Conclusion - Institut Français de la Vigne et du Vin
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Conclusion - Institut Français de la Vigne et du Vin
ACTES de COLLOQUE toulouse - 20 novembre 2012 actas del COLOQUio zaragoza - 22 noviembre 2012 Investir dans notre futur Invirtiendo en nuestro furutro Arômes du vin Aromas del vino Projet / proyecto Vinaromas Sommaire Sumario CONFERENCE SCIENTIFIQUE SUR LES AROMES DU VIN CONFERENCIA CIENTÍFICA SOBRE LOS AROMAS DEL VINO Page 5 Base moléculaires de l’arôme du vin par Vicente Ferreira, Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología ases moleculares del aroma del vino por Vicente Ferreira, B Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología – Zaragoza Page 51 Page 7 e sulfure de diméthyle et son précurseur dans les vins : L contribution à l’arôme et premiers éléments de pilotage de ses teneurs par Laurent Dagan, Société Nyséos – Montpellier l sulfuro de dimetilo y su precursor en los vinos: contribución E al aroma y primeros elementos de manejo de su contenido por Laurent Dagan, Empresa Nyséos – Francia Page 53 Page 11 es thiols variétaux: point sur les voies de biogenèse L et incidence des itinéraires de production et d’élaboration par Rémi Schneider, IFV Pôle Méditerranée os tioles varietales: información actualizada sobre las vías L de la biogénesis y el impacto de técnicas vitivinícolas por Rémi Schneider, IFV Pôle Méditerranée – Francia Page 57 Page 15 ouvelles acquisitions sur l’hydrolyse des composés N glycosidiques dans le vin par Juan Cacho, Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología – Espagne onocimientos actuales sobre la hidrólisis de los compuestos C glucosídicos en el vino por Juan Cacho, Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología – Zaragoza Page 61 Page 19 Synthèse des travaux en cours sur la rotundone, un composé aromatique unique et puissant responsable des notes poivrées dans les vins par Markus Herderich, Australian Wine Research Institute – Australie Page 65 esumen de los trabajos en curso sobre la rotundona, R un compuesto aromático único y poderoso responsable de las notas de pimienta negra en los vinos por Markus Herderich, Australian Wine Research Institute – Australia Page 23 otentiel aromatique des principaux cépages cultivés en climats P chauds : le cas de l’amérique du sud par Eduardo Agosin, Université Catholique du Chili – Chili otencial aromático de las principales variedades de uva P cultivadas en climas cálidos:el caso de sudamérica por Eduardo Agosin, Universidad Católica de Chile – Chile Page 69 Page 27 Identification de nouveaux marqueurs du vieillissement prématuré des vins rouges par Denis Dubourdieu, Faculté d’Oenologie de Bordeaux - Villenave d’Ornon Identificación de nuevos marcadores de envejecimiento prematuros de los vinos tintos por Denis Dubourdieu, Faculté d’Oenologie de Bordeaux – Francia Page 73 RESULTATS ET CONCLUSIONS DU PROJET VINAROMAS RESULTADOS Y CONCLUSIONES DEL PROYECTO VINAROMAS Page 31 rincipales acquisitions sur le potentiel aromatique des 4 P cépages étudiés par Ricardo Lopez, Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología – Espagne bservaciones relevantes sobre el potencial aromático de las O cuatro variedades estudiadas por Ricardo Lopez, Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología - Zaragoza Page 77 Page 35 Impact de cinq techniques de macération sur les caractéristiques analytiques, aromatiques et sensorielles des vins rouges par Olivier Geffroy, IFV Pôle Sud-Ouest Impacto de cinco técnicas de maceración sobre las características analíticas, aromáticos vinos tintos y sensoriales por Olivier Geffroy, IFV Pôle Sud-Ouest - Francia Page 81 Page 39 Impact de pulvérisations foliaires azotées réalisées à la véraison sur les caractéristiques aromatiques des vins rouges par Carole Feilhès, IFV Pôle Sud-Ouest Impacto de pulverizaciones foliares de urea realizadas en el envero sobre los aromas de los vinos tintos por Carole Feilhès, IFV Pôle Sud-Ouest – Francia Page 85 Page 43 ise en œuvre des morceaux de bois en œnologie : M applications au projet VINAROMAS par Simon Grelier, Société Boisé France - Villeneuve-lès-Maguelone plicación de chips de madera en la elaboración de vinos : A resultados del VINAROMAS por Simon Grelier, Société Boisé France - Francia Page 89 Page 47 Influence de l’itinéraire de vinification sur le potentiel aromatique des vins de Gros Manseng par Thierry Dufourcq, IFV Pôle Sud-Ouest Impacto de varias técnicas prefermentativas vinos blancos sobre el potencial aromático de vinos de Gros Manseng por Thierry Dufourcq, IFV Pôle Sud-Ouest – Francia Page 93 03 Quand Jean, viticulteur dans l’Aude, parle de la protection de sa vigne avec Patrick, ingénieur technique chez Bayer, ils ont déja en tête la qualité du millésime à venir. Agir aujourd’hui pour l’agriculture de demain Retrouvez le programme Bayer Agir sur bayer-agri.fr/agir Bases moléculaires de l’arôme du vin Vicente Ferreira Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología, Facultad de Ciencias, Universidad Zaragoza, Pedro Cerbuna 12, 50009 ZARAGOZA, Espagne Email : [email protected] Introduction Cet exposé propose une approche systématique de la base chimique de l’arôme du vin à partir de connaissances acquises ces dernières années. L’approche développée ne porte pas tant sur la nature chimique des composants aromatiques mais sur la façon dont ils interagissent entre eux et avec d’autres composés pour produire diverses sensations aromatiques. Ces acquis ont mis en évidence un certain nombre de règles de base, dont le fondement repose sur l’observation empirique, mais qui restent compatibles avec les lois de la perception et expliquent de manière satisfaisante le rôle joué par les différentes familles de composés dans la formation des notes aromatiques du vin. De manière simplifiée, il est possible de comparer l’arôme du vin à un jeu qui possèderait plusieurs composantes : 1) le terrain de jeu, constitué par ce que l’on peut appeler le pouvoir tampon du vin, 2) les joueurs qui sont les différentes composants aromatique et 3) les règles du jeu. 1. Le tampon aromatique Le tampon aromatique est constitué d’une trentaine de composants volatils issus de la fermentation alcoolique (alcools, acides, esters et quelques composés carbonyles) ainsi que de la β-damascénone, une molécule qui joue un rôle clé dans l’arôme du vin. Ce mélange de composés possède plusieurs propriétés de base qui déterminent en grande partie les propriétés sensorielles du vin. Ce tampon comprend à la fois des composés responsables de notes agréables et fruitées (esters, β-damascénone), mais aussi des composés aux arômes plus agressifs et parfois désagréables (alcools de fusel et acides) responsables de notes dites vineuses au sein desquelles il est impossible de différencier individuellement les arômes associés aux divers composés. En fonction des combinaisons de ce mélange de base, les matrices aromatiques possèderont des propriétés différentes qui seront présentées dans la suite de cet article. Les propriétés de ce mélange aromatique peuvent être qualifiées de tampon aromatique, par analogie aux tampons utilisés en chimie pour ajuster le pH. Le rôle du tampon en chimie est de compenser l’effet sur le pH de la dissolution d’un acide ou d’une base. Le tampon aromatique atténue l’effet sur l’odeur de l’addition d’une substance odorante ou de l’élimination d’un des composés qui constituent la base. 2. Classement des composés odorants en fonction de leur rôle potentiel Il est évident que le pouvoir tampon peut être rompu, ce qui permet au vin d’acquérir des notes aromatiques plus nettes et intéressantes que celles définies par l’unique adjectif «vineux». Par l’observation, nous savons que le tampon peut être rompu par l’action de molécules aromatiques de trois manières différentes : 1. À l’aide d’une seule molécule en concentration suffisante 2. Par un groupe de molécules chimiquement proche et agissant d’un point de vue aromatique de façon concertée ou «familles de molécules » 3. Par un grand groupe de molécules partageant une caractéristique générique (fruité, doux, floral ...) ou «confédération des molécules» Nous donnerons la définition vecteur aromatique à ces molécules ou groupe de molécules capables de rompre le tampon aromatique. Qu’ils s’agissent de molécule seule, de famille de molécules, ou plus rarement d’une confédération de molécules, l’effet sensoriel provoqué par un vecteur sur le complexe mélange aromatique mélange qu’est le tampon du vin, dépendra de sa concentration et de son intégration sensorielle dans la matrice. Dans une première approximation et pour n’importe quel vecteur aromatique, il est possible d’identifier les rôles suivants dans un mélange complexe : 1.Composés ou familles d’impact. Ils transmettent leurs arômes spécifiques au mélange. L’odeur est clairement reconnue dans l’arôme global. Son omission entraîne une modification de l’arôme qui est dénaturé et devient méconnaissable 2. Contributeurs majoritaires. Ils contribuent principalement, mais pas exclusivement, à une note importante de l’arôme du mélange. Même si l’odeur du composant n’est pas reconnaissable dans l’arôme du mélange, son omission entraîne une modification forte quantitative et une distorsion qualitative 3. Contributeurs nets. Ils contribuent de manière nette mais pas principale, à une note aromatique du mélange. Son omission entraînerait une diminution nette de l’intensité de la note aromatique du mélange, mais uniquement des changements mineurs dans le profil qualitatif 4. Contributeurs minoritaires ou subtils. Ils contribuent avec d’autres composés à une note générique de l’arôme. L’omission d’un seul de ces composés peut passer complètement inaperçue En fonction de l’«exclusivité» de son arôme et de la gamme de concentrations retrouvée dans le vin, nous trouverons quelques molécules qui peuvent, individuellement, jouer le rôle de composé d’impact. Dans un second temps, nous identifierons les vecteurs formés par plusieurs molécules aromatiques qui pourraient, de temps en temps, devenir des composés d’impact. Pour finir, nous parlerons brièvement des confédérations de molécules. 3. Vecteurs monomoléculaires ou composés d’impact À ce jour, 17 composés ont été décrits, comme atteignant des concentrations suffisantes dans certains vins du monde, pour agir en tant que véritable composé d’impact. Il s’agit des composés : - originaires du raisin ou de précurseurs glycosidiques : le linalol, l’oxyde de rose cis, la β-damascénone, la β-ionone et la rotundone - originaires du raisin à travers des précurseurs cystéinylés : la 4-méthyl-4-mercaptopentanona, le 3-mercaptohexanol et l’accétate de 3-mercapto-hexile - produits au cours de la fermentation : l’acétate d’isoamyle et le diacétyle (qui joue un rôle ambigu) - originaires du bois : la whiskylactone - produits au cours de l’évolution oxydative : le méthional, le phénylacétaldéhyde et le sotolon (ces trois composés possèdent des rôles ambigus) -produits au cours d’une évolution réductrice : furfurylthiol et benzylmercaptan Cela signifie qu’on peut trouver sur le marché, des vins dans lesquels il est possible d’identifier clairement l’odeur de ces molécules, conformément à la définition du composé impact. Évidemment, il s’agit de vins aux arômes très marqués, comme ceux de Muscat, de Gewurztraminer ou de Sauternes. En outre, dans de nombreux autres vins dans lesquels ces composés sont présents en quantités 05 moindres, ils joueront un rôle plus modeste de contributeurs majoritaires, nets voire minoritaires. Dans tous les cas, ces 17 composants sont responsables de 17 notes aromatiques caractéristiques, qu’il est possible de retrouver de manière plus ou moins explicite dans les vins. 4. Les familles d’arômes Dans le vin, comme dans de nombreux autres produits naturels, nous avons trouvé plusieurs groupes de molécules homologues, c’est à dire, des molécules avec la même structure chimique mais avec des tailles différentes. Ces molécules sont généralement produites selon les mêmes voies de synthèse, dans les raisins, au sein des levures ou des bactéries, ou même dans le bois. Un exemple typique est la famille des γ-lactones, représentée dans les vins par cinq composés (γ-octa, γ-nona, γ-delta, γ-undeca et γ-dodecalactonas). Toutes ces molécules possèdent une saveur semblable qui rappelle la noix de coco ou la pêche. En général, très peu de vins présentent de concentrations en ces molécules supérieures au seuil de perception, de telle sorte que dans la plupart des cas, elles agissent en tant que contributeurs minoritaires à l’arôme des vins. Cependant, le fait que co-existent dans le vin 5 molécules avec des arômes similaires, peut permettre de considérer la note aromatique formée par l’ensemble des composés comme contributeur majeur voire d’impact. Cet ensemble peut être défini sous le terme de famille aromatique. Une famille peut également jouer dans le vin le rôle de composé d’impact, contributeurs majoritaires, nets ou minoritaires. Par ordre potentiel d’importance nous trouvons : 1. les esters éthyliques d’acides gras (butyrate, hexanoate, octanoate et décanoate d’éthyle) 2. les acétates d’alcools de fusel (acétate d’isoamyle, d’isobutyle, d’hexyle et de phényléthyl) 3. les esters éthyliques d’acides ramifiés (esters éthyliques des acide isobutyrique, 2-méthylbutyrique, isovalérique, et 4-metilpentanoicos 2,3 et cyclohexanoïque) 4. γ-lactones: γ-octa, γ-nona, γ-delta, γ-undeca et γ-dodecalactonas 5. Isoaldéhydes: isobutyraldéhyde, 2-méthylpentanal, isovaléraldéhyde 6. Aldéhydes aliphatiques: octanal, nonanal, décanales A ces familles «pures « de composés véritablement homologues, il est possible d’ajouter d’autres familles «mixtes» dans lesquelles les structures chimiques présentent des similitudes mais ne sont pas, à proprement parler, homologues. En termes d’expression aromatique, même si les composés présentent de fortes similitudes, il est possible de les distinguer assez nettement : 7. Famille de la vanille : vanilline, vanillate d’éthyle, vanillate de méthyle, acétovanillone, syringaldéhyde 8. Famille de sucre caramélisé : furanéol, maltol, homofuraneol, sotolon 9. Phénols volatils : guaiacol, eugénol, isoeugénol, 2,6-diméthoxyphénol, 4-allyl-2 ,6-diméthoxyphénol 10. Cinnamate d’éthyle et dihydrocinnamate Certains des composants décrits dans le paragraphe précédent, lorsqu’ils sont présents à de faibles concentrations, commencent au sein d’une famille : 11. Terpénols (linalol, géraniol, α-terpinéol, β-citronellol, nérol) 12. Norisoprénoïde fruités et/ou végétaux (β-damascénone, β-ionone, α-ionone, vitispirane, TDN, theaspirane) Il est important de signaler que certains éléments apparaissent dans plusieurs des listes précédentes. Ceci n’est pas très surprenant étant donné que ces composés ont été dosés dans les vins à des gammes de concentrations très étendues. Dans tous les cas, il faut considérer que les familles aromatiques sont responsables d’environ 10 notes aromatiques distinctes dans les vins (à rajouter aux 17 décrites dans la section 3). 06 5. Confédérations de contributeurs minoritaires Enfin, quand un vin ne contient aucun des vecteurs précédemment définis à une concentration suffisante pour jouer un rôle actif, son odeur au-delà du caractère vineux du tampon peut être due à l’action combinée de plusieurs de ces vecteurs pour promouvoir un attribut générique. Cela se produit dans certains vins blancs élaborés à partir de cépages neutres où les notes sucrées, rappelant le pollen de fleurs, sont imputables à l’action combinée d’une vingtaine de molécules dérivées de précurseurs glycosidiques et appartenant aux familles des terpènes, des norisoprénoïdes, de la vanille et des γ -lactones. 6. Les exhausteurs d’arôme Un exhausteur d’arôme est une molécule qui provoque une augmentation de l’intensité aromatique d’un mélange supérieur à sa simple contribution aromatique. Ce phénomène n’est pas très bien documenté scientifiquement même si les parfumeurs en font souvent référence. De manière empirique, ces molécules ajoutées au vin permettent de produire un nouveau concept aromatique perçu avec une netteté et une intensité supérieures. Dans le vin, les rôles exhausteurs sur les notes fruitées de la β-damascénone, du furanéol, de l’homofuraneol et du sulfure de diméthyle ont été partiellement décrits. 7. Les défauts ou « distorsion » de l’arôme Il existe de nombreuses molécules bien connues des œnologues responsables de défauts dans les vins comme les TCA ou le 4-éthylphénol. Ce qui est moins connu, c’est que certaines de ces molécules responsables de défauts, ajoutées à d’autres composés non catalogués de la sorte, peuvent avoir un effet très néfaste sur la qualité sensorielle du vin à des niveaux très inférieurs à ceux considérés à risque. L’effet du 4-éthylphénol est l’un des plus connus. A de faibles concentrations et bien en dessous de son seuil de perception, ce composé peut provoquer une diminution significative du fruité des vins et même engendrer une perte aromatique totale. Ces molécules semblent pénaliser la rupture du tampon aromatique par les molécules responsables des arômes positifs et en fin de compte, elles permettent de renforcer le tampon aromatique du vin. Dans tous les cas, même si cette molécule n’est pas perçue directement, son retrait du milieu permet d’améliorer la qualité aromatique du vin. Sous cet angle nouveau, il est ainsi nécessaire de reconsidérer la notion de défaut. 8. Notes finales Un grand vin doit être complexe, ce qui impose qu’on puisse reconnaître dans son arôme de multiples nuances. D’un point de vue « chimico-aromatique », cela suppose qu’il doit posséder plusieurs des vecteurs aromatiques mentionnés précédemment dans une configuration où aucun d’entre eux ne l’emporte sur les autres. Le problème essentiel est qu’à partir du moment où l’un des vecteurs devient dominant, sa perception sensorielle peut en être modifiée et simplifiée. Dans le cas de figure où plusieurs vecteurs aromatiques ont réussi à briser le tampon d’un vin, les deux nuances aromatiques peuvent être perçues ensemble (on parle alors d’interactions compétitives) ou bien de manière créative avec apparition d’un nouveau concept aromatique. Dans le cas où l’un des vecteurs appartient au groupe des «défauts» ou est totalement incompatible avec l’autre vecteur, une interaction destructrice partielle ou totale ou diminuée peut se produire. Remerciements Le travail expérimental qui a conduit à ces concepts a été généreusement financé dans le cadre du Plan National R& D du gouvernement espagnol (projet ALI230-183). Le sulfure de diméthyle : Quels moyens pour gérer ses teneurs dans les vins en bouteille ? Laurent Dagan1 et Rémi Schneider 1-2 1 Nyseos, 2 place Pierre Viala, bâtiment 28, 34060, MONTPELLIER cedex 1. 2 Institut Français de la Vigne et du Vin, UMR SPO, 2 place Pierre Viala, bâtiment 28, 34060, MONTPELLIER cedex 1. Email: [email protected] Introduction 1. Résultats et discussion Le sulfure de diméthyle (DMS) est un composé soufré léger identifié dans de nombreux aliments et boissons [1-5]. Egalement présent dans le vin, le DMS peut contribuer à l’arôme, positivement ou négativement selon sa concentration et la typologie de vin [1, 6-12]. Avec un seuil de perception inférieur à 10 µg/l dans l’eau et compris entre 10 et 160 µg/l dans les vins [13], il contribue à leur arôme par une large gamme d’odeurs (truffe, choux, végétal, sous-bois, olive verte). Des récents travaux [1, 6-8, 12, 14] ont confirmé la capacité du DMS à renforcer des notes odorantes fruitées, ainsi que son implication dans des effets de synergie, en accord avec des travaux plus anciens [9, 10]. 1.1. Paramètres influençant les teneurs en PDMS dans les raisins Plusieurs travaux ont été conduits sur des problématiques liées à l’origine et au devenir du DMS et du PDMS : - une Thèse sur l’arôme du Petit et du Gros Manseng (IFV MidiPyrénées - Syndicats des Côtes de Gascogne – UMR SPO INRA Montpellier), - un projet de R&D mené en partenariat avec Lallemand (2006 -2008) sur Syrah, - des expérimentations menées dans le cadre de l’UMT Qualinov (INRA Montpellier - IFV 2006-2011), - des expérimentations menées par l’IFV sur le Petit et le Gros Manseng et sur le Malbec. L’objectif de ces travaux a été d’identifier et d’évaluer l’impact de facteurs culturaux (stress hydrique, maturité, site de production, pulvérisation foliaire, cépages), d’étapes pré-fermentaires (macération pelliculaire, stabulation sur bourbes), et de conditions de fermentation (souches de levures, alimentation azotée, température de fermentation, adjuvants de fermentation) sur le PDMS de manière à apporter de nouveaux éléments de maîtrise des teneurs en DMS dans les vins, dans une démarche de pilotage. ""!$ ""%"/ $#!" ". 9888 A88 @88 ?88 >88 =88 <88 ;88 :88 988 8 & & & & %#' %#' %#' " "$ "$ " " " " " "$ & & Le DMS est produit au cours de la fermentation à partir de différents acides aminés et dérivés d’acides aminés [3, 15, 16]. Mais l’essentiel du DMS est entraîné par le dégagement de dioxyde de carbone produit par les levures, ce qui explique que les teneurs à la mise en bouteille soient généralement inférieures à 10 µg/l. L’analyse indirecte du potentiel en DMS (PDMS) par chauffage en milieu basique a permis de mettre en évidence la présence de précurseurs à l’origine du DMS au cours de la conservation des vins en bouteille [17]. La S-méthylmethionine (SMM) a par ailleurs été identifiée dans un moût, où il a été montré qu’elle représente l’essentiel des précurseurs de DMS analysés par la mesure du PDMS par chauffage en milieu basique [18] . Le PDMS est déjà présent dans les raisins et les moûts, mais une part importante de ce potentiel aromatique est perdu au cours de la vinification [1, 19]. Des échantillons de raisins de divers cépages et de diverses régions viticoles françaises du millésime 2007 ont été prélevés et conservés à -20°C. Pour cet essai et les suivants, les analyses de PDMS ont été réalisées dans les conditions déjà décrites [1]. Les principaux résultats de ce screening ont montré la présence de PDMS dans la %$!"- # # (#- #! #$! !# #- $% #" !# #2 "$! ! !#! $% $& #" #!" " #$!" " majorité des raisins descépages étudiés (Figure 1), parfois à " des %"- "$ !# . concentrations bien supérieures à celles observées initialement dans 3/ "" des raisins de Syrah et Manseng [1, 19], cépages pour lequel le DMS 9.9. ! #!"$ #"#$!" ""! "" constitue un des principaux marqueurs aromatiques. Ces résultats 9.9.9.!$ "!#"% !#"! "" ont également montré une certaines variabilité pour des échantillons " #"! ""%!" "#%!""!"%#"! ""$" d’un même cépage, comme la Roussane ou le Chardonnay. Cette :88?##!%"#"!%"0:85.$!#"" #""$% #"-" '""# # ! "" " " #" !#"s’expliquer 394. " ! $& !"$# #" "! #de différence pourrait notamment par desdifférences #! !" " !