma of red wines made with matrices of normal maturity. On the other hand, for mature merlot wines, there are other compounds besides esters that could explain the sensory differences observed in these wines.Finally, a transcriptomic approach is implemented to try to shed light on the factors that cause ester production changes as a function of the maturity level of merlot grapes. It has emerged that the maturity effect does not exist alone but is well combined with the progress of alcoholic fermentation. The overall effect of the matrix that can explain the differences observed between merlot wines.