#"! """ "#$"1$!92- !"" maturité des raisins, qui s’est avérée être un facteur prépondérant #! #""$!$!"""!%"# # ""! ""'! # " 39- 9A4- " $! $ "##$ $ " ! $& ! $$!" ! # $". " dans les variations du PDMS (cf 2.1.2). L’ensemble des résultats du !"$# #"# ##!$!# "% ! #$!" #"/$ - $"" $ ! '. !la $!! # # # "/& $! ! "du screening conforte l’intérêt ## d’étudier contribution sensorielle !" #$!#"! ""- $"/"# %!#!$ #$!!! # ""% ! #" DMS dans les vins d’autres cépages. $19.9.:2./""!"$# #"$"!!#/#!#/#$! #!$# 124/0 Des études sur différents types de vins rouges, que ce soit des vins de Grenache et Syrah de la Vallée du Rhône [1], des vins espagnols [12, 14] , ou des vins du Sud de l’Australie [7], ont montré que le DMS est un exhausteur des arômes fruités. L’interaction du DMS avec d’autres composés d’arôme change la perception aromatique des vins [1]. Associé avec des esters éthyliques et de la β-damascénone, il intensifie les notes fruitées [12], alors qu’en présence de méthionol et d’hexan-1-ol, il apporte des notes végétales [14]. La contribution du DMS à l’arôme du vin est indéniable mais aussi complexe. 1.1.1. Recherche du PDMS dans différentes variétés de raisins "3."/ Figure 1: Concentrations en PDMS des raisins de différents cépages blancs et rouges. 1.1.2 Influence de la maturité, du site de production et dumillésime sur les concentrations en PDMS des raisins de Petit et Gros Manseng. Le PDMS a été mesuré en 2003 et en 2004 sur des prélèvements de raisins à 3 dates de récolte, issus de 3 parcelles de Gros Manseng et 3 parcelles de Petit Manseng, groupées en 3 sites aux caractéristiques pédoclimatiques différentes (Figure 2). Pour chacune des parcelles, 40 kg de raisins ont été prélevés à 3 dates de récolte pour être vinifiés en conditions expérimentales et standardisées (20 l). Les résultats de l’analyse de variance de l’ensemble de ces données ont montré que la maturité et le cépage sont les principaux facteurs de variations du PDMS (P<0,001), suivis de l’environnement pédoclimatique et du millésime (P<0,05). 07 Le millésime 2003, marqué par un ensoleillement et des niveaux de stress hydriques importants, a est associé à des teneurs en PDMS plus fortes pour l’ensemble des échantillons des 6 parcelles suivies. A l’inverse, des millésimes pluvieux ont montré des niveaux de PDMS faibles sur des raisins de Grenache et Syrah [1]. Ces observations nous ont conduits à étudier l’influence du stress hydrique sur les teneurs en PDMS des raisins, car chez certaines algues marines la SMM joue le rôle d’antigel et d’osmolyte [21]. A des niveaux bien moindres, adaptés aux conditions osmotiques de la vigne, la SMM pourrait jouer un rôle similaire, notamment en réponse à un stress hydrique. 6222 4222 $& $ !$ % 0' " ) " 3 :Analyse en Composantes Principales différentes variables indicatrices Figure * % sur ! " de +( '" (.%/0' ! l’état hydrique des vignes et la teneur en PDMS de différentes parcelles (toutes les années, "(-2%-3.-'))( les niveaux de contrainte hydrique et cépages sont confondus). PHFB : potentiel hydrique foliaire de base en valeurs absolues. S1, S2 et S3 : niveaux croissants de contrainte 0%1% hydrique. 08, 09 et 10 : l’année de l’essai. ()1/* $ 5/ 8 ! ) 2*$ ! +0,% $ 1.2.Influence de la vinification sur le PDMS de raisins $&239'% de Petit et Gros Manseng 0// Les différences entre les concentrations en PDMS des raisins de Petit 5/Gros Manseng et celles mesurées dans les vins correspondants et 0' " ) " * % ! " obtenus par mini-fermentations(.%/0' (20 l) ont montré une perte impor+( '" ! 4/ "(-2%-3.-'))( tante, de 80 % en moyenne (Figure 4), en accord avec précédents . 0%1% résultats obtenus sur Grenache et Syrah [1]. Quelles que soient les 2/ / concentrations en PDMS dans les raisins, celles retrouvées dans les ()1/* $ 5/ 8 ! 2*$ 1/ correspondant vins sont ) proches, de l’ordre de 45 µg/l. 0 ! +0,% $ $&239'% ' ' ( ( ) ) 5222 % / 0// 3222 6 !0" (&&* 7222 du graphique, explique principalement la différence entre les niveaux de contrainte hydrique pour chaque cépage et pour chaque année, $& $ avec un moindre poids explicatif sur les teneurs en PDMS. !$ 6 Pour la majorité des parcelles, nous avons observé une forte augmentation du PDMS au cours de la maturation et de la sur-maturation du raisin, ce qui a confirmé les hypothèses de Duplessis et Loubser émises en 1974 [11]. Nous avons observé que la progression des teneurs en PDMS pendant la maturation du raisin était variable selon le cépage (Figure 2). L’essentiel du PDMS étant représenté par la SMM [12], nous avons ainsi fait le parallèle avec son rôle dans d’autres plantes, car dans le raisin l’origine et le rôle de la SMM sont encore mal connus. Cependant chez certaines plantes à fleurs, tels que Wollostonia biflora, la SMM est produite dans le cytosol, puis transportée dans les chloroplastes pour être métabolisée en 3-dimethylsulfoniopropioaldehyde [20]. Ceci pourrait expliquer l’augmentation de SMM pendant la maturation et la sur-maturation des raisins, qui à mesure de la disparition des chloroplastes, s’accumulerait dans le cytosol sans être métabolisée. Sur un même site les raisins de Petit Manseng ont accumulé systématiquement plus de PDMS que ceux du Gros Manseng. La différence de poids des baies n’a pas permis d’expliquer à elle seule cette variation, ce qui démontre des réelles différences variétales. 5/ 1' ! */--1& ' &'& 4/ .%/0'+ . '+ '' + '' (, '& ', '& , '& (, / ', / , / (- . '- . 2 (&&) 2/ / 1/ 0 / !0" 7222 6222 ' ' ( ( ) ) 5222 4222 3222 '+ '' + '' (, '& ', '& , '& (, / ', / , / (- . '- . 2 Figure 2 : Concentration en PDMS des raisins de Petit et Gros Manseng durant la maturation (PM: Petit Manseng; GM: Gros Manseng; 1, 2 et 3: n° des sites). ( ! '()#" ##!" #!# ! " 1.1.3. 3-3-5Influence du !!& stress hydrique sur!!& le PDMS des& raisins "de 5 !Syrah /4228 42320+ #% ! & " # &+ "" # et Chardonnay ! '! " "! & #! "! /#+ & " "0 " " !#$! ! !# ! "" & # /0 " ! $"! !! " " ." .# &! -.!!!"" "&!!"! !/0+ Pendant 3 ans (2008 à 2010), deux parcelles de Syrah et une de # "#"!!!+$#%" "& #"!#!/# 50-"" " "comportant # ! "# ! "" #! zones ""! !# ! " "! Chardonnay, chacune des de contraintes hy& #! "" #! ! ! $ ! , !# .% '"+ ! $"# ! " "" driques différentes moyenne et forte) été!" suivies par, ! des & # ! $ ! /(nulle, $# !#0 !" !!- ." ont ! " ! $" "! '! !" . 4232 / ! ! ! et " ! ! "#!0 !" mesures de potentiel hydrique foliaire (PHFB) des prélèvements !## #+$!"# ! #! ""!-.""& #$" de raisins ont fait l’objet d’une analyse PDMS. L’ensemble de ces données a été traité en analyse en composantes principales (ACP), pour toutes les années, niveaux de contrainte hydrique et cépages confondus (Figure 3). Cette ACP a montré clairement que les teneurs en PDMS étaient plus importantes lorsque les contraintes hydriques étaient plus faibles après véraison : sur l’axe horizontal, les vecteurs PDMS et potentiel hydrique après véraison (en valeur absolue) sont opposés. L’effet millésime est très évident : les différentes zones correspondant à l’année 2010 (la moins sèche des trois années étudiées) sont placées à gauche du graphique, avec les teneurs en PDMS plus importantes. L’état hydrique avant la véraison, situé sur l’axe vertical 08 1' ! */--1& ' &'& .%/0'+ Figure 4 : Pourcentage de PDMS transmis des raisins aux vins (Millésime 2004 ; PM: Petit Manseng; GM: Gros Manseng; 1, 2 et 3: numéro de site des parcelles) Plusieurs hypothèses pourraient expliquer cette perte importante de PDMS pendant la vinification : - l’utilisation d’un mini-pressoir associée à des conditions d’extraction douces pourrait limiter l’extraction du PDMS, - la SMM représentant l’essentiel du PDMS [12], a une structure chimique qui lui confère une réactivité importante vis-à-vis de groupements nucléophiles, qui pourraient entraîner sa dégradation. - la levure est capable d’assimiler la SMM lors de l’élaboration de fromages [22], et Saccharomyces cerevisiea dispose de deux perméases capables de transporter la SMM [23]. Ainsi la levure œnologique pourrait être capable de consommer de la SMM pendant la fermentation. Pour essayer de répondre à ces questions, la suite des travaux a porté sur l’étude de l’influence de paramètre pré-fermentaires et fermentaires sur la disparition du PDMS au cours de la vinification. 1.3. Influence de paramètres de vinification sur le PDMS 1.3.1. Influence d’opérations pré-fermentaire sur le PDMS de moûts de Gros Manseng Des raisins prélevés en 2009 sur une parcelle de Gros Manseng ont servi à l’expérimentation de 4 itinéraires pré-fermentaires : macéra- )')&'-$"(''$")&&!(,$%)&(($&( $"&(!( $!!(+!("!3 6 5)('("!5)! !6$&''"&''"'"!("!'5,(&("!")'$")&&( (& 5,(&("!) 2 6 &$&'!(!(5''!() 9?@:2)!'(&)()& %)%))"!&)! &(+( $"&(!( +'66+' &")$ !(' !)"$'2 %) $")&&!( !(&!& ' &("!4 de 4h ou 16h, pressurage direct, pressurage puis pelliculaire tion 6 +)&'( $ 5'' "&' 5"&("! &" stabulation sur bourbes de & 14 jours. ' 9@@:2 ( '$"'),$& ''$'(&!'$"&(& 9@A:4 !' +)& #!""%) $")&&( (& $ "!'" & $!!( & !(("!4 L’utilisation de la macération pelliculaire et de la stabulation sur bourbes a permis d’augmenter l’extraction du PDMS (Figure 5). ")&''-&&$"!&'%)'("!'2')('(&+),$"&(')&5()5!)! $& (&$&6& !(&'(& !(&'')&'$&("!) )")&'+!("!4 Une macération courte de 4 heures à 18°C a permis un gain de 39 (&'+!("!')& % ?4A4 par!)!$& rapport au témoin, et de 65 % pour une macération 4 fois ?4A4?4 !)!5"$&("!'$&6& !(&')& plus longue. Quant à la stabulation sur bourbes, "*('&"' !'! elle a permis une ' &'!' $&+' de ! @>>G ')&des )! $& &"' !'! "!( '&+ 5,$& !(("! B augmentation 25% teneurs en PDMS. (!&&' $&6& !(&' 3 &("! $)& B ") ?D2 $&'')& &(2 $&'')& $)''()("!')&")&'?B")&'4 Bien quelerendement de pressurage soit de de % (en!(& 5)('("! &("! $)& ( '()("! ')&l’ordre ")&' $&70 ' 5) 5,(&("!) 7)&C84! &("!")&(B)&'?F;$& ')!!AGJ volume de jus) pour le témoin, seulement 41 % du PDMS des raisins $&&$$"&()( "!2(DCJ$")&)! &("!B"'$)'"!)4)!('()("!')& ont été extraits')!) dans ces conditions, ce qui semble en faveur d’une ")&'2$& !(("!@CJ'(!)&'! 4 plus faibles que sur moûts modèles, ce qui pourrait être expliqué par des teneurs en azote total plus faibles que sur le milieu modèle MS300. Par ailleurs, l’influence des températures de fermentations semble impacter l’assimilation de la PDMS, 20°C et 28°C étant les températures les moins favorables à la préservation de la PDMS. Au cours des fermentations des souches L3 et L4, une cinétique de suivi de la consommation de SMM a été réalisée et a montré que les levures assimilaient la SMM rapidement pendant la phase de croissance exponentielle des levures. Dès que la vitesse maximum de dégagement de CO2 a été atteinte, la concentration en PDMS n’a plus évolué significativement. localisation majoritaire du PDMS dans la E> pellicule raisin. ! %) &! !( $&'')& '"( 5"&& J 7! +")du )'8 $")& ( "!2 ') !(B?J) '&'!'"!((,(&('!''"!("!'2%)' Les opérations pré-fermentaires testées ici constituent des !+)& leviers 5)!"'("! "&(&) !'$))&'!4 Durée FA (h) potentiels pour favoriser l’extraction du PDMS et augmenter sa #$&!" ' "$&("!' $&6& !(&' ('(' "!'(()!( ' +&' $"(!(' $")& +"&'& concentration dans les moûts. 5,(&("!) () !(&'"!!(&("!!'' "*('4 A>> @C> @>> ?C> SMM (µg éq. DMS/L) Moût Syrah 464 Solution Souche de Température modèle de levures moût Vins finaux % de SMM restant Levure 1 24°C Syrah 209 69 15 Levure 2 24°C Syrah 209 91 20 ?>> Levure 3 24°C Syrah 209 53 11 C> Levure 4 24°C Syrah 329 113 24 > Levure 4 24°C Syrah 351 85 18 Levure 4 24°C Syrah 212 89 19 Tableau 2 : Variation de la consommation de PDMS par différentes souches de levures au cours de micro-fermentations (1 l) sur un moût de Syrah. teneurs en PDMS de moûts de Gros Manseng. 1.3.2. Influence de paramètres fermentaires sur le PDMS L’objectif de cet essai a été d’évaluer le rôle des levures sur la SMM au cours de la fermentation de moûts modèles enrichis en SMM. Pour les 4 souches de levures testées sur moûts modèles (MS300) en conditions de micro-fermentation (1 l), nous avons observé une consommation importante de SMM (Tableau 1). La SMM résiduelle varie ainsi de 21 % à 39 % témoignant des différentes capacités d’assimilation de la SMM par les souches de levures. Cela semble cependant indépendant des cinétiques et des durées de fermentation. La souche L4 a également été testée (2 répétitions) sur un moût modèle carencé en azote (MS70), contenant 70 mg/l d’azote total au lieu de 300 mg/l. La quasi-totalité de la SMM est alors consommée dans ces conditions. En conditions de carence azotée la levure diversifie ses sources d’alimentation, phénomène à l’origine de la disparition de la SMM. Durée FA (h) Solution modèle de moût dopée en SMM SMM (µg éq. DMS/L) Dans les mêmes conditions que précédemment, 2 souches de levures L5 et L6 ont été testées sur un moût de Syrah avec et sans ajout de Fermaid E. L’utilisation de Fermaid E correspond à une addition d’azote, capable de corriger une éventuelle carence en azote du moût. L’ajout de Fermaid E (5 g/hl) a permis, pour la souche L5, de préserver une partie du PDMS (Figure 6). Le pourcentage de PDMS restant a augmenté ainsi de 12 % à 29 %. Cela confirme le rôle """#" $!#.9"$"&$!"<#=###"#""$!$ de l’alimentation azotée dans la consommation du PDMS par les %#(!&#""$#!/0$#"#!!!"$# levures. Pour la souche L6, le même phénomène a été observé mais 0)#.!!!$&#$!)#$%#/0$#!3<14 !". $! "$du <. PDMS !"!&! $moindre !# $ 3$! =4/ $!# de la préservation était (le rendement augmente !"## $# " 89 C 9@ C/ ! ! 0## )# " 9 % à 17 %), ce qui a confirmé la spécificité de certaines souches "#$ !"&$!"/ $!"$=.#"!&" !"!&#$ ##!3!#$#@C8>C4. $! à assimiler la PDMS. "#!#""$"""! / $%(!# % ! Figure 5 : Influence de la macération pelliculaire et de la stabulation sur bourbes sur les ?77 >77 =77 <77 ;77 :77 977 877 7 % de SMM restant 2265 Solution Souche de Température modèle de levures moût ' " ! Vins finaux Figure 6 : Influence de l’ajout de Fermaid E sur la consommation du PDMS par différentes Levure 1 24°C MS300 120 655 Levure 2 24°C MS300 189 873 29 39 Levure 3 24°C MS300 120 473 21 28 Levure 4 24°C MS300 146 628 Levure 4 24°C MS70 427 66 3 Levure 4 24°C MS70 427 70 3 Tableau 1 : Variation de la consommation de SMM par différentes souches de levures au cours de micro-fermentations (1 l) sur moûts modèles carencés en azote (MS70) ou non (MS300). Les mêmes souches de levures dans les mêmes conditions ont été utilisées sur un moût de Syrah. La consommation du PDMS a été observée comme sur moûts modèles. Les souches présentent des aptitudes à la consommation de PDMS quasiment similaires, ce qui semblerait confirmer leur capacité spécifique à assimiler la PDMS (Tableau 2). Les pourcentages de PDMS restant sont néanmoins souches de levures au cours de la fermentation alcoolique. 0)#"""%#"$#2#!!0$#"#$&!"#0)#! !/""""$&!"#!0)#3874"$!"&"!""!" 0$#! " #$!" )# "" ?8 C " " %#" ""$" !"" !#" L’azote# assimilable par l’utilisation de3& !! 3& "4. # des :?moûts C " peut-être $' ""$" modifié !"" !#" $" #!&# $'4/0$#"#0$)#2"$!387<4!#$!$"!## pulvérisation d’azote foliaire à la parcelle. Des essais de pulvérisation 3$! >4/ 0$## 0)# "" " %#" "$! " #" 87 !" $ foliaire d’azote (N10) sur des vignes de Gros Manseng a permis !"!&#$ ""&"9:C#>;C#8#9!"#&#/!&$! " #" 87<. $ 0$## 0)# # $""les !##. d’augmenter les!" teneurs en azote assimilable de$ 81" % dans moûts "#$ "0"#&!# $""!&"$!#/$&!"# issus de raisins récoltés en première date (vin sec), et de 38 % dans "$! "!# $! 0# !##$! 0$## 0)# "" "$! ceux issus de raisins récoltés plus tardivement (vin moelleux). L’utili!"!&#$ 3$!>4/ sation d’un mélange azote-soufre (N10S5) a apporté un gain encore plus important (Figure 7). L’augmentation de l’azote assimilable des moûts sur les modalités N10 a permis une préservation du PDMS dans les vins de 23 % et 74 % en date 1 et 2 respectivement. En revanche pour les modalités N10S5, alors que l’augmentation d’azote a été au moins aussi importante, la consommation du PDMS s’est avérée identique à celles observées pour le témoin. La pulvérisation de souffre semblerait annuler l’effet protecteur de l’augmentation de l’azote assimilable sur la préservation du PDMS (Figure 7). 09 Conclusion 988 Le DMS est un exhausteur de l’arôme des vins, et bien que complexe, sa contribution peut être qualitative. Ainsi la présence du PDMS dans de nombreux cépages implique des études sensorielles spécifiques sur la contribution du DMS à différentes typologies de vins. L’identification du PDMS et plus précisément de la SMM dans les raisins et moûts, comme principal précurseur du DMS au cours du vieillissement des vins, a ouvert de nouvelles possibilités de recherche pour maîtriser le DMS dans les vins, par une gestion en amont de son potentiel. A8 )*7&( !( @8 ?8 >8 =8 <8 ;8 :8 98 8 . ! 2. 0/ .- . 55 .-.- . 64 / 35 .- / 6. 1- 00 0/ 23 .-.- / 64 01 4% '! & Figure 7 : Influence de la pulvérisation foliaire d’azote et de soufre sur la consommation du9/</ PDMS au cours de la fermentation par les%"$ "$0#&#/ levures. #"&$#&#.""$$" #$ #" % " &##$- # 0'#$ # "$ $" $"$ $0%&/"&- %"$ "2" "$% " #%" $3 #$ "$ "" 0 # &# 49- 9A5/ %&%' "#%$$# 1.4. C#%" onservation des # vins: le pourcentage $%# # &# Corrélation ; ;; # $ entre "# $" # ""$# "$#49-9A5/#""$$$$% $%%198##"&$ de DMS libéré et l’âge des vins. "$" %!% %"$ " %' &"# ?= D 2%" @3/ %' ( $## %&$ ' !%" $$ #"&$/ "" #"$ "# 0% !%" !%$" $ ##$ un #?=D %" $#!%#/ Le DMS est considéré comme arôme de vieillissement, mais il ##"$!% "#%##%"# "$0(#% -#:=D!% n’existe pas de relation entre la concentration en DMS et l’âge du #"$ # %""$ #""% %%"##"&$%&/# #%" % # # $# #%"#$"$de !%$$ "$ "- $ vin. En revanche, le pourcentage DMS libéré (rapport du DMS #"$#% "%"#%"% %%"##"&$/ libre sur le PDMS initial) est linéairement corrélé à l’âge des vins [1, "%"#-&"$# %"$#"$% #"& %"#�% 19] . De $" nouveaux résultats obtenus sur des vins % de / Malbec âgés de #- !% 0%$"# "$"# %$ "$ # $# #"&$#$$%$%&" %"%""$% ##&#/ 3 à 33 ans ont permis de compléter les corrélations précédentes$1[1, $%$"##$ -$ "$%"#"&$ %""$$" "$" 19] . Ainsi la corrélation atteint un plateau au-delà de 10 années de %"' !%$$$&"$/ conservation à partir duquel le pourcentage de DMS libéré plafonne aux environs de 75 % (Figure 8). Deux hypothèses peuvent expliquer cette observation. La première serait la présence d’un équilibre chimique entre la SMM et le DMS ne dépassant pas 75 % pour le DMS en conditions œnologiques. La seconde serait que parmi les molécules mesurées par la méthode d’analyse du PDMS, les 25 % qui ne seraient pas de la SMM ne pourraient pas libérer du DMS au cours de la conservation du vin. Ainsi la mesure du PDMS dans ces conditions surestimerait la quantité de DMS réellement libérable, et la SMM serait le seul précurseur du DMS au cours de la conservation. Par ailleurs, la variabilité des pourcentages de libération du DMS observée pour des vins d’un même millésime, montre que d’autres paramètres influencent la libération du DMS. Les conditions de conservation constituent donc un levier pour moduler la formation du DMS dans les vins. Compte-tenu de la thermosensibilité de la SMM, la température de conservation pourrait être le paramètre majeur expliquant cette variabilité. A A@@J $C/5)5567#7B5)59<8#B5)5:79 =C5)<556 G@J F@J D@J B@J @J @ E A@ AE B@ BE C@ CE "01 ! ;+ ! 02 3.02 3B2 311 - ", !+ " * !+ " ! ! * + " - , Figure 8 : Corrélation entre le pourcentage de DMS libéré ([DMS libre]/([DMS libre]+[PDMS])) et l’âge des vins. Jaune: vins de Petit et Gros Manseng; Rouge: vins rouges de la Vallée du Rhône; Violet: vins de malbec de l’appellation Cahors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insi, parmi les paramètres culturaux étudiés ici, certains influencent fortement le PDMS, mais les paramètres fermentaires semblent déterminants pour maîtriser le PDMS à la mise en bouteille. Le choix de la souche de levure et la gestion de l’alimentation azotée sont deux paramètres clefs pour limiter l’assimilation du PDMS au cours de la fermentation. Les opérations pré-fermentaires telles que la macération pelliculaire et la stabulation sur bourbes doivent être encore étudiées pour confirmer leur intérêt dans l’extraction du PDMS, qui semblerait être principalement localisée dans la pellicule. Au-delà de la fermentation, la gestion du DMS dans le vin est envisageable par la gestion du PDMS à la mise en bouteille et de la durée de conservation. La gestion du PDMS peut-être raisonnée par l’assemblage du vin. Quant à la durée de conservation, les corrélations obtenues permettent de prédire approximativement le pourcentage de DMS libérable, mais ce modèle doit être affiné par une meilleure connaissance de l’influence des conditions de stockage sur le pourcentage de DMS libéré. Un ensemble de paramètres de production, de l’accumulation du PDMS dans les raisins à sa valorisation dans les vins, permet aujourd’hui de d’envisager des itinéraires de production intégrées et mieux adaptées aux différents vins à élaborer Remerciements Pour leur large contribution à ces travaux, nos remerciements s’adressent à Thierry Dufourcq et Eric Serrano de l’IFV Sud-Ouest, Anne Julien de Lallemand, Hernan Ojeda de l’INRA de Pech Rouge et Alain Razungle de Montpellier SUPAGRO. Références bibliographiques [1] M.A. Segurel, A.J. Razungles, C. Riou, M. Salles, R.L. Baumes, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52 (2004) 7084-7093. 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Les thiols variétaux dans les vins : point sur les voies de biogenèse et incidence des itinéraires de production et d’élaboration Aurélie Roland1 , Florine Cavelier 2, et Rémi Schneider1,3 ,Nyseos SARL, 2 place Pierre Viala, 34060 Montpellier IBMM, UMR-CNRS 5247, U M I et II, Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier 3 IFV, UMT Qualinnov, Domaine de Pech-Rouge, 11430 Gruissan Email: [email protected] 1 2 Communication orale présentée par Rémi Schneider Introduction Les thiols variétaux et particulièrement la 4-mercapto-4-methylpentan-2-one (4MMP, 1), l’acétate de 3-mercaptohexyle (3MHA, 2) et le 3-mercaptohexan-1-ol (3MH, 3) ont été identifiés comme composés clefs de l’arôme des vins jeunes issus de différents cépages (Figure 1). Figure 1: Structure chimique des trois thiols variétaux présents dans le vin Leur contribution à l’arôme des vins a été mise en évidence par Du Plessis et Augustyn (Du Plessis et al., 1981) qui ont démontré que l’arôme de goyave des Sauvignon sud-africains était essentiellement dû à la présence de 4MMP. A l’inverse des composés soufrés légers comme le sulfure de carbone, l’éthanethiol, le méthanethiol et l’hydrogène sulfuré produits à de fortes teneurs durant la fermentation alcoolique et responsables de défauts olfactifs, les thiols variétaux sont présents à l’état de traces dans certains vins de Vitis Vinifera, auxquels ils confèrent des odeurs agréables de bourgeons de cassis, de fruit de la passion et de pamplemousse. Depuis 20 ans, l’intérêt des scientifiques et techniciens pour ces composés n’a cessé de croître. Cette revue propose de faire un point sur leurs voies de biosynthèse et sur l’effet des principales techniques culturales ou œnologiques sur leurs teneurs. 1. Les thiols variétaux : occurrence et contribution sensorielle La 4MMP a été identifiée formellement pour la première fois dans les vins de Sauvignon Blanc (Darriet et al., 1991; Darriet et al., 1993; Darriet et al., 1995), puis ceux de Scheurebe (Guth, 1997b), Maccabeo (Escudero et al., 2004), Gewürztraminer, Riesling, Muscat, Colombard, Petit Manseng et Tokay (Dubourdieu et al., 2009; Tominaga et al., 2000). Le 3MH et le 3MHA sont plus ubiquistes que la 4MMP puisqu’on les retrouve dans un grand nombre de vins de cépage comme le Sauvignon Blanc (Tominaga et al., 1996; Tominaga et al., 1998a), la Petite Arvine (Fretz et al., 2005), les Petit et Gros Manseng (Tominaga et al., 2000; Lopes et al., 2005), le Melon B. et le Bacchus (Schneider et al., 2003), le Sémillon (Tominaga et al., 2000), le Verdejo (Campo et al., 2005), mais aussi dans des cépages rouges comme le Grenache (Ferreira et al., 2002), le Merlot et le Cabernet Sauvignon (Murat et al., 2001b; Bouchilloux et al., 1998) et dans les vins rosés de Provence (Masson et al., 2009). La 4MMP rappelle le buis et le bourgeon de cassis (Darriet et al., 1991; Darriet et al., 1993; Darriet et al., 1995) et est présente à des concentrations souvent inférieures à 70 ng/L, pour un seuil de dé- tection olfactive de 0,8 ng/L en solution hydro-alcoolique (Tominaga et al., 2000). Les 3MH et 3MHA, qui sont plus abondants, confèrent aux vins blancs et rosés les notes fruitées tant recherchées de fruit de la passion et pamplemousse (Murat et al., 2001c; Ferreira et al., 2002; Tominaga et al., 2000) avec des seuils de perception olfactive proches de 60 et 4 ng/L respectivement (Tominaga et al., 2000). Il faut noter que le 3MH est rapporté comme responsable des notes de cassis de certains vins rouges (Blanchard, 2000). La chromatographie gazeuse couplée à l’olfactométrie (GC-O) constitue un des moyens de sélectionner les molécules sensoriellement actives dans les vins. C’est cette technique, qui utilise le nez humain comme détecteur, qui a permis la mise en évidence de la 4MMP dans les vins de Sauvignon Blanc (Darriet et al., 1991). Couplée à des techniques de dilution (AEDA - Aroma Extract Dilution Analysis), la GC-O a permis d’identifier la 4MMP comme le composé ayant la plus grande contribution à l’arôme des vins de Scheurebe, (Guth, 1997a). Des études similaires ont démontré le rôle central du 3MH dans l’arôme des vins de Sauternes (Sarrazin et al., 2007). En parallèle des expériences d’olfactométrie, le ratio concentration et seuil de perception olfactive peut aider à déterminer les composés les plus odorants dans le vin. Cette approche a mis en évidence la contribution des trois thiols variétaux dans l’arôme de vieux vins espagnols (Cullere et al., 2004), tandis que le 3MHA représente le composé le plus odorant des vins de Marmajuelo et Verdello (Lopez et al., 2003). Cependant la GC-O ne prend pas en compte les effets d’interaction des composés volatils entre eux et avec la matrice. Pour pallier ce manque, des expérimentations de reconstitution d’odeurs ont été développées quit sont un des meilleurs moyens de mesurer la contribution des interactions à l’arôme des vins. Une stratégie basée sur la détermination qualitative et quantitative des composés odorants d’impact, suivie de tests d’omission a ainsi permis de démontrer que le 3MH était l’arôme clef des vins rosés de Grenache (Ferreira et al., 2002). Analyses sensorielles et chimiques menées en parallèle peuvent, dans des situations simples, permettre de faire le lien entre composés d’arôme et sensations olfactives, comme cela a été récemment démontré dans les Sauvignon de Nouvelle-Zélande dans lesquels les teneurs en 3MH et 3MHA peuvent permettre de prédire le caractère « fruit tropical » des vins (Lund et al., 2009). Pour d’autres sensations, la prédiction est plus difficile, même pour des vins de Sauvignon, comme dans le cas du caractère végétal où différents composés interagissent (2-isobutyl-3-méthoxypyrazine, composés en C6, 4MMP), et ce d’autant plus que l’on essaie d’y corréler les préférences des consommateurs (King et al., 2011; Green et al., 2011). 2. Les voies de biogénèse dans les vins La 4MMP, le 3MH et le 3MHA sont des arômes variétaux dans la mesure où ils proviennent essentiellement du clivage, au cours de la fermentation, de précurseurs inodores présents dans les raisins et les moûts. Trois voies biogénétiques sont maintenant admises qui participent à la formation de la 4MMP et du 3MH dans les vins (Figure 2). La formation du 3MHA est quant à elle particulière puisqu’elle consiste en l’acétylation par la levure du 3MH (Swiegers et al., 2007). 11 Tableau 1: Concentrations moyennes en précurseurs de thiols dans différents cépages Figure 2: Les voies de biogenèse des thiols variétaux dans les vins La première voie implique les précurseurs cystéinylés qui ont été identifiés pour la première fois dans les raisins de Sauvignon Blanc (Tominaga et al., 1995; Tominaga et al., 1998b), puis de Merlot et Cabernet Sauvignon (Murat et al., 2001b), de Sémillon (Thibon et al., 2009), des Petit et Gros Manseng (Lopes et al., 2005), de Riesling, de Melon B. et de Gewürztraminer (Roland et al., 2010b) et enfin de Koshu (Kobayashi et al., 2010a). Ces S-conjugués à la cystéine sont clivés par la levure à l’aide de l’activité β-lyase durant les premiers jours de la fermentation alcoolique (Tominaga et al., 1998b). La S-3-(hexan-1-ol)-cystéine (Cys3MH) est plus ubiquiste et abondante que la S-3-(4-mercapto-4-methylpentan-2-one)-cystéine (Cys4MMP) (Roland et al., 2010d ; Murat et al., 2001b ; Peyrot des Gachons et al., 2000), ce qui est cohérent par rapport aux proportions relatives des thiols correspondants. Ces précurseurs cystéinylés sont largement répandus dans les plantes comme rappelé par Starkenmann (Starkenmann et al., 2008) et constituent ainsi une source importante d’arôme pour l’industrie. La deuxième voie concerne les précurseurs glutathionylés : le S-3(hexan-1-ol)-glutathion (G3MH), identifié de manière tentative dans les raisins de Sauvignon Blanc (Peyrot des Gachons et al., 2002b), puis formellement dans ceux de Melon B. (Roland et al., 2010d), Riesling (Roland et al., 2010b) et Gewürztraminer (Roland et al., 2010b), et ensuite de Chardonnay (Capone et al., 2010a), Pinot Gris (Capone et al., 2010a) et Koshu (Kobayashi et al., 2010a) et le S-3-(4mercapto-4-méthylpentan-2-one)-glutathion (G4MMP), présent dans le Sauvignon Blanc (Fedrizzi et al., 2009), le Riesling et le Gewürztraminer (Roland et al., 2010d). Différents travaux sur milieux modèles (Grant-Preece et al., 2010; Kobayashi et al., 2010a) ou sur moût de Sauvignon Blanc (Roland et al., 2010b), additionnés de G3MH puis fermentés, ont montré la présence dans les vins correspondants de 3MH et ainsi démontré que le G3MH constituait un autre précurseur du 3MH. Des résultats similaires ont été observés pour la G4MMP sur des moûts de Sauvignon Blanc (Roland et al., 2010c). Les formes glutathionylés sont généralement présentes dans les raisins et les moûts à des teneurs plus faibles que les formes cystéinylées (Roland et al., 2010d), et le G3MH est toujours plus fortement concentré que le G4MMP ce qui est cohérent avec la répartition des thiols correspondants dans les vins (Tableau 1). Les teneurs s’échelonnent de 0.2 à 7.3 µg/L pour les Sauvignon Blanc, Melon B., Riesling et Gewürztraminer (Roland et al., 2010d) ; celles de la G4MMP sont beaucoup plus faibles, entre 0,03 et 4,3 µg/L. Pour finir, une dernière voie de biogénèse a été mise en évidence par lepassé, qui implique les composés en C6 insaturés comme le (E)-2hexènal qui subissent l’addition d’un groupement sulfhydryle pendant la fermentation alcoolique (Schneider et al., 2006). Cependant, le donneur de souffre n’a pas encore été identifié : il pourrait s’agir de composés comme l’H2S, la cystéine, le glutathion ou d’autres composés possédant une fonction thiol libre dans les moûts. 12 3. Les principaux facteurs de variation au vignoble L’évolution à la vigne des précurseurs de thiols a été assez peu étudiée, du fait de la difficulté de leur analyse. Les quelques résultats disponibles concernent les effets de la maturité des raisins, le site d’implantation de la vigne (terroir), la contrainte hydrique et la fertilisation azotée. L’évolution des précurseurs cystéinylés au cours de la maturation a été étudiée dès le début des années 2000 sur Sauvignon : si la maturation est favorable à l’accumulation de ces précurseurs dans les baies, l’effet millésime reste très important (Peyrot des Gachons et al., 2000). Des résultats similaires ont été démontrés sur Sauvignon à Sancerre et en Touraine, pour l’ensemble des conjugués à la cystéine et au glutathion même si l’évolution de la Cys4MMP semble plus dépendante du site d’implantation de la vigne (Roland et al., 2010e). La contrainte hydrique présente également un effet sur les précurseurs cystéinylés et dans ce contexte, les teneurs en Cys3MH s’avèrent proportionnelles au stress hydrique (en région bordelaise) alors que la Cys4MMP a un comportement inverse (Choné, 2001). Ce même auteur signale un lien entre la fertilisation azotée au sol et la teneur en précurseurs (et en glutathion) tandis que le niveau de polyphénols diminue ce qui concourt à la production de vins plus riches en thiols (Choné et al., 2006). De manière similaire, la pulvérisation d’azote foliaire après véraison augmente la teneur en thiols des vins sans augmenter la vigueur et l’attaque des baies par Botrytis cinerea comme cela peut être le cas quand l’amendement azoté au sol est mal maîtrisé (Lacroux et al., 2008). Cette augmentation des thiols semble cependant plus due à l’effet en fermentation de l’augmentation de l’azote assimilable induite, qu’à l’augmentation directe des teneurs en précurseurs. 4. Les principaux facteurs de variation en vinification 4.1 Lors de l’élaboration des moûts L’élaboration des moûts constitue une étape clef dans le procédé de vinification des vins blancs et rosés. Le pressurage induit en effet une libération dans le milieu d’acide hydroxycinnamiques (acide caftarique principalement) qui, en présence de la polyphénoloxydase endogène et d’oxygène, génère des o-quinones. Tant que du glutathion est présent, ces quinones s’additionnent sur ce tripeptide pour former le GRP (grape reaction product) (Cheynier et al., 1986; Singleton et al., 1985). Quand les teneurs en glutathion diminuent, ces quinones se condensent, au cours de réactions couplées, avec d’autres substrats polyphénoliques comme les flavonoïdes pour former des pigments bruns. A ce stade de la vinification, les thiols variétaux sont présents à l’état de S-conjugués et ne sont donc pas oxydables, au vu de la stabilité dans les conditions œnologiques de la liaison thioéther. Ainsi de manière cohérente, Roland et coll. ont montré que les teneurs en précurseurs cystéinylés du 3MH et de la 4MMP, ainsi que la G4MMP, étaient stables durant des expérimentations d’oxydation contrôlée de moûts de Sauvignon et de Melon (Roland et al., 2010e) alors que celles du G3MH augmentaient. Cette formation pourrait être la conséquence de l’addition du glutathion sur le (E)-2-hexènal, produit d’oxydation enzymatique des lipides insaturés du raisin. Cette réaction pourraient ainsi expliquer la formation de G3MH lors des opérations pré-fermentaires (Roland et al., 2010). D’autres techniques pré-fermentaires comme la macération permettent aussi d’augmenter les teneurs en thiols des vins. La localisation des précurseurs de thiols dans la baie, préférentiellement dans la pellicule, explique les gains en précurseurs à l’issue de la macération pelliculaire qui ont été observés par plusieurs auteurs (Peyrot des Gachons et al., 2002a; Murat et al., 2001b; Maggu et al., 2007; Roland et al., 2010a). Il faut cependant noter que, dans cette répartition, des différences existent entre précurseurs (Cys4MMP plus dans la pulpe que dans la pellicule) ou entre variétés (G3MH du Melon B. préférentiellement dans la pulpe). Par ailleurs, l’extraction conjointe des polyphénols lors de la macération pelliculaire doit amener les œnologues à modérer cette technique, puisque ces derniers sont préjudiciables à la tenue des thiols dans les vins (cf. 4.4). Toute dissolution d’oxygène à partir de ce moment doit être parfaitement contrôlée, et d’une manière générale évitée. A l’embouteillage par exemple l’oxygène présent dans l’espace de tête ainsi que par la suite l’OTR des obturateurs peut induire des pertes aromatiques importantes sur une période de stockage de 24 mois seulement (Lopes et al., 2009; Lopes et al., 2005; Lopes et al., 2006). Selon le type de vins, l’oxygène peut être préjudiciable à la qualité aromatique des produits puisque, à côté du brunissement des vins qu’il induit, il peut provoquer la diminution des thiols variétaux (Skouroumounis et al., 2005). Les mécanismes sous-jacents impliquent la formation d’adduits entre les thiols, molécules électrophiles et certains composés phénoliques (Nikolantonaki et al., 2009). Ainsi la présence de (+)-catéchine et de (-)-épicatéchine avec du Fe(III) catalyse leur oxydation en quinones qui s’additionnent sur les thiols. Cependant l’absence d’oxygène à l’embouteillage peut également être la cause de l’apparition de défauts de réduction importants et un compromis doit donc être trouvé selon le type de vin et sa « durée de vie ». Le vieillissement sur lies avant embouteillage, la présence constant de SO2 libre, de glutathion et d’anthocyanes dans le cas des vins rouges et rosés, sont autant de facteurs permettant une meilleure tenue des vins d’un point de vue aromatique (Blanchard et al., 2004; Brajkovich et al., 2005; Murat et al., 2003). 4.2 Lors de la fermentation alcoolique Conclusion Les thiols variétaux sont libérés lors des tous premiers jours de la fermentation alcoolique par Saccharomyces cerevisiae grâce à son activité β-lyase. Selon les auteurs, plusieurs (Howell et al., 2005) ou un seul gène, IRC7 (Thibon et al., 2008) seraient impliqués dans le clivage de la Cys4MMP. La conversion du Cys3MH semble quant à elle plus complexe. Notons que ces études du déterminisme génétique de la réaction du clivage ne concernent que les S-conjugués à la cystéine et qu’aucune donnée n’est disponible pour les S-conjugués au glutathion. Ainsi, le choix de la souche de levure est un facteur important de réussite dans la production de vins type thiols. De nombreuses levures commerciales sont disponibles qui ont monté leur capacité à révéler des thiols (Howell et al., 2004 ; Murat et al., 2001a; Swiegers et al., 2006 ; Dubourdieu et al., 2006). Il est cependant hasardeux de vouloir les classer par ordre de performance puisqu’une étude récente a montré que l’origine du moût, et donc sa composition, étaient le facteur le plus important de différenciation des vins (Schneider, communication personnelle). Par ailleurs, il faut signaler que la combinaison de souches peut être un moyen efficace d’augmenter la production de 3MH et de 3MHA (King et al., 2008). Des études récentes ont par ailleurs mis en évidence l’intérêt de souches non-saccharomyces comme Pichia kluyveri (Anfang et al., 2009) ou d’hybrides interspécifiques comme ceux issus du croisement S. cerevisiae x S. bayanus var. uvarum (Dubourdieu et al., 2006; Masneuf et al., 2002). Cependant, gardons en mémoire que dans tous les cas les rendements de conversions par la ou les levures ne dépassent pas 10% en œnologie. Peu d’études en revanche ont porté sur la problématique du transport des précurseurs de thiols dans la cellule levurienne, étape pourtant requise pour leur clivage. Le transporteur général des acides aminés a été identifié comme un des transporteurs des précurseurs cystéinylés en milieu modèle (Subileau et al., 2008b), transporteur dont la synthèse est réprimée par un excès d’ammonium (Nitrogen Catabolic Repression). Ainsi, la nature et le moment d’ajout des nutriments azotés en fermentation doivent être contrôlés pour permettre une meilleure production de thiols dans les vins. La température de fermentation est également un facteur important qui influe sur la production des thiols. Une fermentation à 20°C apparait plus favorable à cette production qu’à 13°C (Masneuf-Pomarede et al., 2006) mais cette observation semble cependant dépendante de la souche de levure considérée (Howell et al., 2004). 4.3 Lors du stockage et du vieillissement Après fermentation alcoolique, les thiols sont sous forme libre, et de ce fait, chimiquement instables puisqu’ils sont facilement oxydables ou réagissent aisément avec d’autres composés du vin par addition nucléophile (Hofmann et al., 1996; Sarrazin et al., 2010). Ainsi l’arôme de type thiol des vins apparaît fortement influencé par les techniques viticoles et œnologiques. Différentes étapes clefs apparaissent. Dans une lgoqiue de production de vins dans lesquels les thiols jouent un rôle sensoriel, il s’agit de : - favoriser l’accumulation des précurseurs dans les raisins - piloter leur extraction lors de l’élaboration des moûts rosés ou blancs - augmenter leur taux de conversion en fermentation par le choix de la souche de levure, les conditions de fermentation et une nutrition azotée adaptée - Et enfin, raisonner les étapes post-fermentaires, et notamment s’assurer du contrôle de la dissolution d’oxygène, pour favoriser leur maintien dans les vins De nombreuses études doivent encore être menées dans ces domaines applicatifs pour permettre un pilotage de la vinification, mais les résultats exposés ici laissent déjà envisager certaines pistes qu’il reste à intégrer dans des procédés de vinifications complets. Par ailleurs, si la contribution des thiols est bien connue dans certains modèles de vins (Sauvignon, Colombard, certains vins rosés) des travaux plus approfondis doivent être conduits encore pour mieux comprendre le rôle des interactions de ces composés avec les autres composés volatils, ce qui implique une pluridisciplinarité plus forte allant de la chimie à la physiologie de l‘olfaction. Références bibliographiques Anfang N, Brajkovich M & Goddard MR. 2009. Co-fermentation with Pichia kluyveri increases varietal thiol concentrations in Sauvignon Blanc. Aust. J. Grape Wine R. 15(1):1-8. Blanchard L. 2000. Recherche sur la contribution de certains thiols volatils à l’arôme des vins rouges. Etude de leur genèse et de leur stabilité. Bordeaux: Université Victor Segalen. Blanchard L, Darriet P & Dubourdieu D. 2004. Reactivity of 3-Mercaptohexanol in Red Wine: Impact of Oxygen, Phenolic Fractions, and Sulfur Dioxide. Am. J. Enol. Vitic. 55(2):115-120. 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Nouvelles acquisitions sur l´hydrolyse des composés glycosidiques dans le vin Juan Cacho Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología, Facultad de Ciencias, Universidad Zaragoza, Pedro Cerbuna 12, 50009 ZARAGOZA, Espagne Email : [email protected] Introduction L’arôme du vin est l’un des facteurs les plus importants qui détermine son caractère et sa qualité. La formation de ces arômes est un processus très complexe, où participe un grand nombre de réactions chimiques et enzymatiques. Il est généralement admis que les composés dérivant du raisin jouent un rôle décisif dans l’expression des caractéristiques aromatiques du cépage. Ces composés forment ce qu’on appelle « arôme variétal ». L’arôme variétal se caractérise par composés présents sous une forme libre, par des précurseurs spécifiques, et par d’autres composés comme les acides aminés ou les acides gras dont le profil est caractéristique du cépage. Parmi les précurseurs spécifiques du raisin, on peut trouver des précurseurs cystéinylés et glutathionylés à partir desquels se forment les thiols variétaux et des précurseurs glycosylés qui sont à l’origine des terpènes, des phénols volatiles, des alcools, des norisoprénoïdes et d’autres composés. L’existence de ces derniers précurseurs dans le raisin est connue depuis longtemps, et leur présence a aussi été identifiée dans d’autres fruits et légumes. Les précurseurs glycosylés sont constitués d’une unité osidique liée par une liaison β-glucosidique à un composé volatil appelé aglycone. Dans le raisin, les précurseurs glycosidiques forment une réserve potentielle d’arômes qui peuvent être libérés au cours de la vinification ou le vieillissement du vin par hydrolyse. Cette hydrolyse, qui peut être acide ou enzymatique, dépend aussi des processus métaboliques. L’hydrolyse acide se produit de façon naturelle au pH du vin. D’un autre côté l’hydrolyse enzymatique peut être réalisée par des enzymes glycosidases présentes dans le raisin, par des glycosidases d’origine levurienne, bactérienne ou fongique. L’une des voies de recherche développée au sein de notre laboratoire vise à étudier et à comprendre les processus selon lesquels les précurseurs glycosidiques sont transformés pour libérer des composés odorants, et à déterminer leur rôle dans l’arôme du vin. Ces travaux comprennent différents volets : - Étude de l’hydrolyse des précurseurs glycosidiques par différentes souches de levures et bactéries au cours de la fermentation alcoolique et malolactique avec détermination des molécules formées et leur impact sensoriel. - Comparaison de stratégies d’hydrolyses rapides de précurseurs avec celles réalisées par les levures au cours de la fermentation alcoolique et évaluation de leur pouvoir prédictif pour mesurer le potentiel aromatique du raisin. - Étude de la libération et de la formation d’arômes à partir de leurs précurseurs au cours du vieillissement du vin, en présence ou en absence de lies. Les travaux de la Thèse Doctorale de Melle Natalia Loscos sont exposés au cours de cette présentation. 1. Libération d’arômes à partir de précurseurs au cours de la fermentation alcoolique (3). Le rôle des levures dans hydrolyse des précurseurs était, jusqu’à il y a encore peu de temps, pas très clair car les travaux publiés en la matière étaient parfois contradictoires. Même si l’activité glycosidasique a été mise en évidence dans les levures commerciales, la stabilité de cette dernière a été décrite comme limitée dans les conditions de vinification. Le travail de thèse et celui d’Ugliano et al. (15) ont permis de mettre en évidence la capacité des levures commerciales du genre Saccharomyces à libérer et à former des composés odorants à partir de leurs précurseurs glycosidiques au cours de la fermentation alcoolique. Dans ce travail, la fermentation alcoolique a été réalisée sur un moût naturel, avec ou sans addition d’extrait de précurseurs glycosidiques. Trois levures du genre Saccharomyces ont été utilisées. Suite à la fermentation, les vins ont été caractérisés par voie analytique et sensorielle. Un total de 64 composés odorants ont été analysés, parmi lesquels 51 d’entre eux ont vu leur concentration modifiée par l’addition de précurseurs. Dans la plupart de cas, l’ajout de précurseurs a induit une augmentation de la concentration en composés odorants dans les vins étudiés. Cependant, dans quelques cas (comme par exemple, les acides 3-méthyl- et 2-méthylbutyrique, et le Z-3-hexen-1-ol), l’addition de précurseurs a provoqué une diminution de la concentration par rapport aux vins sans addition de précurseurs. Ce dernier comportement pourrait être dû à l’interférence que cause l’addition de fractions de précurseurs sur la synthèse de ces composés, principalement d’origine fermentaire. Les augmentations de concentration les plus importantes ont été observées sur les dérivés de la vanilline (vanillate de méthyle, vanillate d’éthyle, acétovanillone et acétosyringone), sur certains benzènes (cinnamate d’éthyle, dihydrocinnamate d’éthyle et dihydrométhyleugénol), et phénols volatiles (gaïacol et m-cresol) ainsi que sur les composés norisoprénoïdes (actinidoles, 3-oxo-α-ionol et β-ionone). Dans la plupart des cas, l’augmentation de concentration observée n’a pas dépassé le seuil de perception olfactive (sauf pour la β-damascenone, la β- ionone et les vinylphénols). Néanmoins, nous avons pu constater que certains groupes de composés comme les lactones, les cinnamates, les dérivés de la vanilline et les terpènes exerçaient une action simultanée sur l’arôme. En conséquence, l’addition de précurseurs a provoqué une augmentation des notes florales dans les vins à l’issue de la fermentation alcoolique. 2. Comparaison de la capacité de différentes souches de levures à libérer des arômes variétaux à partir de précurseurs (10). Après avoir vérifié que des levures du genre Saccharomyces étaient capables d’hydrolyser des précurseurs glycosidiques au cours de la fermentation alcoolique, nous avons mené une étude pour comparer l’activité enzymatique et la capacité de différentes souches de levures Saccharomyces et non Saccharomyces à libérer des arômes à partir d’un extrait de précurseurs. Certains auteurs (16) avaient démontré que certaines souches du genre non Saccharomyces présentaient une activité enzymatique supérieure à celle du genre Saccharomyces, et qu’elles étaient capables de libérer des quantités plus importantes de certains composés odorants. Cependant, les conditions opératoires utilisées dans cette étude étaient les conditions optimales pour la libération de ces composés par action des glycosidases (incubation à pH 5 et à 30 ºC). Afin d’approfondir ces connaissances, nous avons réalisé une étude comparative sur plusieurs souches de levures dans des conditions standards de vinification (100 g/L glucose, 100 g/L fructose, 20 ºC, pH 3.5) sur un moût modèle enrichi en glycosides. Les vins obtenus 15 ont été caractérisés par analyses sensorielles et les composés formés ont été dosés en GC-MS. 21 des souches étudiées ont présenté une activité β-glucosidase, dont 12 d’entre elles ont une activité intense. L’activité hydrolytique s’est montrée plus fréquente chez les souches du genre non Saccharomyces. En ce qui concerne l’analyse sensorielle, les vins enrichis en précurseurs ont montré une augmentation des notes de violette, fruit exotique, fleur d’oranger, pêche, grillé et fruit secs, principalement dans le cas de levures du genre Saccharomyces. En ce qui concerne la libération d’arômes, nous avons constaté de grandes différences entre levures, et démontré que le genre de levure possédait une influence critique sur les teneurs de la plupart des arômes variétaux. Par exemple, la souche de Torulaspora a présenté les concentrations les plus élevées en Riesling acétal, en vanillate d’éthyle, en certaines lactones (γ-nonalactone et γ-decalactone), en dihydrocinnamate d’éthyle et en farnésol. D’un autre côté, les vins obtenus avec les souches de Brettanomyces ont montré les teneurs les plus importantes en 4- éthylgaïacol, 4-éthylphénol et les acides 3-méthyl et 2-méthylbutyrique. Les vins élaborés avec les souches du genre Saccharomyces ont été les plus riches en β-damascenone, en β-ionone, en linalol et en vinylphénols. La plupart de ces composés, à l’exception des éthyl- et vinylphénols, ont été libérés en concentrations relativement faibles, mais suffisantes pour causer des effets sensorielles significatifs. 3. Libération d’arômes variétaux à partir de précurseurs au cours de la fermentation malolactique (11). Des études précédentes ont démontré que les bactéries du genre O. oeni présentaient une activité glycosidase (17) et étaient capables de transformer les précurseurs glycosidiques du raisin en libérant des arômes variétaux au cours de la fermentation malolactique aussi bien dans des vins modèles que dans des vins réels (18, 19). Toutefois, peu d’éléments ont été publiés sur la capacité hydrolytique des souches du genre Lactobacillus et Pediococcus. Bien que leur activité β-glucosidase ait été prouvée (20), leur capacité à libérer des arômes à partir des précurseurs glycosidiques n’a pas été étudiée. En conséquence, nous avons étudié l’activité β-glucosidase de plusieurs souches de bactéries lactiques du genre O. oeni, Lactobacillus et Pediococcus. Les souches présentant l’activité β-glucosidase la plus forte ont été sélectionnées afin d’étudier leur capacité à libérer des arômes au cours de la fermentation malolactique d’un vin modèle enrichi en précurseurs glycosidiques. Après fermentation malolactique, les vins ont été caractérisés par analyse sensorielle et les composés volatiles formés ont été dosés en GC-MS. Nous n’avons pas trouvé d’activé β-glucosidase dans les souches du genre Pediococcus étudiées, alors que certaines souches du genre Lactobacillus et O. oeni ont présenté une activité intense. Ces souches ont été capables de libérer des petites quantités de terpènes, de C13-norisoprénoïdes, de phénols-volatils et de dérivés de la vanilline, même dans les cas où la fermentation malolactique ne s’est pas déroulée (comme dans le cas des souches du genre Lactobacillus). En général, les vins inoculés avec les souches du genre O. oeni ont présenté des concentrations plus élevées en arômes variétaux que ceux inoculés avec les souches du genre Lactobacillus, en particulier pour certains dérivés de la vanilline (vanilline, vanillate d’éthyle, acétovanillone et syringaldéhyde), 4-vinylphénol et γ-decalactone. Néanmoins, les vins obtenus avec une des souches de Lactobacillus ont montré des teneurs similaires à ceux des souches O. oeni. En ce qui concerne les analyses sensorielles, les vins enrichis en glycosides ont montré une augmentation des notes végétales, de violette, épicées et oxydées du fait de l’action des bactéries sur le pool de précurseurs. 4. Comparaison de différentes stratégies d’hydrolyse rapide pour mesurer le potentiel aromatique du raisin (12). 16 La plupart des méthodes utilisées pour le dosage des précurseurs glycosiques du raisin, sont des méthodes indirectes basées sur l’analyse des composés odorants libérés après l’hydrolyse acide rapide ou enzymatique en utilisant des préparations enzymatiques d’origine microbienne. De ce fait, les caractéristiques les plus importantes de ces deux stratégies sont mieux connues. Bien qu’il existe des études comparatives sur les composés libérés par ces deux types d’hydrolyse (21, 22), et des études comparant l’hydrolyse enzymatique réalisée par les préparations enzymatiques et celles menées par des levures (23), le nombre de travaux dans lesquels sont reliés les arômes libérés par ces deux types d’hydrolyse rapide avec les arômes qu’on retrouve après la fermentation alcoolique, est plutôt rare (24). Dans ce travail, nous avons étudié ces deux stratégies d’hydrolyse rapide pour déterminer laquelle est la plus adéquate pour mesure le potentiel aromatique du raisin. Pour cela, nous avons utilisé 7 cépages, dont la fraction de précurseurs glycosidiques a été extraite en utilisant notre protocole. Ces extraits ont été hydrolysés par voie acide et enzymatique, et ont été ajoutés dans un moût synthétique (200 g/L glucose) fermenté à 20 ºC. Les arômes libérés ont été analysés en GC-MS suivant nos méthodologies de dosage. Les différences entre cépages n’ont pas été très marquées, sauf dans le cas du Muscat, du Chardonnay et du Grenache. Le Muscat a présenté les teneurs les plus élevées en terpènes, le Chardonnay en certains norisoprénoïdes (TPB, 3-oxo-αionol, 3-oxo-β-ionone et actinidoles), en dihydrocinnamte d’éthyle et en γ-nonalactone. Le Grenache a présenté les teneurs plus élevées en certains dérivés de la vanilline (vanillate de méthyle, acétovanillone, zingerone et syringaldéhyde) et en 4-vinylgaïacol. En ce qui concerne les stratégies d’hydrolyse, la fermentation alcoolique a présenté une capacité relativement faible à libérer des arômes variétaux à partir de la fraction de précurseurs. Ceci confirme qu’une partie du potentiel aromatique contenu dans le raisin reste sous la forme glycosylée après la fermentation alcoolique. D’un autre côté, l’hydrolyse enzymatique a été, généralement, la plus efficace pour libérer la plupart des arômes variétaux, particulièrement les phénols volatiles, les dérivés de la vanilline, l’alcool benzylique et le 3-oxo-α-ionol. L’hydrolyse acide a montré un pouvoir d’hydrolyse intermédiaire, mais elle a été la plus efficace pour la formation de C13-norisoprénoïdes. Cette stratégie d’hydrolyse a permis de prédire les teneurs de plusieurs composés aromatiques majeurs dans l’arôme du vin (comme le linalol, l’αterpinéol, la β-damascenone, les vinylphénols et les dérivés de la vanilline). Au contraire, certains des arômes libérés par hydrolyse enzymatique ne sont pas représentatifs des arômes libérés au cours de la fermentation. 5. Évolution des arômes variétaux au cours du vieillissement du vin sur lies (14). Etant donné qu’une partie du potentiel aromatique du raisin reste sous la forme glycosylée après la fermentation alcoolique, il est possible qu’il soit révélé au cours du vieillissement du vin. Pendant cette étape, l’acidité du vin provoque l’hydrolyse et la transformation lente des glycosides et des aglycones libérés. De plus, quand le vin est élevé sur lies, les enzymes hydrolytiques libérées par autolyse des levures peuvent agir sur la fraction de précurseurs glycosidiques. Les travaux publiés à ce sujet ne sont pas très abondants. Même si une diminution des teneurs totales en glycosides a été observée après le contact du vin avec les lies (25), nous ne disposons pas d’informations sur les arômes libérés et sur le rôle des lies dans cette libération. Pour cela nous avons étudié l’évolution des arômes variétaux au cours du vieillissement du vin sur lies. Après fermentation alcoolique d’un moût naturel enrichi en précurseurs glycosidiques, les vins sont restés en contact avec leurs lies pendant 9 mois à 20 ºC. Les composés odorants formés ont été dosés en GC-MS à différents moments du vieillissement (fin de fermentation, après 3 mois et après 9 mois). Deux comportements différents ont été observés : certains composés ont montré une augmentation de leur concentration au cours du temps, c’est le cas de la plupart des norisoprénoïdes (sauf la β-damascenone et la β-ionone), du linalol, de l’α-terpinéol, du vanillate d’éthyle, du syringaldéhyde et du cinnamate d’éthyle ; d’autres composés comme les vinylphénols et l’hexenol ont montré une diminution de leur concentration. Cette diminution est imputable à l’instabilité de ces composés, qui augmente dans certains cas en présence de lies. Leur dégradation n’est ainsi pas compensée par la formation à partir des précurseurs. Dans la plupart de cas, la contribution de l’hydrolyse acide à la libération d’arômes variétaux a été peu importante, sauf dans le cas du linalol, de l’α-terpinéol et du syringaldéhyde. Les lies provenant de levures différentes ont montré des capacités légèrement différentes à libérer des arômes variétaux. Cependant ces phénomènes ne sont pas toujours représentatifs de ceux observés au cours de la fermentation alcoolique. 6. Évolution des arômes variétaux à partir de précurseurs au cours du vieillissement accéléré du vin (13). Afin de compléter les travaux précédents, nous avons étudié la libération d’arômes variétaux au cours du vieillissement accéléré d’un vin (sans lies). Le vin est chauffé entre 40-50 ºC, en l’absence d’oxygène, afin de reproduire les réactions hydrolytiques qui se déroulent au cours du vieillissement du vin en bouteille. Ces réactions incluent des phénomènes d’hydrolyse de glycosides, de déshydration, de cyclisation et de réorganisation des aglycones libérés comme c’est le cas de monoterpènes et des C13-norisoprénoïdes. La formation et la transformation de ces deux groupes de composés au cours du vieillissement du vin ont été largement étudiées. Cependant, peu d’informations ont été publiées sur des composés comme les dérivés de la vanilline, les phénols volatiles ou les lactones. Des vins provenant de la fermentation alcoolique d’un moût modèle enrichi en précurseurs, ont été soumis à un vieillissement accéléré à 50 ºC pendant 9 semaines. Les arômes variétaux formés ont été analysés après une, trois et neuf semaines. Nous avons observé une augmentation des teneurs en la plupart des arômes variétaux dans la première semaine de vieillissement. Toutefois, beaucoup d’entre eux ont vu ensuite leur concentration diminuer au cours du temps. Certains composés qui n’étaient pas détectés après fermentation étaient présents à des concentrations élevées après la première semaine de vieillissement (vitispiranes, TDN, TPB, Riesling acétal, oxydes de linalol furaniques, syringaldéhyde, etc.). Les seuls composés dont la concentration a augmenté tout au long du vieillissement sont les dérivés de la vanilline, le gaïacol, le 4-éthylphénol et les oxydes de linalol. En règle générale, nous avons pu observer une accentuation des différences variétales au cours du vieillissement alors qu’elles n’étaient pas si évidentes après la fermentation alcoolique. Ces différences variétales sont représentatives de celles déjà observées après hydrolyse acide et enzymatique des extraits de précurseurs. Références bibliographiques (1) Ibarz, M. J. Estudio de los aminoácidos y otros componentes de la uva como precursores del aroma del vino. Desarrollo de métodos para su análisis. Universidad de Zaragoza, Zaragoza, 2005. (2) Ibarz, M. J.; Ferreira, V.; Hernandez-Orte, P.; Loscos, N.; Cacho, J. Optimization and evaluation of a procedure for the gas chromatographic-mass spectrometric analysis of the aromas generated by fast acid hydrolysis of flavor precursors extracted from grapes. J. 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Email : [email protected] 1 2 Introduction La Syrah fait partie des 6 premiers cépages mondiaux avec le Merlot, le Cabernet Sauvignon, le Pinot Noir, le Sauvignon et le Chardonnay. La surface plantée en Syrah a progressé très rapidement, de moins de 10.000 ha au début des années 1980, à plus de 140.000 ha en 2004/2005. 50 % de la Syrah mondiale est produite en France, et 25% en Australie. Le reste se répartit entre l’Argentine, l’Afrique du Sud, la Californie, le Chili, les USA, l’Italie, la Nouvelle-Zélande, la Grèce, l’Espagne, la Suisse et d’autres petits pays producteurs. La Syrah est le cépage emblématique de l’Australie et représente 380.000 tonnes soit 45% des raisins rouges et 22.9% des 1,66 million de tonnes de raisins produits dans le pays en 2011/2012. La Shiraz (le nom utilisé par beaucoup de pays producteurs de nouveau Monde pour désigner le cépage connu en France sous le nom de Syrah) est un cépage ancien, et on estime qu’il a émergé à partir de la Mondeuse Blanche et du Dureza dans le Nord de la Vallée du Rhône 100 ans avant JC (1) ; Il s’agit également de l’un des premiers cépages à être arrivé en Australie en 1832. A ce jour, des raisins provenant de plants de vigne plantés il y a plus de 120 à 160 ans dans la Hunter Valley dans le Victoria et dans la Barossa Valley, continue à être productif. Les vins de Shiraz possèdent une vaste et intéressante palette aromatique en fonction des régions, allant de la prune aux fruits rouges, en passant par le chocolat, la liqueur ou les épices. La Shiraz est un cépage très versatile et peut être utilisé seul ou en assemblage avec du Cabernet Sauvignon, du Grenache, du Mourvèdre ou du Viognier. Parmi les différents styles de Shiraz rencontrés en Australie, on peut citer les vins très poivrés des régions à climat froid (comme par exemple Adelaide Hills ou les Grampians), les vins plus aromatiques et épicés aux arômes parfois mentholés de Margaret River, de Coonawarra ou de Clare Valley ; les vins chocolatés au fruit très mûr (Barrossa Valley, Maclaren Vale), et les vins riches aux notes de cuir de la Hunter Valley. Malgré l’importance de la Shiraz pour la filière vitivinicole australienne, très peu de connaissance étaient disponibles jusqu’à récemment sur les composés aromatiques contribuant à la perception sensorielle de ses vins. Empiriquement, à travers les commentaires de dégustation, les contre- étiquettes des bouteilles de Shiraz australiennes, on peut réaliser à quel point le caractère épicé ou poivré est essentiel pour les Shiraz australiennes de qualité. Ce caractère poivré fait partie quelque part de la quintessence australienne, et peut même être considéré comme faisant partie du terroir d’un vin donné, et ce même lorsque le composé responsable de ces arômes particuliers n’avait pas encore été identifié. Il était aussi très fondamental de pouvoir isoler et de mieux comprendre un composé aromatique aussi important pour nos raisins et nos vins. 1. Identification de la rotundone comme compose aromatique clé dans les raisins et dans le vin Lors d’expérimentations ultérieures, des extraits de raisin de Shiraz ont été étudiés par chromatographie en phase gazeuse couplée à de l’olfactométrie (GC-O) et par chromatographie gazeuse couplée à un spectromètre de masse (GC-MC). Aucune région de composants connus ne correspondait au caractère épicé ou poivré. Cependant, ces arômes poivrés pouvaient être perçus sensoriellement dans les baies de raisin, et dans les homogénats de raisins de Shiraz épépinés. A partir des observations empiriques montrant l’existence de parcelles « poivrées » produisant de manière régulière des vins « poivrés », spécialement lors de millésimes frais, des échantillons de raisins potentiellement « poivrés » ont été prélevés dans 12 vignobles d’Australie méridionale et du Victoria. 18 échantillons de raisin ont ainsi été caractérisés à l’aide de descripteurs aromatiques, incluant le caractère poivré. Ce caractère « poivre noir » était indépendant des notes végétales ou de raisins secs également présent. L’étude sensorielle a révélé une forte corrélation entre l’intensité de l’arôme poivré et l’intensité du caractère poivré en bouche. Ceci nous a permis de nous focaliser sur l’étude des composés volatiles du raisin pour les expérimentations à venir. Les analyses chimiques classiques de ces échantillons de raisins ont porté sur le pH, l’acidité totale, et le degré potentiel (TSS=total suspended solids). Aucune tendance permettant de relier la maturité des raisins, leur qualité aux notes sensorielles du caractère poivré n’a pu être mise en évidence. Afin d’étudier tous les métabolites volatils du raisin d’une manière compréhensive, non limitative, des échantillons d’homogénats de raisin ont été analysés par GC-MS avec espace de tête statique. Pour les expériences de la métabolomique, un système d’entrée froide a été utilisé. Il nous a permis d’atteindre un enrichissement des composés aromatiques volatiles présent à l’état de trace, améliorer les limites de détection dans des très basses valeurs exprimées en ppb, d’éviter des phénomènes de discrimination indésirables et des éventuels effets de matrice à partir de techniques d’échantillonnage tels que la SPME. Cette analyse par GC-MS nous a donné plus de 13000 spectres de masse individuelle pour chaque échantillon de raisins. Avant de procéder à une analyse multivariée, les données ont été prétraitées en utilisant un lissage et une procédure de normalisation. Afin d’expliquer l’intensité de la note du caractère « poivré », une analyse en composantes principales et une régression par la méthode des moindres carrés ont été utilisées afin d’élaborer des modèles multivariés basés sur les spectres de masse et les descripteurs aromatiques. L’optimisation de cette méthodologie nous a permis de sélectionner une seule région du chromatogramme GC-MS permettant la prédiction de l’intensité de l’arôme «poivre» avec un coefficient de corrélation > 0,98. Ceci a conduit à l’identification de l’α-ylangene, un sesquiterpène tricycliques, qui a été confirmé par co-injection à l’aide d’un composé de référence. Bien que n’étant pas un composé aromatique majeur en soi, l’α-ylangene était un très bon marqueur de l’arôme «poivré», et ses concentrations dans les vins permettaient de discriminer sur le caractère «poivré» vignobles et millésimes de la même manière que les modèles multivariés (2). Dans le même temps nous avons manqué la détection du composé arôme clé d’impact en raison de sa très faible concentration et de son bas seuil de perception. L’identification de la rotundone, le composé clé responsable des notes «poivrées» dans les extraits de Piper nigrum et les raisins de Shiraz, a nécessité des expériences traditionnelles de GC-MS-O, s’est avéré possible seulement après 19 optimisation complexe de la préparation des échantillons et enrichissement assistés sensoriellement, (3). La chose a été d’autant plus compliqué que le temps d’élution était particulièrement long et que le composé sortait en fin de l’analyse par GC-MS-O. Finalement, la présence de rotundone a été mise en évidence dans du poivre enrichi et des extraits de raisin par GC-MS-O et co-injections avec des quantités croissantes du composé synthétisé. 2. Propriétés sensorielles de la rotundone Une fois identifiée la rotundone comme composé aromatique, nous avons développé une méthode robuste d’analyse afin de la quantifier par analyse par dilution isotopique (SIDA) et GC-MS (4). Plus récemment, l’analyse quantitative de la rotundone a été redéfinie en utilisant une chromatographie en phase gazeuse en deux dimensions qui nous a permis de résoudre le problème lié aux composés co-élués. Ceci nous a permis de mener des expériences sensorielles afin de mieux comprendre les propriétés aromatiques de la rotundone, et de comparer ces résultats sensoriels aux concentrations très faibles de la molécule dans les raisins et les vins. Une très bonne corrélation a ainsi pu être observée entre la concentration en rotundone et les notes moyennes du caractère poivré observé par les dégustateurs, à la fois dans les raisins et dans les échantillons de vin. Ceci nous indique que la rotundone, à de très faibles concentrations de l’ordre du ng/kg, est un contributeur important au caractère poivré des raisins et des vins de Shiraz. Au delà, le seuil de perception de la rotundone a été évalué à 8 ng/L dans l’eau, et de 16 ng/L dans le vin rouge (3). Fait majeur: approximativement 20% des dégustateurs n’ont pas été en mesure de détecter la rotundone lors du test de détermination de son seuil, même lorsque sa concentration était 500 fois supérieure à son seuil de détection dans l’eau (3). Par conséquence l’expérience sensorielle de deux consommateurs en train de déguster le même verre de Shiraz peut être très différente. Pour continuer ces observations, une étude sensorielle a permis d’étudier l’effet de la rotundone (poivre noir) en association avec l’eucalyptol (menthe, camphre, eucalyptus) et du gaïacol (fumé), lorsque celle-ci était rajoutée à des niveaux moyens à élevés dans des vins rouges. Cette étude a permis d’explorer les préférences et les tolérances des consommateurs vis à vis des composés aromatiques naturellement présents et décrits comme « poivrés », « eucalyptus » et « fumée », et a permis de comprendre les niveaux indésirables de ces composés dans les vins. Les propriétés sensorielles ont été déterminées de manière descriptive par un panel sensoriel de dégustateurs, et par un jury de 104 consommateurs de la région d’Adélaide qui à la suite de la dégustation des vins, leur ont attribué des notes de préférence. L’étude descriptive a permis de démontrer que les descripteurs « fruits rouges », « fruits noirs », « vanille », « fumée », « poivre », « menthe/eucalyptus », « vanillé en bouche », « fumée en bouche », « menthe/eucalyptus en bouche » et « poivre en bouche » étaient significativement différents parmi les échantillons. A travers le test de préférence, trois groupes différents de consommateurs avec des préférences similaires ont pu être identifiés par analyse de cluster : l’addition de rotundone possède un effet positif sur 1/3 des consommateurs, et est neutre sur le reste sur le reste du panel. Afin d’évaluer l’effet de la rotundone sur la qualité ressentie par les consommateurs, des études complémentaires sont nécessaires en utilisant d’autres vins de base, en présence d’autres composés influençant l’acidité, le caractère végétal et le caractère fruité. 3. Fréquence de la rotundone dans les vins commerciaux Grâce à cette identification et au développement de méthodes analytiques, nous avons pu commencer à étudier plusieurs facteurs qui peuvent contribuer aux caractères poivrés, comme par exemple le cépage, le clone et la région. Pour connaître la distribution de la 20 rotundone et orienter les études à venir, des analyses ont été réalisées sur une large sélection de vins commerciaux australiens (137 vins rouges sélectionnés chez des cavistes locaux) de différents cépages et millésimes en provenance de plusieurs régions (5). La majorité d’entre-eux étaient bouchés à l’aide de capsules à vis et de liège naturel, et comprenaient de la Shiraz, du Merlot, du Durif, du Pinot Noir, du Cabernet Sauvignon et plusieurs autres vins intéressants, en provenance de régions viticoles populaires. Les millésimes de la sélection variait du début des années 1990 jusqu’en 2006. La figure n°1 représente les concentrations en rotundone analysées, le cépage et la région des échantillons où la molécule était présente. Pour la grande majorité des vins (81%) la molécule n’a pu être détectée et parmi les vins qui contenaient de la rotundone, 62% étaient des vins de Shiraz. Au travers de la figure n°1, il apparaît clairement que des niveaux de rotundone supérieurs au seuil de perception (< 16 ng/L) sont fréquemment mis en évidence dans les vins provenant de régions ou de millésimes frais et ne sont pas limités aux vins de Shiraz. Cette fréquence importante de rotundone dans le vin, est en accord avec des observations réalisées précédemment (3,6) et des résultats récents obtenus par l’équipe de recherche de Mattivi sur les cépages Schoppettino, Vespolina et Grüner Veltiner. En collaboration avec l’IFV Sud-Ouest, il a également été mis en évidence que la rotundone était un contributeur clé dans l’arôme des vins de Duras et de Pineau d’Aunis. La molécule a également été mise en évidence dans des vins de Graciano et de Gamay à des concentrations voisines du seuil de perception. Au-delà des raisins et des vins, la rotundone a également été retrouvée à des concentrations nettement supérieures dans d’autres herbes et épices courantes, particulièrement le poivre noir et blanc où elle a été retrouvée à des niveaux d’environ 10.000 fois ceux des vins poivrés (3). Figure 1. Concentrations en rotundone dans des échantillons commerciaux de vins australiens (5) Afin de caractériser la stabilité de la molécule dans les vins pendant le vieillissement, nous avons étudié les effets de plusieurs obturateurs sur le niveau en rotundone des vins en bouteille (5). Afin de mener à bien cette étude, des vins de Shiraz ont été dopés en rotundone à un niveau d’environ 100 ng/L. Des bouteilles (750 ml - 24 répétitions pour chaque obturateur), ont été obturés avec soit du liège naturel, du bouchon synthétique de la capsule à vis ou bien un obturateur en verre, et ont servi de témoin au moment de l’embouteillage. Trois échantillons par modalité ont été analysés après 0, 6, 12 et 39 mois. Aucune modification du niveau de rotundone des vins n’a été observée jusqu’à 39 mois, même si une légère perte a pu être observée sur le bouchon synthétique (environ 6% par rapport à la concentration originale). La stabilité de la rotundone dans les conditions oenologiques et l’absence d’évolution dans le temps, indiquent que les caractéristiques poivrées d’un vin donné à la mise en bouteille sont peu enclines à changer dans le temps au cours du stockage. Un vin de Shiraz de la région des Grampians possédant le niveau le plus élevé en rotundone (161 ng/L), comme le montre la figure n°1, provenait du millésime 2002 alors qu’un autre vin de Shiraz de la même région du millésime 1999 présentait toujours un niveau de 152 ng/L, 10 ans après sa mise en bouteille. 4. Facteurs influençant la concentration en rotundone des raisins et des vins La rotundone est un composé aromatique plutôt inhabituel puisqu’il fait partie du petit groupe des arômes à fort impact (de la même manière que l’isobutyl-méthoxypyrazine et les monoterpènes) qui proviennent directement des raisins. Nous assumons le fait que la rotundone présente dans le vin peut être extraite sans aucune transformation chimique ou biochimique au cours de la vinification. Ceci contraste avec de nombreux composés volatils qui sont libérés à partir de précurseurs inodores (glycosylés ou conjugués à la cystéine) ou produits entièrement par la levure au cours de la fermentation. Etant donné la relation directe raisin-vin existante pour la rotundone (3,8), le faible seuil de perception de ce composé (3) et sa stabilité dans le vin (5), cela rend envisageable le pilotage des concentrations en rotundone dans le vin grâce à la sélection clonale, aux techniques viticoles et aux process de vinification. Tout d’abord, il nous a fallu déterminer comment se développait la rotundone dans la baie, où elle était localisée et quel pourcentage était extrait des raisins au cours de la vinification. Afin d’étudier la formation, la localisation et l’extraction de la rotundone, et étant donné que le rôle majeur du climat sur la concentration des raisins et des vins en rotundone (3,5), un vignoble de la région d’Adélaide Hills planté à l’aide de deux clones de Shiraz (1127 et 2626) a été choisi pour son climat frais et sa production régulière de raisins modérément poivrés. Afin de suivre les niveaux de rotundone dans les raisins pendant la maturation, des échantillons de grappes ont été prélevés sur des rangs comparables des deux clones à la mivéraison, entre la mi-véraison et la récolte et un jour avant la récolte commerciale. Au début de la maturation, des niveaux très faibles de rotundone dans les raisins (typiquement en-dessous de 5 pg/baie) ont été mis en évidence. La majorité de la rotundone s’accumule les 6 dernières semaines de la maturation. A la récolte, des niveaux supérieurs en ce composé (20 pg/baie) ont été mis en évidence dans les clones 2626, ce qui est en accord avec la croyance empirique que le clone 2626 et un clone épicé (9). Des études réalisées dans plusieurs régions australiennes, néo-zélandaises sur Shiraz et en France sur Duras ont confirmé que la concentration en rotundone des raisins augmentait de façon significative à l’approche de la récolte, et atteignait un plateau ou diminuait très légèrement avec la surmaturité (donnée non publiée). Afin d’étudier la localisation de la rotundone dans les raisins de Shiraz, nous avons analysé des échantillons de raisins frais à la récolte, séparé les pellicules de la pulpe, le jus des pépins et la pulpe du jus en éliminant les pépins. La rotundone a été uniquement retrouvée dans les pellicules de raisins de Shiraz mais n’a pas pu être détectée dans la pulpe, dans le jus ou dans les pépins après séparation. Même si cette expérimentation concerne une quantité limitée d’échantillons et que des travaux complémentaires sont nécessaires avant de pouvoir en tirer des conclusions définitives, la conclusion que la rotundone est localisée dans les pellicules est en accord avec d’autres résultats de recherche (8). L’extraction de la rotundone des raisins dans le vin a été étudiée en mesurant sa concentration dans des échantillons prélevés tous les jours pendant la fermentation dans un chai commercial sur deux clones, du moût initial avant fermentation jusqu’au décuvage. Des clones de Shiraz 1127 et 2626 ont été récoltés le même jour à une maturité similaire et les process œnologiques mis en œuvre étaient identiques entre les deux modalités. Dans cet essai, la plupart de la rotundone a été extraite des raisins entre le 2ème et 5ème jour et le niveau de ce composé a atteint un plateau dans toutes les fermentations avant le décuvage. D’une manière générale, ces données sont cohérentes avec une rapide extraction de la rotundone à partir des pellicules au cours de la fermentation. La phase de latente entre l’encuvage le jour 0 et le jour 2 (jour 3 pour la fermentation du clone 1127) indique que les concentrations en éthanol et/ou tout autre effet en lien avec les levures peuvent interagir et faciliter l’extraction de ce composé. Dans les pellicules des clones de Shiraz 1127, la rotundone a été quantifiée à une concentration de 24.7 ng/kg, et à 49.5 ng/kg dans le clone 2626. Ceci démontre que le clone peut jouer rôle très important puisque des niveaux supérieurs en rotundone ont été trouvés dans les clones de Shiraz 2626 (9). Plus récemment, d’autres effets clonaux sur Shiraz ont pu être mis en évidence par une étude néozélandaise. Cependant, les travaux réalisés sur des raisins de Shiraz en provenance de 35 origines du conservatoire de SARDI situé dans la Barossa Valley en Australie, ont montré des concentrations faibles en rotundone et aucun effet clonal n’a pu être observé (donnée non publiée). Ces résultats peuvent refléter les conditions particulièrement chaudes et sèches du millésime 2008 dans la Barossa Valley, peu favorables à la formation de rotundone. Dans tous les cas, les raisins des millésimes chauds ont en général montré des niveaux très faibles dans ce composé. Ces résultats incohérents sur l’étude des clones de Shiraz ont certainement soulevé l’importance des conditions climatiques du millésime, et potentiellement le site d’implantation du vignoble. Ces deux facteurs semblent interagir et accentuer fortement la biosynthèse de rotundone et par conséquent le caractère poivré des vins. Alors que l’effet clonal semble jouer un rôle fondamental sur la concentration en rotundone des vins de Shiraz, les données observées jusqu’à présent indiquent que la biosynthèse de la rotundone semble être associée à une interaction du génome de la vigne avec son environnement : cette hypothèse est basée sur les concentrations supérieures observées sur cépage Shiraz (ceci soulève la dépendance d’un facteur génétique lié au cépage), avec des teneurs significativement supérieures mises en évidence lors de certains millésimes, dans certains vignobles et pour des raisins produits dans des climats plus frais. Il a également été démontré sur d’autres plantes que l’induction de la biosynthèse des sesquiterpènes était une réponse commune des végétaux à des stress environnementaux (10). De manière assez évidente, ceci ouvre de nombreuses voies de recherche pour permettre aux vignerons et œnologues de mieux piloter les teneurs en rotundone des raisins et des vins, et ses effets sensoriels. Afin d’atteindre cet objectif, des études sont actuellement en cours en Australie afin de caractériser les effets climatiques et la variation des concentrations en rotundone au sein d’un même cépage, ou parmi les différents clones de Shiraz. Les recherches menées par les français (sur Duras) et les néo-zélandais (sur Shiraz) portant sur la gestion des pratiques viticoles comme l’effeuillage, l’exposition des raisins, l’éclaircissage ou l’irrigation sont des point de départ importants. Remerciements Nous remercions tous les collègues de l’AWRI et les panels de dégustation, passé et présent, ainsi que tous nos partenaires en Australie, NouvelleZélande et en France qui ont contribué à ces recherches sur la rotundone. Nous avons particulièrement apprécié le soutien et l’intérêt de nombreuses entreprises vinicoles australiennes (spécialement les équipes de Mount Langi Ghiran et Shaw and Smith Wines). Nous tenons également à mentionner les nombreuses discussions enrichissantes et la fourniture de matériel de référence par Symrise et Charles Cornwell de l’Australian Botanical Product. Ces recherches menées par l’AWRI, membre du Wine Innovation Cluster ont été supportées financièrement par les vignerons et œnologues australiens, à travers leur organisme d’investissement, le Grape and Wine Research and Development Corporation, financé lui même en partie par le gouvernement australien. Références bibliographiques 1.Bowers, J. E.; Siret, R.; Meredith, C. P.; This, P.; Boursiquot, J.-M. Acta Hort. (ISHS), 2000, 528, 129-132. 2. Parker, M.; Pollnitz, A. P.; Cozzolino, D.; Francis, I. L.; Herderich, M. J. J. Agric. Food Chem., 2007, 55, 5948–5955. 3.Wood, C.; Siebert, T. E.; Parker, M.; Capone, D. L.; Elsey, G. M.; Pollnitz, A. P.; Eggers, M.; Meier, M.; Vossing, T.; Widder, S.; Krammer, G.; Sefton, M. A.; Herderich, M. J. J. Agric. Food Chem., 2008, 56, 3738–3744. 4.Siebert, T. E.; Wood, C.; Elsey, G. M.; Pollnitz, A. P. J. Agric. Food Chem., 2008, 56, 3745–3748. 5.Jeffery, D. W.; Siebert, T. E.; Capone, D. L.; Pardon, K. H.; Van Leeuwen, K. A.; Solomon, M. R. Technical Review No. 180 (2009), pp 11-16. 6.Iland, P.; Gago, P. Discovering Australian Wine - A Taster’s Guide; Patrick Iland Wine Promotions: Adelaide, Australia,1995. 7.Mattivi, F.; Caputi, L.; Carlin, S.; Lanza, T.; Minozzi, M.; Nanni, D.; Valenti, L.; Vrhovsek, U. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2011, 25, 483-488. 8.Caputi, L.; Carlin, S.; Ghiglieno, I.; Stefanini, M.; Valenti, L.; Vrhovsek, U.; Mattivi, F. J. Agric. Food Chem., 2011, 59, 5565-5571. 9.Siebert, T.; Solomon, M. R. In Proceedings of the 14th Australian Wine Industry Technical Conference; Blair, R., Lee, T., Pretorius, S., Eds.; 2011; pp 307-308. 10.Chen, F.; Tholl, D.; Bohlmann, J.; Pichersky, E. The Plant Journal, 2011, 66, 212–229. 21 Vous présente le combiné Egreneur-Trieur "le Cube" alité qu Une il ava r t e d e! alé inég t qu por p a r n U prix é t i l a e! im bl batta N'attendez plus et contactez nous ZI la Coupe - rue A. Becquerel -11100 NARBONNE France Tél (33) 04 68 41 50 30 - Fax (33) 04 68 41 50 52 web site www.socma.info e-mail [email protected] Potentiel aromatique de vins élaborés sous les climats chauds: Cas de l’Amérique latine Eduardo Agosin1,2 1 Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos, Escuela de Ingeniería, Pontificia Universidad Católica de Chile , Casilla 306 Correo 22 ; SANTIAGO, Chili 2 Centro de Aromas y Sabores, DICTUC SA, SANTIAGO, Chili Email : [email protected] Introduction Les arômes d’un vin sont liés aux différentes étapes de son élaboration et au «savoir faire» de l’œnologue, mais fondamentalement le bouquet d’un vin est le reflet du potentiel du raisin initial, de la variété et du «terroir». Ainsi, même si une variété de raisin se trouve dans des zones géographiques éloignées et est vinifiée en utilisant différentes techniques, le vin résultant possédera certaines qualités inhérentes à la typicité de cette variété. Par conséquent, l’identification et la quantification des composés odorants présents dans le raisin sont essentielles puisqu’elles définissent, en grand partie, la qualité du produit final (Ribereau-Gayon et al., 1998). Le vin est constitué par environ 200 composés volatils, présents dans des concentrations allant de quelques nanogrammes à des centaines de microgrammes par litre. Ceux-ci constituent la fraction libre de l’arôme d’un vin à l’intérieur de laquelle on retrouve les composés odorants. Il existe d’autres groupes de composés, provenant de la variété de raisin, appelés précurseurs ou fraction liée à l’arôme final, et qui constitue le potentiel aromatique du vin. Celui-ci est formé par des composés non volatils - et qui ne peuvent pas être perçus par conséquent par l’odorat - mais susceptibles de libérer des arômes variétaux après hydrolyse, durant la vinification ou lors de l’élevage, selon la nature du précurseur (Bayonove et à, 2000). Cette fraction de l’arôme d’un vin constitue l’objet de ce travail, dans lequel nous présenterons les résultats obtenus par notre équipe au cours des dernières années. 1. Précurseurs glycosylés des variétés Muscat Les terpénols sont à la base de la typicité des Muscat (Baumes et à, 1994). En effet, dans le cas des variétés aromatiques, les terpénols contribuent significativement à la typicité des vins de part leurs caractéristiques aromatiques et grâce à un seuil de détection relativement bas. Les composés responsables des arômes Fruités/Floraux propres à ces variétés sont principalement le linalol, nérol, geraniol et dans une moindre mesure le citronelol, l’α-terpineol, les oxydes de linalol, les alcools (phényléthanol, hexanol, etc.), les phénols volatils et les C13-norisoprénoides. Ces composés sont présents en partie sous une forme libre mais aussi liés aux sucres, principalement disaccharides. Il faut mentionner que toutes les variétés de raisin possèdent ce type de précurseurs, mais les Muscat en sont les plus riches, ayant en général une quantité beaucoup plus importante de précurseurs glycosylés que d’arômes libres. Ceux-ci constituent la part principale de l’arôme variétal, et forment « le potentiel aromatique » (Baumes et à, 1994, Bayonove et à, 2000). L’hydrolise acide ou enzymatique de ces précurseurs permet la libération de ces composés volatils qui augmentent les caractéristiques aromatiques du produit final (Bayonove et à, 1992; Gunata et à, 1990 et 1993). Au Chili, les Muscat sont basiquement utilisés pour l’élaboration du Pisco (jeune eau - de - vie au parfum fruitier). Les vignobles - environ 12 000 Ha au total, - se concentrent au Nord du pays. Le vin y est distillé et l’alcool possède une appellation d’origine. L’analyse par GC/ MS de la composition en terpènes libres et liés de différents Muscats (issus du conservatoire de l’Institut de Recherche Agropecuarias, INIA) a révélé l’existence de variétés particulièrement riches en Terpènes libres et liés, en particulier le Muscat jaune et le Muscat blanc précoce (Figure 1) (Agosin et à, 2000). Paradoxalement, on retrouve de façon marginale ces deux variétés sur le terrain – moins de 100 Ha dans la zone de production du Pisco. En revanche, en Argentine, la variété Muscat jaune, plus connue sous le nom Torrontés riojano est beaucoup plus présente. Quant aux variétés Muscat rose et Muscat d’Alexandrie, (2 000 Ha de plantation pour chacune d’entre elle), elles présentent des concentrations intermédiaires, comparables avec ses homonymes européens. Le Muscat d’Autriche – présent sur un peu plus de 2 000 Ha - est plus pauvre en Terpènes. Figure 1 : la Concentration de Terpènes libres (A) et liés (B) dans des variétés de raisin de Muscat de la région IV, Chili (Agosin et al., 2000) L’étude du potentiel aromatique sur plus de 50 échantillons / variétés de M. Alexandrie et M. rose récoltés dans des secteurs différents de la région du Pisco (zone de Pisquera) durant les vendanges 2006 et 2007 a montré que les aglycones appartenant aux familles des terpènes et des C13-norisoprenoïdes représentent plus de 80 % du total des composés identifiés dans chaque échantillon. Les principaux Terpènes, présents avec des concentrations similaires autour de 7,000 µg/L dans le Muscat Rose et d’Alexandrie, correspondent au diol 3,7 et au 2,6 dimetilocta - dien-1,6 diol. Cependant, le Muscat d’Alexandrie présente des concentrations de linalol et géraniol 10 fois supérieures à celles du Muscat Rose, ce qui accentue son caractère floral (tableau 1). Concernant les 13C-norisoprénoïdes, ils sont présents dans le Muscat rose avec des concentrations entre 500-10,000 µg/L, concentration qui double dans le Muscat d’Alexandrie. Les C13-norisoprénoïdes les plus abondants dans les deux cépages sont le 3-oxo-α-ionol, le 3-hidroxi-7,8-dihidro-ß-ionol et le vomifoliol, lesquels confèrent au vin des notes florales, douces et de bois frais (tableau n°1). Malgré une grande variabilité de concentrations en composés liés chez les deux familles, il existe une corrélation forte (R2 = 0,81) entre la concentration totale de terpènes et celle de 13C-norisoprénoïdes, proche de 4,5 (Figure 2) chez les deux variétés, ce qui pourrait se rattacher à leur origine commune - les deux étant des terpènes dérivant de la voie des isoprénoïdes - et de son accumulation dans les plastes et vacuoles des cellules sous une forme hydrosoluble. 23 prenoides, représentant 50-60 % du total des précurseurs (Fig. 3). Parmi la vingtaine de composés identifiés de cette famille, les plus abondants sont les dérivés de α-ionol (30 % du total). Les autres sont les dérivés de β-ionol, de β-ionone, et de 3-hydroxy-β-damascone, ainsi le vomifoliol. Figure 2 : Relation entre les précurseurs glycosidiques de C13-norisoprénoïdes et de monoterpènes dans le Muscat rose Figure 3 : Concentration en C13-norisoprénoïdes liés dans un raisin de Carménère issu de 3 vallées mesurées pendant 3 ans. Les nombres sur les histogrammes indiquent les ºBrix du raisin Afin de vérifier l’impact potentiel de ces arômes liés sur la qualité du vin durant l’élevage, nous avons simulé le devenir des précurseurs au cours d’une conservation en bouteille, en utilisant un vin modèle enrichi avec de précurseurs d’arômes extraits à partir de 3L d’un vin de Carménère. Le vin le modèle a été stocké à 45ºC durant quatre semaines ce qui équivaut à peu près à deux ans de garde dans une bouteille à une température de cave (15-17ºC) (Schneider et al. 2001). Au final, nous avons quantifié par GC/MS les arômes libérés durant le processus de vieillissement accéléré. Nous avons en parallèle étudié par GC-sniffing l’impact olfactif de ces composés (Tableau n° 2). Cette technique est très puissante car elle permet de déterminer, à l’intérieur de l’univers de composés présents, quel est l’impact réel de telle ou telle molécule sur la qualité aromatique du produit final. Tableau1 : Concentrations moyennes en terpènes et C13-norisoprénoïdes dans les raisins de Muscat Rosé et Muscat d’Alexandrie (zone de Pisqueras – Chili) 2. Des précurseurs glycosidiques dans Vitis vinífera cv. Carménère 24 Tableau 2 : Concentration et description des arômes libérés par un vin modèle enrichi en précurseurs issus de Carménère et soumis à un vieillissement accéléré Vitis vinifera cv Carménère est le cépage emblématique du Chili que l’on ne retrouve pas dans les autres vignobles du monde. Il est présent sur environ 10 000 ha. On pensait cette variété disparue après la crise phylloxérique. Cette variété est présente depuis longtemps au Chili mais était confondue avec le Merlot. En 1994, J.M. Boursiquot et P. Pszczólkowski ont identifié qu’une grande partie des Merlot du Chili était en fait de la «Carménère», une variété ancestrale de Bordeaux, et de grande qualité. Le vieillissement accéléré a entraîné une libération importante et une formation de C-13 norisoprénoïdes, de phénol volatil, de terpènes et de lactones. À l’intérieur du premier groupe il faut noter la synthèse importante de β-damascenone, de vitispiranes (notes épicées), de 3-oxo-α-ionol, de TDN (note de kérosène), de vomifoliol et de dérivés de celui-ci, ainsi que d’autres dérivés ionone et ionol. Autre aspect intéressant, l’apparition de Riesling acétal (parfum fruité), composé qui ne se trouve pas comme précurseur, mais qui proviendrait de la transformation d’un dihydro-β-ionona. Le Carménère possède un potentiel aromatique élevé. Une étude réalisée pendant 3 ans consécutifs dans 3 différentes vallées du Centre-Sud du Chili a permis de quantifier les précurseurs glycosidiques à maturité. Ceux-ci varient entre 4,000 et 11,000 µg/ kg de raisin. La famille la plus importante est celle des C13-noriso- Enfin, sont apparus des norisoprénoïdes qui n’ont pu être identifiés formellement, et qui seraient responsables de certaines notes d’oranges confites, herbacés et de fruits. 3. Précurseurs-S-conjugués du Sauvignon blanc. Les vins de Sauvignon blanc présentent des arômes caractéristiques que les dégustateurs expérimentés définissent comme poivron vert, feuille de tomate, «box tree», bourgeon de cassis, pamplemousse et fruits exotiques. Les composés responsables de ces notes de pamplemousse, de fruits exotiques et de feuille de tomate sont les thiols issus du 3-mercaptohexanol (3MH), de l’acétate de 3-mercaptohexanol (A3MH) et de la 4-metil-4-mercaptopentanone (4MMP) (Darriet et à., 1993; Dubourdieu et Darriet 1993; Tominaga et à., 1996 et 1998a). Le seuil olfactif de ces composés est très bas : 20 ng/L pour 3MH et 0,8 ng/L pour la 4MMP. Le fait que le raisin Sauvignon blanc possède un goût relativement neutre, incomparable avec la complexité aromatique de ses vins, a permis de supposer la présence de précurseurs d’aromes dans le raisin, révélés ensuite durant la fermentation alcoolique. L’existence de ces précurseurs pourrait expliquer le phénomène de «retour aromatique», décrit par divers œnologues. Dans les premiers travaux de recherche, il a été supposé la présence de précurseurs glycosidiques. Cependant, Darriet (1993) a démontré que l’usage d’enzymes glycosidase ne favorisait pas la libération de 4MMP. En revanche, l’usage d’une β-liase a entraîné des résultats positifs, ce qui laisse supposer que les thiols sont liés à la cystéine (Tominaga et al. 1995). et récolte plus tardive) avec la vallée de Curicó, très chaude avec de haute densité de plantation (Tableau 3). En moyenne, la vallée de Casablanca produit un raisin deux et quatre fois plus riche en précurseurs de 4MMP et de 3MH. Tableau 3 : Influence du terroir sur les teneurs en précurseurs de thiols dans un raisin de Sauvignon blanc. Résultats exprimés en Unités Odeur (OAV) À l’exception du niveau de charge, la suite des résultats présentés a été obtenue dans la vallée de Casablanca. L’effet de la date de la récolte sur le contenu en précurseurs cistéinilés a été évalué en incluant deux dates précoces, correspondant à une maturité industrielle et une maturité tardive (Figure 5). Seul le précurseur de 3-MH varie significativement avec la date de récolte, en atteignant un maximum de 21 ppb au moment d’une récolte industrielle. Le précurseur de 4MMP est relativement constant autour de 500 ppt. Plus tard, Tominaga et Al. (1998c) ont mis en évidence la présence des précurseurs S-conjugués à une cystéine. L’analyse de la fraction de ces précurseurs a permis d’identifier les dérivés de cystéine de la 4MMP, du 3MH et 4MMPOH (Peyrot des Gachons et à., 2000). Plus récemment, la présence importante de précurseurs S-conjugués au glutathion a été démontrée (Peyrot des Gachons et al., 2002; Roland et al., 2010, 2011; Capone et al., 2011; Peña-Gallego et al., 2012). Ne disposant d’aucune donnée concernant les vins de Sauvignon blanc qui se produisaient au Chili, en 2005, nous avons analysé les teneurs en 4-MMP, 3-MH et Ac-MH des vins de Sauvignon blanc de 3 vignes de la vallée de Casablanca et l’un de Leyda en même temps que 3 autres vins internationaux : un de France et deux de NouvelleZélande (Fig 4). Les résultats sont exprimés en unités olfactives. Figure 5: Evolution des précurseurs cystéinilés de thiols (clone 1 Sauvignon B.) au cours de la maturité – Vallée de Casablanca, 2005 Pendant 3 années, nous avons analysé le potentiel en précurseurs des 3 principaux clones de Sauvignon de la vallée de Casablanca, plantés en conservatoire et d’age identique (Figure 6). Le clone 5 possède le plus grand potentiel aromatique alors que le clone 242 est significativement inférieur aux deux autres. Figure 4. Unité Odeur de thiols 4MMP, 3MH et A3MH dans des vins de Sauvignon B. du Chili et internationaux La plus grande concentration trouvée de 4MMP et A3MH coïncide avec des résultats déjà présentés et correspondant à l’un des vins néo-zélandais, alors que la plus grande concentration de 3MH est enregistrée dans le vin de la vallée de Leyda. En général, les vins chiliens ont des niveaux importants en thiols, supérieurs aux vins français et similaires aux vins néo-zélandais plus fuités et plus floraux. Concernant l’accumulation de précurseurs thiolés dans le raisin, nous n’avons suivi que le précurseur cistéinilé. Nous avons évalué l’effet du terroir (Tableau 3), de la date de la récolte (Fig. 5), du clone (Fig 6), du mode de récolte (Fig 7) et du rendement (Fig 8). L’effet du terroir sur le potentiel aromatique du Sauvignon blanc est évident lorsque l’on compare la vallée de Casablanca (climat tempéré Figure 6: Influence du clone sur les teneurs en précurseurs cystéinilés de 4MMP et 3MH (moyenne des millésimes 2005, 2006 et 2007) L’étude du type de récolte - manuel ou mécanique – a été particulièrement intéressante car son influence sur la conservation du potentiel en précurseurs était ignorée. Or le mode de récolte est aujourd’hui essentiel dans la détermination du coût de revient et donc du niveau de compétitivité des entreprises. Dans les deux cas, un échantillon initial a été prélevé au vignoble le matin du jour de la récolte, et un échantillon final a été réalisé au quai de réception, directement dans le camion ayant transporté les raisins, lors de la pesée. Dans le cas de la récolte mécanique, on enregistre une perte significative de 55 % du précurseur P-4MMP et de 30 % du précurseur P-3MH (Figure 25 7) par rapport au prélèvement réalisé au vignoble. En revanche, pour la récolte manuelle, cette perte est moindre : - 14 % de P-4MMP et -8 % de P-3MH. Conclusion En conclusion, nous pouvons affirmer qu’il existe un grand nombre de facteurs au vignoble susceptibles d’influencer les teneurs en précurseurs cystéinilés des raisins de Sauvignon Blanc. Cependant, il est important de rappeler que le ratio de transformation des précurseurs de thiols liés du raisin en thiols libres dans le vin est très bas, en général inférieur à 10%. Par conséquent, l’étude du devenir des précurseurs durant les étapes préfermentaires et au cours de la fermentation alcoolique est prépondérant pour la qualité finale des vins de Sauvignon Blanc et leur maîtrise certainement plus importante que la recherche d’un niveau maximum de précurseurs au vignoble. Figure 7: Incidence du mode de récolte (manuel/mécanique) sur le potentiel aromatique de Sauvignon B. L’étude de l’influence du rendement (18 et 12 tonnes/ha) sur le potentiel aromatique des raisins de Sauvignon blanc, réalisée dans la vallée de Curicó (Fig. 8), montre une augmentation de 13 % des teneurs en P-4MMP, de 52 % de P-3MH et de 33 % de P-BMT (précurseur arômes « minéral »), lorsque le niveau de charge diminue de 35 %. Il faut mentionner que les concentrations obtenues dans cette étude ont été particulièrement basses. Remerciements Remerciement. Au Dr Claude Bayonove, INRA Montpellier, qui nous a introduits dans le monde fascinant des arômes et a eu la générosité de guider nos premiers pas. À Antonio Ibacache, INIA Sérénade, pour sa collaboration généreuse dans l’étude des variétés de muscats au Chili. A Andrea Belancic, qui a réalisé une grande partie du travail initial. À Patricio Azocar, de Capel, pour son appui constant. À l’œnologue Pablo Morandé pour son appui constant et sa motivation dans les études du Sauvignon blanc de la vallée de Casablanca. Et très spécialement à toute l’équipe du Centre des arômes et des goûts, María Inés Espinoza, Lenka Torres, Juan Pablo Maldonado, Marcial Gajardo et Francisco Astorga, tout comme Gerard Casaubon et Rosa Mella, par leur enthousiasme et le travail excellent analytique et sensoriel réalisé. Finalement, à tous les élèves qui ont consacré beaucoup de temps et d’efforts pour réaliser avec enthousiasme les travaux demandés. . Figure 8 : l’Effet du niveau de la charge sur le contenu de précurseurs dans un raisin Sauvignon blanc de la vallée de Curicó un (2009) SERVICES Nous accompagnons les entreprises de la filière viti-vinicole dans leurs projets innovants Sélection Profil des vins et composés d’arômes et identification génétiques Analyses Virus Innovation en œnologie Santé de la vigne Contactez notre service : 05 63 33 62 62, [email protected] Retrouvez toute l’offre d’IFV Services sur www.vignevin.com 26 Le vieillissement prématuré de l’arôme des vins rouges : identification de nouveaux marqueurs Pr. Denis Dubourdieu1, Alexandre Pons2 et Valérie Lavigne2 Faculté d’œnologie Institut des Sciences de la Vigne et du Vin de l’Université de Bordeaux Chercheurs pour la Tonnellerie Seguin-Moreau, détachés à l’I.S.V.V Email : [email protected] 1 2 Introduction La qualité des grands vins rouges est intimement liée à leur aptitude au vieillissement, c’est-à-dire au développement de leur personnalité aromatique au cours de leur conservation en bouteille ; le temps y révèle le goût inimitable de l’origine. Certes les vins rouges sont moins sensibles à l’oxydation que les vins blancs mais ils ne sont pas pour autant épargnés par le vieillissement prématuré. Le premox des vins rouges se caractérise par des arômes de pruneau, de fruits cuits et de figue séchée souvent associés à une évolution anormalement rapide de la couleur. Il peut se manifester dans les moûts et les vins issus de raisins sur mûris ou dans les vins au cours de l’élevage et de la conservation en bouteille. 1. Identification de marqueurs du vieillissement défectueux de l’arôme des vins rouges Notre démarche pour étudier le vieillissement prématuré de l’arôme des vins rouges (premox) est comparable à celle mise en œuvre lors de nos travaux concernant ce défaut dans les vins blancs : recherche par couplage chromatographie en phase gazeuse – olfactométrie (GCDO) de zones odorantes caractéristiques dans des aromagrammes, identification des molécules associées à ces zones odorantes, puis détermination de leurs teneurs et seuils de perception dans les vins afin d’étudier leur contribution à ces arômes spécifiques. Tableau 1: Comparaison des aromagrammes obtenus à partir d’extraits organiques de vins rouges marqués ou non par une odeur de pruneau 1. 2 1.2 Incidence de l’oxygène sur la formation des zones odorantes caractéristiques de l’arôme de pruneau 1. 1 Mise en évidence de zones odorantes évoquant le fruit cuit, le pruneau ou la figue dans des aromagrammes réalisés à partir d’extraits de vins rouges « premox », de fruits séchés, ou de vins rouges issus de raisins passerillés. Nous avons pu vérifier au laboratoire le rôle de l’oxygène dans la formation des composés responsables des arômes de vieillissement prématuré des vins rouges. Les aromagrammes obtenus à partir d’extraits organiques de vins rouges marqués par des arômes de vieillissement présentent deux zones odorantes caractéristiques. La première, ZO1, évoque nettement le pruneau, l’arôme de ZO2 est plus proche du fruit cuit (Tableau 1). Un même vin rouge exempt de tout défaut d’oxydation à la dégustation, est réparti en deux lots (A et B). Le lot A est extrait directement par des solvants organiques. Le lot B, est placé sous agitation dans un erlenmeyer ouvert, c’est à dire en présence d’oxygène. Après quinze jours, un extrait organique du lot B est réalisé. Les échantillons sont injectés en CG-O. Ces 2 zones odorantes identifiées dans les vins, sont également retrouvées dans les extraits de pruneau. On peut ainsi imaginer que les mêmes molécules participent à l’arôme des vins rouges premox et à celui du pruneau. Le descripteur pruneau pour les vins rouges prématurément vieillis est donc parfaitement pertinent. Après quinze jours, l’arôme du vin rouge conservé en présence d’oxygène est nettement marqué par des odeurs rappelant les fruits cuits et le pruneau. Les zones odorantes retrouvées dans les aromagrammes des lots A et B sont présentées dans le Tableau 2. ZO1 et ZO2 apparaissent en présence d’oxygène. De même, les aromagrammes de vins issus de raisins passerillés présentent les deux zones odorantes des vins prématurément vieillis. A la dégustation, ces vins présentent des notes de pruneau intenses. Il semble que l’état de maturité du raisin ait une incidence sur l’apparition de ce défaut dans les vins rouges. Les vins issus de raisins flétris ou sur mûris peuvent d’ailleurs manifester très tôt une évolution prématurée de leur arôme. Certaines pratiques œnologiques accusent ces arômes particuliers des vins rouges. L’utilisation excessive de bois neufs, de faibles teneurs en dioxyde de soufre libre associées à des pH élevés par exemple, favorisent les réactions d’oxydation dans les vins et le développement des arômes de fruits cuits et de pruneau. Tableau 2: Incidence d’un traitement oxydatif sur l’apparition des zones odorantes d’intérêts dans les vins rouges 27 2. Identification des composés associés aux zones odorantes ZO1 et ZO2 oxydatif perçu dans les vins analysés. On peut cependant imaginer que les phénomènes de sur maturation, associés à la conservation de ce type de vin en barriques puissent générer des teneurs en γ-nonalactone supérieures à son seuil de perception. 2.1 Identification du composé associé à ZO2 Nous montrons pour la première fois que la teneur en γ-nonalactone des vins est corrélée aux phénomènes de sur maturation subis par le raisin dont ils sont issus. Le composé responsable de l’arôme perçu dans la seconde zone odorante (ZO2) a pu être identifié à la γ-nonalactone (figure 1). Figure 1 : Structure de la γ-nonalactone La γ-nonalactone participe à l’arôme de nombreux fruits comme l’abricot (Nitz & Kollmannsberger, 1993; Tang & Jennings, 1968), la pêche (Egel et al., 1988) ou encore la prune (Ismail et al., 1981). Dosées pour la première fois dans les vins par Nakamura (1988), les teneurs rencontrées varient de quelques µg/L à plus de 40 µg/L. Cette lactone se retrouve aussi à des teneurs variables (20-90 µg/l) dans les vieux Vins Doux Naturels (Cutzach et al., 1998b). Enfin, elle est un marqueur aromatique important du vieillissement des bières (Gijs et al., 2002). 2.1.2 Teneurs en γ-nonalactone d’un vin rouge élevé en barriques Un vin rouge de Pessac Léognan est prélevé au cours de son élevage en barriques. La γ-nonalactone est dosée dans les échantillons prélevés en barriques neuve, de 1 vin, et de 2 vins après 6 mois d’élevage. Les barriques fabriquées à partir de chênes français, proviennent toutes du même tonnelier (Seguin Moreau, Merpins). Chaque modalité est analysée à deux reprises. L’incidence de l’élevage en barriques sur la teneur en γ-nonalactone du vin est présentée à la Figure 3. Après 6 mois de conservation, elle avoisine 20 µg/L dans la modalité élevée en barriques neuves. Cette teneur est toutefois inférieure au seuil de perception (27 µg/L). Les teneurs en γ-nonalactone retrouvées dans les vins conservés en barriques usagées (1 vin et 2 vins) sont plus faibles. Son origine dans les vins est encore mal connue. En revanche, sa biosynthèse dans les fruits serait associée à l’oxydation poussée de certains acides gras insaturés comme l’acide linoléique (Tressl et al., 1978). Le seuil de perception de la γ-nonalactone en solution synthétique est de 25 µg/L, et de 60µg/L dans les vins rouges. 2.1.1 Incidence des phénomènes de sur maturation sur la teneur en γ-nonalactone des vins rouges Comme le soulignait déjà Riberau-Gayon (1964) dans la première version du traité d’œnologie, « il est très difficile d’adopter une définition rigoureuse de l’état de maturité du raisin. Tout le monde a la notion de raisins mûrs, mais la maturité n’est pas un caractère absolu. Il n’y a pas un état physiologique limite, définitif, facile à définir, mais il y a des degrés dans la maturité ». Le vin issu de ces raisins flétris est très marqué par les arômes de pruneau et de figue. Il nous a semblé important de vérifier la contribution de la γ-nonalactone à la perception de cet arôme dans les vins issus de raisins dits « flétris ». Les vins analysés sont issus de raisins de cépage Merlot provenant de parcelles situées dans les appellations Saint-Emilion (SE) et Bordeaux (Bx). Les grappes sur mûries ou non, sont collectées séparément sur les deux parcelles étudiées. Figure 2: Teneurs en γ-nonalactone d’un même vin rouge après 6 mois d’élevage en barriques neuves ou usagées Deux hypothèses sont envisageables pour expliquer les différences observées sur les teneurs en γ-nonalactone. La γ-nonalactone peut provenir de la thermodégradation de la lignine lors de l’étape de chauffe du bois (Nishimura et al., 1983). Ce composé cédé par le bois dans le vin sera en quantité d’autant plus faible que le fût est usagé. On peut également imaginer que la dégradation oxydative du ou des précurseurs de la γ-nonalactone dans les vins soit accentuée par l’élevage en fûts neufs. En effet, la manifestation des phénomènes oxydatifs lors d’un élevage en barriques tient à l’action synergique de deux phénomènes connus : d’une part la pénétration d’oxygène au travers de la barrique (Moutounet et al., 1994; Ribeyrau-Gayon, 1933; Vivas & Glories, 1997) et la dissolution en plus ou moins grande quantité d’ellagitanins (Ribereau-Gayon et al., 1998) du bois, catalysant les réactions d’oxydation. L’utilisation de fûts usagés, moins riches en ellagitanins limite ces phénomènes. Dans ces conditions, l’apport de bois et la dissolution d’oxygène deviennent moins importants (Ribereau-Gayon et al., 1976). On comprend ainsi que la teneur en γ-nonalactone des vins soit plus faible en fûts usagés. 2.2 Identification du composé associé à ZO1: Figure 2: Teneurs en γ-nonalactone de vins issus de raisins flétris ou non Quelle que soit l’origine des raisins (Bx, SE), les raisins flétris renferment trois fois plus de γ-nonalactone que ceux n’ayant pas subi de sur maturation (figure 2). Cependant, les teneurs retrouvées dans ces différents échantillons sont inférieures au seuil de perception de ce composé (27 µg/l). Ainsi, la γ-nonalactone ne contribue pas à l’arôme 28 .L’analyse d’extraits organiques de vins rouges prématurément vieillis par HPLC puis couplage MDGC-MS (Pons, 2006), a permis d’identifier le composé associé à ZO1 à la 3-méthyl-2,4-nonanedione (MND) (Pons et al., 2008) (Figure 4). La MND, ainsi identifiée pour la première fois dans les vins, a été décrite dans l’huile de soja (Guth, 1989), le persil (Masanetz, C, 1998) et les épinards (Masanetz, C, 1998), ainsi que dans le thé vert (Guth, 1993). Nous montrons également que les teneurs en MND du premier et du second vin d’un même cru sur plusieurs millésimes sont peu différentes dans les premières années de conservation en bouteille ; elles augmentent ensuite plus rapidement dans le second vin que dans le premier qui semble moins prédisposé à développer des nuances pruneaux en bouteille (figure 5). Ainsi, le premier vin vieillit plus lentement, il est plus résistant à l’oxydation. Evidemment, les lots qui constituent le premier vin (meilleurs terroirs, vieilles vignes, …) ont été choisis pour leur aptitude supposée à bien vieillir. Le dosage de la MND permet de valider analytiquement la sélection réalisée par la dégustation. Figure 4 : Structure de la 3-méthyl-2,4-nonanedione Guth (1991), a identifié certains acides gras furaniques (10,13-epoxy11,12-dimethyloctadeca-10,12-dienoic acid; 12,15-epoxy-13,14dimethyleicosa-12,14-dienoic acid) comme précurseurs de ce composé dans l’huile de soja. L’origine de la MND dans les vins rouges demeure inconnue à ce jour. L’arôme de ce composé varie selon la concentration. Il rappelle l’anis et le foin à forte concentration et évoque très nettement le pruneau lorsqu’il est dilué. Son seuil perception en solution hydro-alcoolique est de 16 ng/L. Il est de 63 ng/L dans un vin rouge. 2.2.1 Dosage de la MND dans les vins rouges La mise au point d’une méthode de dosage de ce composé dans les moûts et les vins (Pons et al., 2011) nous a permis d’étudier la contribution de la MND à l’arôme de vieillissement prématuré des vins rouges. Nous présentons ici, à titre d’exemple, les dosages réalisés sur plusieurs millésimes d’un même cru. Les résultats montrent clairement l’impact organoleptique de la MND (Tableau III). Les teneurs les plus importantes sont retrouvées dans les millésimes les plus anciens alors que les vins les plus jeunes en sont dépourvus. Les concentrations moyennes sont d’une centaine de ng/L et peuvent dépasser 330 ng/L pour le millésime 1986, par exemple. Ces valeurs sont nettement supérieures au seuil de perception de ce composé. Figure 5 : Aptitude au vieillissement des vins et dosage de la MND 2.2.2 Incidence de l’oxygène sur la formation de la MND dans les vins rouges Nous avions montré que l’oxydation poussée d’un vin rouge conduit à l’apparition de ZO1. Le dosage de la MND dans un même vin rouge, saturé ou non en oxygène (7mg/L dissous), nous a permis de confirmer ce résultat (Figure 6). L’oxygène dissous est consommé en 24 heures. Après 8 jours, la teneur en MND du vin oxygéné est trois fois supérieure à celle du vin témoin. Elle dépasse le seuil de perception de ce composé. Figure 6 : Incidence de l’oxygène sur la formation de MND dans les vins Conclusion Tableau III : Exemples des teneurs en MND rencontrées dans quelques vins issus d’un cru de l’appellation Pessac-Léognan Les teneurs en MND retrouvées dans les vins sont bien corrélées à l’intensité du caractère pruneau perçu par les dégustateurs. Nous avons d’ailleurs pu vérifier, (résultats non présentés) qu’aucun vin non premox ne présente de teneur en MND supérieure au seuil de perception. En conclusion, nous identifions dans ce travail deux bons marqueurs du vieillissement prématuré de l’arôme des vins rouges : la γ-nonalactone et la 3-méthyl-2,4 nonanedione (MND). Ce dernier composé est dosé pour la première fois dans les vins. Les teneurs en γ-nonalactone retrouvées dans les vins conservés en bouteilles sont rarement supérieures au seuil de perception. La MND en revanche, est présente dans les vins rouges prématurément vieillis à des teneurs supérieures au seuil de perception. Elle participe donc directement à leur caractère pruneau. Les concentrations dans les vins en ces 2 composés sont influencées par la sur maturation du raisin et l’oxydation des vins. Des travaux en cours permettront de préciser l’incidence de ces deux paramètres sur la manifestation du vieillissement prématuré des vins rouges. Références bibliographiques Cutzach, I., Chatonnet, P. & Dubourdieu, D. (1998b). Etude sur l’arôme des vins doux naturels non muscatés. J Int Sci Vigne Vin 32, 99-110. Egel, K. H., Flath, R. A., Buttery, R. G., Mon, T. R., Ramming, D. W. & Teranishi, R. (1988). Investigation of volatile constituents in nectarines. 1. Analytical and sensory characterisation of aroma components in some nectarine cultivars. J Agric Food Chem 36, 549-553. 29 Gijs, L., Chevance, F., Jerkovic, V. & Collin, S. (2002). How low pH can intensify beta-damascenone and dimethyl trisulfide production through beer aging. J Agric Food Chem 50, 5612-5616. 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Moutounet, M., Saint-Pierre, B., Micaleff, J. P. & Sarris, J. (1994). Causes et conséquences de micro-déformation des barriques au cours de l’élevage des vins. Rev Fr Oenol 74, 34-39. Nitz, S. & Kollmannsberger, H. (1993). Changes in flavour composition during thermal concentration of apricot purée. Z Lebensm Unters Forsh 197, 541-545. Nishimura, K., Ohnishi, M., Masuda, M., Koga, K. & Matsuyama, R. (1983). Reactions of wood components during maturation. In Flavour of distilled beverages: origin and development, pp. 241-255. Edited by J. R. Pigott. Chichester: Ellis Horwood. Tang, C. S. & Jennings, W. G. (1968). Lactonic compounds of apricot. J Agric Food Chem 16, 252-254 Tressl, R., Apetz, M., Arrieta, R. & Grunewald, K. G. (1978). Formation of lactones and terpenoides by microorganisms. In Flavor of food and beverages, pp. 145-148. Edited by G. Charalambous & G. E. Inglett. Nex York: Academic press. Vivas, N. & Glories, Y. (1997). Modélisation et calcul du bilan des apports d’oxygène au cours de l’élevage des vins rouges. Prog Agric Vitic 114, 315-316. (;$&7 QUALITY ALIMENTARY GRAPE ALIMENTARY EXPERTISE COOPERAGE WINERY WINERY SECURIT Y SECURIT Y CO O P E R AG E COOPERAGE W I N E RY L A COOPERAGE WINERY ALIMENTARY OENOLOGICAL COOPERAGE EXPERTISE WINERY B O R A T O I R E Caractérisation de vos matières premières Valorisation de vos produits Veille stratégique et normative Formation Qualité et Sécurité alimentaire Arômes et défauts sensoriels Contaminants chimiques Conseil et suivi personnalisés Réactivité et Fiabilité Accréditation N° 1-2201 Portée disponible sur www.cofrac .fr 69,Rue Lacretelle - 71000 MÂCON l FRANCE Tél. +33 (0)3 85 20 93 25 - Fax. +33 (0)3 85 20 93 26 [email protected] - www.labo-exact.com 30 Principales acquisitions sur le potentiel aromatique des quatre cépages étudiés Ricardo López1, Olivier Geffroy2, Elisa Gracia-Moreno1, Julian Zapata1, Vicente Ferreira1, Eric Serrano2, Juan Cacho1 Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología. Universidad de Zaragoza, ZARAGOZA, Espagne Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, LISLE SUR TARN Email : [email protected] 1 2 Introduction 1. Protocole expérimental Les raisins renferment de nombreux composés présents sous la forme de précurseurs glycosidiques et cystéinylés [1]. La majorité de cet ensemble de précurseurs est transmis au vin, sans être altéré, via la fermentation alcoolique, [2, 3]. Ce pool de composé constitue un réservoir important d’arômes libérables après hydrolyse acide et/ ou réarrangement moléculaire [4, 5]. Au cours du vieillissement, les composés libérés viendront enrichir le profil sensoriel du vin (dans quelques rares cas l’appauvrir) ou remplacer les composés dégradés jusqu’à épuisement de ce réservoir. Ces phénomènes jouent un rôle important dans l’évolution aromatique du vin [6, 7]. En dehors de quelques variétés spécifiques [5, 8, 9] les fractions de précurseurs glycosidiques ne sont pas retrouvées à des concentrations suffisamment élevées pour posséder individuellement un impact sensoriel. Ils fournissent cependant une grande variété de composés appartenant aux familles des terpénols, norisoprénoïdes, benzénoïdes, γ-lactones, phénols volatils et dérivés de la vanilline qui, tous ensemble, contribuent de manière significative aux notes sucrées et florales de vins [10] . La β-damascénone mérite une mention spéciale puisqu’elle joue un rôle essentiel dans la perception des notes fruitées des vins [11, 12]. 1.1Analyses des précurseurs dans les raisins Les cinétiques d’hydrolyse dépendent essentiellement de la structure de l’aglycone et de son point de glycosylation [13]. Avant de former la molécule aromatique proprement dite, certains des aglycones libérés doivent subir une série de transformations chimiques catalysées en milieu acide. Ceci est particulièrement marquant dans le cas des norisoprénoïdes [5]. Ces phénomènes d’hydrolyse coexistent avec d’autres processus de dégradation ou de combinaisons moléculaires [14] . Les tendances généralement observées sont caractérisées par une première phase d’augmentation de ces composés dans le vin et sont ensuite suivies, après avoir atteint un pic, d’une phase de diminution. Il existe de grandes différences de comportement entre les composés en fonction de leur stabilité dans le vin et de la facilité d’hydrolyse de leurs précurseurs. Les dernières découvertes dans le domaine de la formation des arômes suggèrent que certains composés associés au caractère variétal font partie intégrante du métabolisme de la levure et ne sont pas uniquement dépendant d’un processus hydrolytique, comme on le pensait auparavant [10]. La levure par exemple, est ainsi capable de synthétiser des monoterpènes même en l’absence de précurseurs du raisin [15]. La souche de levure a également une influence sur la libération des arômes variétaux libérés à partir de leurs précurseurs. C’est notamment le cas des norisoprénoïdes et des monoterpènes [16]. Pour les 4 variétés étudiées dans le cadre du projet VINAROMAS, cet article présente les teneurs en précurseurs glycosidiques et en autres précurseurs aromatiques mesurés sur raisins. Il comprend également des observations sur l’influence de la date de récolte sur les arômes variétaux des vins. Echantillons analysés : les raisins de Grenache et de Carignan utilisés ont été récoltés à la main dans le vignoble espagnol de Cariñena (DO). Ceux de Fer Servadou et de Gros Manseng proviennent respectivement des vignobles de Gaillac et des Côtes de Gascogne en France. La récolte a été réalisée à deux dates distinctes sauf pour le Gros Manseng. La première date intervient 7-10 jours avant la maturité phénolique, la seconde au moment de la maturité phénolique. Après récolte, les raisins sont conservés à -30°C au laboratoire jusqu’au moment de l’analyse. Préparation de l’extrait de précurseurs : l’isolement et l’hydrolyse des précurseurs aromatiques sont réalisés selon la méthode développée dans notre laboratoire [10]. En résumé, les précurseurs glycosidiques sont isolés des moûts et des pellicules par une extraction en phase solide. Ensuite, la fraction de précurseurs isolés est hydrolisée par hydrolyse acide (pH 2.5, 100 ºC, 1 h). Analyses des arômes libérés : ces analyses sont effectuées par GCMS selon la méthode [10]. 1.2 Analyses des composés volatiles dans les vins Echantillons analysés : les vins analysés ont été élaborés à partir des raisins mentionnés dans le paragraphe précédent. Plusieurs techniques de macération on été mises en œuvre, mais les résultats présentés ici se limiteront à ceux des vins témoin fermentés pendant 8 jours à 25°C selon le protocole standard de l’IFV Sud-Ouest. Analyses des composés volatiles : 4 méthodes différentes ont été utilisées. Pour les composés dits majoritaires (concentrations en mg/l), une micro-extraction liquide-liquide et une analyse GC-FID selon la méthode [17] a été mise en œuvre. Pour les composés minoritaires (concentrations en μg/l et ng/l), les analyses ont été réalisées après extraction en phase solide et GC-MS selon la méthode [18]. En ce qui concerne les alkylmethoxypyrazines la méthode [19] a été utilisée. La méthode [20] a été mise en œuvre pour les thiols polyfonctionnels. 2. Teneurs en précurseurs glycosidiques des raisins Au cours de ce travail réalisé sur trois millésimes et quatre cépages, les précurseurs glycosidiques ont été isolés puis soumis à une hydrolyse en milieu acide. Les niveaux d’arômes libérés sont cohérents étant donné que les quatre cépages étudiés ne sont pas connus comme étant « muscaté ». Certains écarts peuvent être observés entre les cépages, malgré les différences attendues entre les dates de récolte. Les terpénols sont les composés aromatiques, libérés à partir de précurseurs, les plus connus en œnologie. Leur contribution sensorielle a longtemps été limitée aux variétés muscatées mais on sait 31 aujourd’hui que même s’ils n’ont pas d’impact direct sur les variétés neutres, ils contribuent aux notes douces et florales [10]. Parmi les variétés étudiées, le Grenache a montré des niveaux supérieurs en terpénols (principalement en linalol, en α-terpinéol et leurs dérivés) en 2010. Ces différences n’ont pas pu être mises en évidence pour les autres millésimes sur ce cépage. Afin de simplifier l’interprétation des résultats, il est possible de considérer la valeur de 20 mg / kg comme seuil à partir duquel les terpénols, lorsqu’ils sont complètement hydrolysés, possèdent un impact subtil sur l’arôme du vin. En 2009 et 2010 sur Fer Servadou et en 2010 pour le Grenache, les précurseurs étaient présents potentiellement en concentrations suffisantes afin de contribuer aux notes florales des vins. Fer Servadou sont ceux qui présentent le réservoir le plus faible en ces composés. Figure 3 : concentrations en β-damascenone et en β-ionone libérés par hydrolyse dans les variétés étudiées 3. Différences aromatiques observées sur les vins témoin Figure 1 : concentrations en terpénols totaux libérés par hydrolyse dans les variétés étudiées (Gar=Grenache, Car=Carignan, Fer=Fer Servadou, GrM=Gros Manseng) Dans la famille des dérivés de la vanilline, les composés suivants ont été étudiés : vanilline, vanillate de méthyle et d’éthyle, acétovanillone, zingeron, syringaldéhyde et acétosyringone. Il s’agit de composés dont la présence en quantités importantes dans les vins est plus imputable à l’extraction à partir du bois pendant l’élevage, qu’à une libération par hydrolyse à partir des précurseurs du raisin. Cependant, même sans élevage sous bois, ces composés peuvent posséder un impact subtil sur l’arôme des vins. La figure 2 présente les concentrations en dérivés de la vanilline libérées par hydrolyse acide à partir des précurseurs isolés dans les raisins. Le cépage Grenache se démarque clairement des autres variétés en 2009 et en 2010, même si les concentrations retrouvées sont éloignées du seuil de perception de 900 μg/l. A partir des raisins récoltés au cours des trois années d’étude, plusieurs itinéraires de vinification ont été mis en œuvre. Afin de pouvoir observer les différences aromatiques entre cépages, les résultats présentés sont extraits uniquement des vins témoin élaborés selon le protocole de vinification standard de l’IFV Sud-Ouest (macération de 8 jours à 25ºC). Comme précédemment mentionné dans l’introduction, l’arôme variétal proprement dit fait référence aux composés libérés par hydrolyse de précurseurs (glysosidique et cystéinilé) présents dans le raisin. D’autres composés aromatiques, dont la formation dépend du métabolisme des acides aminés, sont également impactés par le cépage. La β-damascenone est probablement l’un des composés d’origine variétale possédant l’impact le plus fort sur l’arôme des vins élaborés à partir de variétés dites neutres. Comme nous l’avons déjà évoqué, ce composé possède un rôle exhausteur du fruité même si les dégustateurs ne sont pas conscients de sa présence. La figure 4 représente les concentrations retrouvées dans les vins témoin par année et par variété. Par rapport aux analyses réalisées sur raisins, le millésime possède une importance moindre. En moyenne, des teneurs supérieures sont observées dans les vins de Grenache et Carignan. Des études réalisées précédemment sur des vins de Grenache, de Merlot et de Cabernet Sauvignon n’ont pas mis en évidence des différences de concentrations en β-damascenone en fonction du cépage [22]. Ainsi, les différences observées dans les vins du projet VINAROMAS sont vraisemblablement imputables à d’autres variables œnologiques. Figure 2 : concentrations en dérivés de la vanilline libérés par hydrolyse dans les variétés étudiées Avec les terpénols, les norisoprénoïdes sont les composés aromatiques libérés par hydrolyse les plus étudiés. Cette famille inclue des composés possédant un impact majeur sur l’arôme des vins comme la β-damascenone et la β-ionone. Il a été démontré que ces composés possédaient un rôle exhausteur des notes fruitées fermentaires. A la différence des composés précédents, ils sont issus uniquement des précurseurs du raisin [21]. La figure 3 présente la somme de ces composés dans les variétés étudiées. Il est utile de préciser que 95% des quantités mentionnées correspondent à la β-damascenone. Sur cette famille de composés, d’importantes variations peuvent être mises en évidence en fonction des millésimes. Pour tous les cépages, des teneurs supérieures ont été observées en 2011. Les raisins de 32 Figure 4 : concentration en β-damascénone des vins témoin Comme nous pouvions l’attendre dans le cas de cépages non « muscatés », les teneurs en linalool dans les vins se situent entre 10 et 4 μg/l pour les vins rouges et en-dessous de 2 μg/l pour les vins Figure 5 : concentrations en linalool dans les vins témoin blancs de Gros Manseng (Figure 5). Le seuil de perception de ce composé dans les vins étant de 25 μg/l, sa contribution sensorielle dans les vins étudiés demeure faible. Une autre famille de composés variétaux importants a également été analysée. Il s’agit des mercaptans polyfonctionnels, principalement le 3-mercaptohexanol, l’acétate de 3-mercaptohexile (AMH) et la 4-methyle-4-mercapto-2-pentanone (MMP). Ces composés sont caractéristiques des variétés Sauvignon et se trouvent dans les raisins sous la forme de précurseurs cysteinylés et glutathionnés. Une fois libérés, ils confèrent aux vins des notes de fruits exotiques et de buis très appréciés par les dégustateurs. Dans les variétés analysées au cours du projet Vinaromas, les macérations « témoin » réalisées à 25 ºC ne semblent pas être optimales afin de révéler ces composants. Même si aucun effet associé à la variété n’a pu être clairement mis en évidence, les vins de Grenache sont ceux qui présentent les teneurs les plus faibles en MMP et AMH (Figure 8). D’un point de vue sensoriel, des niveaux d’AMH supérieurs à 17 ng/l dans les rouges confèrent un caractère plus frais [23]. Ce niveau n’est pas atteint dans notre étude. Dans les vins blancs de Gros Manseng, des niveaux supérieurs à 50 ng/l ont été mis en évidence en 2010. Dans les vins rouges de Carignan et particulièrement ceux de Fer Servadou, la MMP retrouvée à des concentrations au-dessus de 10 ng/l, peut contribuer aux notes végétales et de buis [23]. Figure 6 : concentrations en géraniol des vins témoin Un autre terpénol analysé a été le géraniol (Figura 6). Comme pour le linalool, les concentrations retrouvées dans les vins blancs sont plus faibles. Pour l’ensemble des cépages, les concentrations en terpénol des vins du millésime 2009 sont les plus basses. Même si les teneurs n’atteignent pas le seuil de perception dans les vins témoin (30 μg/l), ce composé en association avec le linalool, le citronelol et l’ α-terpineol peuvent contribuer subtilement aux arômes floraux des vins. Les dérivés de la vanilline (vanilline, vanillates de méthyle et d’éthyle, acetovanillona) présentent un profil similaire (Figure 7) à ceux retrouvés dans leurs précurseurs. Les teneurs les plus élevées sont notées dans les vins de Grenache. Même si les dérivés de la vanilline dosés dans les vins ne proviennent pas uniquement de leurs précurseurs, il semble exister une corrélation. D’un point de vue sensoriel, il est peu probable que ces composés puissent jouer un rôle sur l’arôme du vin car les concentrations retrouvées sont éloignées de leurs seuils de perception. Cependant, ces composés possédant des propriétés sapides, il est possible qu’elles possèdent un impact sur la perception en bouche. Figure 7 : Somme des concentrations en dérivés de vanilline des vins témoin Figure 8: Concentrations en 4-methyl-4-mercapto-2-pentanone (MMP) et en acétate de 3-mercaptohexile (AMH) mesurées dans les vins témoin 4. Effet de la date de récolte sur l’arôme des vins Comme mentionné précédemment, la récolte a été réalisée à deux dates distinctes sauf pour le Gros Manseng. La première date intervient 7-10 jours avant la maturité phénolique, la seconde au moment de la maturité phénolique. Le tableau 1 présente quelques observations intéressantes réalisées sur l’impact de la date de récolte. Sur les vins de Fer Servadou, la diminution de la perception des notes pyrazine / végétal à la dégustation semble reliée à la baisse des teneurs en IBMP et en MMP mesurées dans les vins. Pour les vins de Grenache, on peut observer sur la seconde date une augmentation nette de la concentration en vanillate d’éthyle et en gaïacol. Ceci pourrait être lié à la légère augmentation des notes épicées à la dégustation. Dans les vins de Carignan, aucune augmentation significative des teneurs en β-damascenone n’est observée entre les deux dates de récolte. Ceci permet de conclure que le maximum de la courbe de formation des précurseurs associés ne semble pas coïncider avec la maturité phénolique. 33 5. Winterhalter P: 1, 1, 6-Trimethyl-1, 2-dihydronaphthalene (TDN) formation in wine. 1. Studies on the hydrolysis of 2, 6, 10, 10-tetramethyl-1-oxaspiro [4.5] dec-6-ene-2, 8-diol rationalizing the origin of TDN and related C13 norisoprenoids in Riesling wine. Journal of Agricultural and Food Chemistry 1991, 39:1825–1829. 6. Loscos N, Hernández-Orte P, Cacho J, Ferreira V: Evolution of the aroma composition of wines supplemented with grape flavour precursors from different varietals during accelerated wine ageing. Food Chemistry 2009. 7. Loscos N, Hernandez-Orte P, Cacho J, Ferreira V: Fate of Grape Flavor Precursors during Storage on Yeast Lees. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2009, 57:5468–5479. 8. Ribéreau-Gayon P, Boidron JN, Terrier A: Aroma of Muscat grape varieties. 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Journal of Agricultural and Food Chemistry 2007, 55:4103–4108. 13. Presa-Owens C, Noble A: Effect of storage at elevated temperatures on aroma of Chardonnay wines. American Journal of Enology and Viticulture 1997, 48:310. Conclusions Les expériences présentées ici confirment le rôle secondaire des précurseurs glycosidiques dans l’arôme des vins de Grenache, Carignan, Gros Manseng et Fer Servadou, comme on pouvait s’y attendre sur ces variétés non « muscatées ». Même si le contenu en monoterpènes semble peu conditionné par le cépage, des quantités supérieures en β-damascénone ont pu être relevées dans les vins de Grenache et surtout dans les raisins de Carignan. Les monoterpènes présents dans le vin n’auront pas d’effet sensoriel significatif car ils sont à la limite du seuil de l’olfaction. Par contre, aux concentrations Références bibliographiques 1. Gunata Y, Bayonove C, Baumes R, Cordonnier R: The aroma of grapes I. 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Ferreira V, Lopez R, Cacho JF: Quantitative determination of the odorants of young red wines from different grape varieties. Journal of the Science of Food and Agriculture 2000, 80:1659–1667. 23. Zapata J: Alternativas automáticas y miniaturizadas para la evaluación cuantitativa o semicuantitativa de compuestos volátiles. Tesis doctoral. Universidad de Zaragoza. Zaragoza 2012. mesurées, la β-damascénone contribuera à la perception fruitée des vins rouges. Cette étude a permis de montrer que le contenu en thiols variétaux des vins n’était pas conditionné par le cépage, mais qu’ils étaient présents, en quantité suffisante pour contribuer à l’arôme des vins. …la garantie Diam ! Diam est le seul bouchon en liège qui offre à la fois une parfaite homogénéité d’une bouteille à l’autre, la maîtrise de différents niveaux de perméabilité et qui assure, grâce au procédé DIAMANT®, une neutralité sensorielle*. 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Certaines de ces techniques, comme la macération préfermentaire à chaud ou la macération carbonique par exemple, ont fait l’objet d’études il y a de nombreuses années. Ces recherches s’étaient alors orientées plus sur l’optimisation du potentiel polyphénolique des vins, que sur les modifications aromatiques induites. Cependant des travaux réalisés dans les années 1980 (Ducruet 1984) font mention de concentrations supérieures en décanoate d’éthyle, en terpénols, en eugénol, en vanillates, en éthyl et vinyl-gaïacol, en éthyl et vinylphénols, en benzaldéhyde et en cinnamate d’éthyle sur les vins issus de macération carbonique. Il a également été démontré que la macération préfermentaire à chaud favorisait la présence de quantités importantes d’esters dans les vins (Girard 1989) tout en dégradant la 3-isobutyl-2-methoxypyrazine (IBMP), responsable des notes de poivron vert (Roujou de Boubée 2000). Ces techniques connaissent aujourd’hui un regain d’intérêt afin de produire des vins fruités adaptés aux attentes des marchés internationaux. Malgré les progrès réalisés ces 10 dernières années dans les techniques de dosages des composés aromatiques, très peu de nouvelles références sont disponibles sur le sujet. Notre étude a permis d’évaluer l’impact de ces techniques par le suivi de paramètres œnologiques classiques, par l’analyse sensorielle mais aussi par l’analyse de 78 composés aromatiques volatiles. De nouvelles acquisitions scientifiques permettant de mieux comprendre l’impact aromatique des techniques testées, ont été obtenues. 1. Matériels et méthodes 1.1 Modalités mises en œuvres En 2009 et en 2010, 5 modalités de macération on été mises en œuvre dans le chai expérimental de l’IFV Sud-Ouest sur des lots de vendanges homogènes de Carignan, Grenache et de Fer Servadou, récoltés à deux niveaux de maturité différents : -Témoin (TEM) : après éraflage, foulage, sulfitage à 4g/hl et levurage à 20 g/hl, la macération est conduite à 25°C pendant 8 jours. Un unique pigeage journalier est réalisé jusqu’à la masse volumique de 1000 g/l. -Macération carbonique (CARB) : 1/4 de la récolte est éraflée, foulée, disposée dans le fond d’une cuve fermant hermétiquement et levurée à 20g/hl afin de simuler l’écrasement naturel se produisant dans les conditions d’un chai normal de vinification. Compte tenu du faible niveau d’acide malique sur les variétés espagnoles et afin de prévenir les risques de piqûres lactiques (Beelman and McArdle, 1974), le fond de cuve est systématiquement complémenté à l’aide de lyzozyme (25 g/hl). Des apports de CO2 exogène sont réalisés pendant le remplissage du reste de la cuve et maintenus pendant 36 heures. La cuve est ensuite placée dans une chambre à 30°C, pressée avec assemblage des jus de presse et de goutte après 8 jours d’anaérobie et fermentée à 18°C. - Macération Préfermentaire à Chaud suivie d’une vinification en phase liquide (MPC) : cette modalité consiste à chauffer la vendange pendant 2h effectives au-dessus de 70°C, à la presser et à clarifier le moût à 150 NTU après un débourbage statique au froid à l’aide d’enzymes de clarification. Le moût est ensuite mis à fermenter en phase liquide à 18°C. -Macération Préfermentaire à Chaud suivie d’une vinification en phase solide (MPCSO) : après chauffage au-dessus de 70°C pendant 2 heures, la vendange est fermentée en phase solide comme la modalité témoin (TEM). - Macération Préfermentaire à Froid (MPF) : la vendange est refroidie à 4°C et maintenue à cette température pendant 72 heures. La cuve est ensuite réchauffée et un levurage est réalisée lorsque la température s’élève au dessus de 15°C. La vinification est ensuite conduite selon le procédé standard (TEM). -Macération courte (COURT) : la vendange est fermentée pendant 5 jours à 25°C. Le décuvage intervient à une masse volumique du moût d’environ 1010 g/l avec achèvement de la fermentation alcoolique en phase liquide à 18°C. 1.2 Suivis analytiques, analyse sensorielle et traitement statistique 8 paramètres œnologiques classiques ont été suivis par l’IFV SudOuest dans les vins en bouteille dont le TAV, l’acidité totale, l’acide tartrique, le pH, l’acidité volatile, le potassium, IPT et anthocyanes. 78 composés aromatiques différents appartenant à 14 familles chimiques (esters éthyliques, acétates, acides, alcools, aldéhydes, cétones, terpénols, norisoprénoïdes, phénols, dérivés de la vanilline, mercaptans, cinnamates, thiols variétaux et pyrazines) ont été dosés dans les vins par l’équipe du LAAE. L’analyse sensorielle a été réalisée par le jury expert de l’IFV SudOuest composé de 8 dégustateurs entrainés régulièrement. Les vins sont notés sur une échelle discontinue de 0 à 5 au moyen de 15 descripteurs sensoriels. L’ensemble des données recueillies est analysé statistiquement grâce à une ANOVA à 4 facteurs (macération x millésime, date de récolte x cépage) avec interactions à l’aide du logiciel Xlstat suivie d’un test de comparaison de moyenne de Fisher au seuil de 5%. 2. Résultats / Discussions 2.1 Impact des techniques sur les paramètres œnologiques classiques L’impact des techniques testées sur les paramètres œnologiques classiques est résumé dans le tableau n°1. L’impact le plus important est observé sur les modalités CARB et MPC alors que les différences par rapport à la vinification témoin induites par MPF et MACOU restent faibles. Le traitement MPCSO possède un positionnement intermédiaire. Les vins élaborés par macération préfermentaire à chaud (MPC) présentent en bouteille un niveau supérieur d’acidité volatile, de potassium et d’acide tartrique. Cette observation traduit une forte 35 extraction d’acides aminés, de potassium et d’acide tartrique contenus dans la pellicule sous l’effet du chauffage. Ce phénomène déjà décrit dans la littérature en ce qui concerne les acides aminés (Poux, 1974) conduit naturellement à une formation supérieure d’acidité volatile et d’acétate d’éthyle par la levure (Bell et Henscke, 2005). Des essais complémentaires réalisés en 2011 avec dosages d’azote réalisés sur moûts avant et après chauffage à 70°C, ont montré un gain en acides aminés de 199% sur Fer Servadou (figure 1). L’azote ammoniacal n’est que très faiblement impacté. L’excès de potassium n’est pas complètement neutralisé par l’excès d’acide tartrique et conduit à une baisse de l’acidité totale et à une augmentation du pH. Ces phénomènes étant moindrement observés sur la modalité MPCSO, l’extraction apparaît supérieure lorsque les moûts sont pressés à chaud. Pour un niveau d’IPT identique au témoin, les vins de MPC présentent une teneur en anthocyanes inférieure, ce qui laisse présager une modification dans la structure des anthocyanes sous l’effet du chauffage par combinaison avec les tanins (Singleton et Trousdale 1992) ou bien par dégradation. Phénomène combiné de la fermentation à basse température et de l’amélioration des rendements en alcool sous l’effet de l’azote, la teneur des vins de MPC en alcool est supérieure à ceux de la vinification témoin. Comme déjà démontré précédemment (Cottereau et Desseigne 2007), les vins élaborés selon le traitement MPCSO possèdent un niveau d’IPT supérieur aux autres vins. Les vins de macération carbonique élaborés dans le cadre de notre étude présentent des niveaux inférieurs en IPT, en anthocyanes, en acidité volatile et en alcool. Le bon contrôle de l’acidité volatile est la conséquence de l’utilisation de lysozyme. Les quantités d’alcool moindres illustrent un phénomène d’inversion du cycle de Krebbs au cours du phénomène anaérobie comme déjà décrit précédemment (Flanzy 1987). L’impact des modalités MPF et COURT reste limité au teneur en potassium. De manière surprenante les vins issus de la modalité COURT, décuvés à une masse volumique de 1010 g/l, présentent le même niveau d’IPT que le témoin. Ceci peut s’expliquer par le fait que sur la modalité témoin, aucun acte d’extraction n’a été réalisé après une densité de 1000 g/l. 1.2 Impact des techniques sur la composition aromatique des vins L’impact des techniques testées sur la composition aromatique des vins est présenté dans le tableau 2. Compte tenu du nombre considérable de variables mesurées (78 au total), est présentée dans cet article une sélection de composés illustratifs ou possédant un rôle prépondérant sur l’arôme des vins. Comme pour les paramètres œnologiques classiques, les modalités CARB, MPC et dans une moindre mesure MPCSO, induisent de profondes modifications dans les caractéristiques aromatiques des Figure 1 : Teneur en azote des moûts de Fer Servadou avant et après chauffage à 70°C (n=8) – millésime 2011. Intervalle de confiance au seuil de 5% vins, alors que l’impact des modalités COURT et MPF demeure faible. Ces observations confirment des résultats récents observés sur la macération à froid (Gardner et al. 2011). La production d’esters par la levure étant limitée à la phase stationnaire (Mouret et al. 2010), logiquement leur concentration dans les vins de macération courte (COURT), où le décuvage intervient pendant la phase de déclin, n’est pas améliorée. Conséquence de la fermentation du moût en phase liquide à une température relativement basse après pressurage (Ferreira et al. 1996), des niveaux inférieurs en alcools de fusel sont mis en évidence dans les vins de macération carbonique. En complément d’observations déjà réalisées sur la technique, trois nouvelles acquisitions méritent d’être signalées : un gain significatif en 3-mercaptohexanol (3MH), en β-damascenone et en o-cresol dont la contribution sensorielle est négligeable. Le niveau supérieur en 3MH pourrait être lié à l’augmentation de la teneur des vins en acides aminés (Flanzy et al. 1989), qui en limitant le phénomène de répression catabolique de l’azote (Subileau et al. 2008) pourrait avoir favorisé l’hydrolyse des précurseurs. La différence de température de fermentation entre la macération carbonique après pressurage (18°C) et la vinification standard fermentée à 25°C pourrait également jouer un rôle. Le chauffage de la vendange modifie sensiblement la composition aromatique des vins en bouteille. Sur les modalités MPC et MPCSO, un effet dépréciatif est mis en évidence sur plusieurs composés aromatiques comme la β-damascenone, le citronellol, l’o-cresol, le vanillate d’ethyle et le cinnamate d’éthyle. Pour les composés où un précurseur glycosidique a été reporté, cette diminution peut s’expliquer par la destruction thermique de l’activité β-glucosidase par dénaturation. Les concentrations supérieures en α-terpineol, produit de dégradation connu du citronelol et du geraniol (Maicas Tableau 1 : résumé des impacts des techniques de macération sur les paramètres œnologiques classiques par rapport à la vinification témoin des vins en bouteille. Millésimes 2009-2010. MPC = Macération Préfermentaire à Chaud + phase liquide ; MPCSO = Macération Préfermentaire à Chaud + phase solide ; CARB = macération carbonique ; COURT = macération courte ; MPF = macération préfermentaire à froid. a Les chiffres mentionnés représentent les écarts moyens exprimés dans l’unité du paramètre considéré lorsque des différences significatives sont observées entre les modalités au seuil de 5%. 36 Tableau 2 : résumé des impacts des techniques de macération sur une sélection de composés aromatiques analysés dans les vins en bouteille. Millésimes 2009-2010.aLe niveau dans les vins se réfère aux concentrations retrouvées et à leur positionnement par rapport au seuil de perception de la molécule. « = » autour du seuil de perception ; « > » 1 à 10 fois le seuil ; « >> » supérieur à 10 fois le seuil ; « < » de 0.1 à 1 fois le seuil ; « << » < 0.1 fois le seuil. bles chiffres mentionnés représentent des écarts significatifs moyens exprimés en pourcentage de variation par rapport au témoin lorsque des différences significatives sont observées entre les modalités au seuil de 5%. and Mateo 2005) et en gaïacol soutiennent l’hypothèse d’une dégradation des terpénols et des composés phénoliques sous l’effet de la chaleur. Le seuil de perception de l’α-terpinéol étant supérieur à celui du citronellol et du géraniol, la perception globale des terpénols s’en trouve pénalisée. La diminution de la concentration des vins en β-damascenone mérite quelques commentaires, puisque des études réalisées sur des vins de Merlot et sur Sochu, un alcool de pomme de terre japonais, ont mis en évidence qu’un chauffage modéré ou à travers la distillation favorisait la production de β-damascenone (Kotseridis et al. 1999, Yoshozaki et al. 2011). Dans le cas des traitements MPC et MPCSO, le chauffage est réalisé avant le début de la fermentation alcoolique sans présence d’éthanol dans le milieu. Or des travaux résumés dans un article de revue (Mendes-Pinot 2009) montrent que la formation de la β-damascenone par dégradation thermique des caroténoïdes, nécessite la présence d’un solvant comme l’éthanol ou le benzène. Le chauffage de la vendange n’a aucun effet sur la concentration des vins en 3-mercaptohexanol (3MH) et son acétate, 4-mercapto-4-methyl-2-pentanone (4MMP) même si un gain aurait pu être attendu compte tenu de la modification en azote aminé induite par le chauffage (Subileau et al. 2008). Ceci suggère une possible dégradation des précurseurs des thiols variétaux sous l’effet de la chaleur. La modalité PHTL possède une composition aromatique singulière, imputable au fait que la fermentation a été réalisée en phase liquide à relativement basse température et sur un moût clarifié riche en azote assimilable. Les vins possèdent les concentrations les plus élevées en esters, en acétates et en acides gras (Moreno et al. 1988) et les teneurs les plus faibles en alcool de fusel. Un gain significatif en 2-furfurylthiol, responsable de notes de café intenses, est observé sur la modalité MPCSO. 1.2 Impact des techniques sur le profil sensoriel des vins Les techniques de macération testées impactent de manière significative 8 des 15 descripteurs sensoriels (Tableau 3). A la dégustation, les vins notés les plus aromatiques au nez sont ceux des modalités MPC et CARB en lien avec les niveaux élevés de cinnamate d’éthyle et d’esters retrouvés. Les vins MPC se caractérisent par de faibles arômes végétaux, des notes fermentaires et lactées soutenues. Le côté “yaourt”, typique des vins élaborés par thermotraitement, est la conséquence des teneurs élevées en acides gras (butyrique, hexanoïque, octanoïque et décanoïque) mis en évidence précédemment. En bouche, les vins sont jugés plus gras et avec plus de sucrosité que les vins témoin. Cette perception de douceur est la conséquence d’une importante extraction de polysaccharides sous l’action de la chaleur (Doco et al. 2007). En accord avec les valeurs analytiques d’IPT mesurées, les vins de macération carbonique sont notés moins astringents, ceux de MPCSO plus tanniques. Les vins des modalités COURT et MPF possèdent un profil aromatique proche de ceux des vinifications témoin (TEM). L’observation plus fine des données sensorielles par cépage, montre que la macération préfermentaire à froid réalisée sur cépage Grenache, au-delà de toute considération analytique, peut s’avérer particulièrement intéressante afin de renforcer les notes épicées caractéristiques des vins de cépage. Sur les vins de Fer Servadou, les cinq techniques de macération permettent d’atténuer le caractère végétal des vins en comparaison à la vinification témoin. La macération carbonique réussit très bien aux vins de Carignan dont le profil aromatique s’avère particulièrement complexe. Conclusion et perspectives Les essais réalisés en 2009 et 2010 ont permis de caractériser finement les vins élaborés selon cinq techniques de macération. La macération carbonique et la macération préfermentaire à chaud suivie d’une vinification en phase liquide, possèdent l’impact le plus fort sur le profil sensoriel des vins, alors que la macération courte et préfermentaire à froid ont un effet limité. Au vu de ces résultats, les essais mis en œuvre en 2011 au cours de la dernière année du projet, se sont recentrés sur ces deux techniques. En ce qui concerne la macération préfermentaire à chaud, deux niveaux de turbidité des moûts après débourbage (150 et 800 NTU) et de température de fermentation (18 et 25 °C) ont été évalués sur les trois cépages, afin d’essayer de moduler la palette aromatique des vins de « thermo ». Compte tenu des phénomènes de dégradation observés lors du chauffage au-dessus de 70°C de la vendange, une température moindre de 50°C a été expérimentée en 2011. Les techniques de thermotraitement de la vendange étant souvent mises en œuvre sur des raisins de qualité sanitaire irréprochable sans activité laccase, ce domaine de température de chauffage mérite aujourd’hui d’être retesté au vu des résultats obtenus. Ce nouveau champ d’exploration pourrait permettre de varier la palette aromatique des vins issus de thermotraitement en favorisant certains arômes variétaux comme les thiols par exemple. 37 Tableau 3 : descripteurs sensoriels impactés de manière significative au seuil de 5% par les techniques de macération. Millésimes 2009-2010. a Les chiffres mentionnés représentent les écarts moyens significatifs de note sur cinq observés Références bibliographiques Maicas, S. and Mateo, J.J. (2005) Hydrolysis of terpenyl glycosides in grape juice and other fruit juices: a review. Journal of Applied Microbiology and Biotechnology 67, 322–335. Beelman, R.B. and Mcardle, F.J. 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HO O HO OH OH O O Nous pouvons vous aider en identifiant les polyphénols et les arômes. OH O Acide caftarique CH 3 Comparaison de vins et identification de marqueurs de qualité ou de défaut. OH H 3C CH 3 Géraniol DOSAGE DES ARÔMES (parmi plus de 50 composés volatils) OH DOSAGE DES POLYPHÉNOLS (parmi plus de 20 composés phénoliques) 4-éthylphénol DOSAGE DU POTENTIEL ANTIOXYDANT 28 rue de Herrlisheim 68021 Colmar, FRANCE Tel. : +33 (0)3 89 22 49 93 · Port. : +33 (0)6 75 61 80 22 www.twistaroma.fr · [email protected] 38 Impact de pulvérisations foliaires azotées réalisées à la véraison sur les caractéristiques aromatiques des vins rouges Olivier Geffroy1, Thierry Dufourcq2, Ricardo Lopez3, Eric Serrano1, Elisa Gracia-Moreno3, Juan Cacho3, Vicente Ferreira3 Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, LISLE SUR TARN Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, CAUSSENS 2 Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología. Universidad de Zaragoza, ZARAGOZA, Espagne Email : [email protected] 1 2 Communication orale présentée par Carole Feilhès Introduction Depuis 2004, l’IFV Sud-Ouest étudie l’intérêt de pulvérisations foliaires d’azote réalisées à la véraison afin d’améliorer le fruité des vins issus de cépages dont le potentiel aromatique s’exprime par la présence de thiols variétaux comme le Colombard ou le Sauvignon. La technique, qui a fait l’objet de nombreuses communications ces dernières années (Charrier et Dufourcq 2007, Lacroux et al 2008, Charrier et al. 2009, Dufourcq et al. 2009), a connu un réel essor dans la plupart des vignobles français et particulièrement ceux du Sud-Ouest. Si ce type de fertilisation, parfois couplée à des apports de soufre élémentaire, est également utilisé avec succès sur cépages rouges en vinification en rosé, son adaptabilité pour l’élaboration de vins rouges continue de soulever certaines interrogations. En favorisant l’apparition de tenaces notes de réduction en cours de fermentation, l’association azote/soufre qui permet d’enrichir les teneurs en 3-mercaptohexanol (Dufourcq et al. 2009), est difficilement applicable. Dans ces conditions, l’intérêt de ce type de fertilisation demeure incertain. Afin de mieux évaluer l’impact de la technique sur la qualité aromatique des vins rouges, des pulvérisations foliaires d’azote uniquement, à la dose de 20 kg/ha, ont été réalisées au cours de la dernière année du projet VINAROMAS. Ce travail, réalisé sur des parcelles de Fer Servadou et de Carignan, devrait permettre d’évaluer l’incidence de pulvérisations foliaires azotées sur une large palette de composés aromatiques. 1. Rappels des connaissances acquises sur cépages blancs 1.1 Incidence sur la teneur des raisins en azote Au cours des expérimentations conduites par l’IFV entre 2004 et 2009 -une centaine de modalités a été traitée- l’azote pulvérisé sur vigne sous forme d’urée à la véraison a entrainé, dans la plupart des situations, une augmentation de la concentration en azote du moût (figure 1). Les apports correspondant à des quantités d’azote (en unité fertilisante) comprises entre 10 kg et 20 kg par hectare sont pratiquées en deux fois en encadrement de la véraison et à des volumes par hectare de l’ordre de 400L. En moyenne, l’augmentation de l’azote du moût observée est linéaire et pour 10 kg d’azote pulvérisés par hectare, on peut attendre une augmentation de 50% de la concentration en azote du moût alors que pour 20 kg par hectare cette augmentation est doublée (+100%). La variabilité des résultats est assez importante et dans certains cas, aucun effet n’a pu être remarqué. De nombreux facteurs peuvent en effet influencer la qualité de la pulvérisation au vignoble : la dose employée et la formulation de l’urée, la période et le moment d’application, le réglage du pulvérisateur, l’état de stress de la végétation et les conditions climatiques. Les spécialités présentes sur le marché en viticulture conventionnelle ont un coût d’environ 10 € HT par unité fertilisante et par hectare de vigne pour une concentration en azote variant entre 200 et 350g/L. D’autres travaux conduits par l’IFV ont permis de comparer les effets sur l’azote assimilable du moût de pulvérisations associées d’azote et de soufre en comparaison à des apports d’azote seul. Des résultats d’étude sur blé (Téa, 2004) suggèrent des effets synergiques de l’emploi du soufre dans l’assimilation de l’azote par la plante. Dans nos conditions, il n’apparait pas de différences entre les deux systèmes et il est ainsi possible de considérer qu’un mélange d’azote et soufre pulvérisé sur vigne n’augmente pas le niveau d’azote du moût en comparaison à une même dose d’azote seul pulvérisée dans les mêmes conditions. L’association du soufre à l’azote permet en revanche d’enrichir le moût en métabolites soufrés comme le glutathion ou la cystéine. Ces composés soufrés interviennent et participent à la genèse de composés odorants en vinifications. Réalisée de manière raisonnée, l’utilisation de l’azote n’engendre pas d’effets secondaires sur la vigne (brûlure, augmentation de la vigueur). Figure 1 : gain en azote assimilable du moût après pulvérisation foliaire d’azote par rapport à un témoin non traité (101 mesures, 5 cépages, 5 millésimes) 1.2 Impact sur la teneur des vins en arômes variétaux et fermentaires Dans les différents essais réalisés par l’IFV, la pulvérisation en mélange d’azote ou d’azote et soufre a été pratiquée en deux passages en commençant aux environs de 20% de véraison des baies. Les thiols variétaux dosés dans les vins ont été comparés aux témoins non traités. Ces dosages concernent le 3-MercaptoHexan-1-ol ou 3MH aux arômes de pamplemousse et l’acétate de 3-MercaptoHexyle ou Ac3MH aux aromes de fruit tropical et de buis produit par la levure par estérification du 3MH. La production d’Ac3MH dépend du métabolisme de la levure et de sa capacité à estérifier le 3MH. Il a été systématiquement observé un gain en thiols variétaux dans les vins issus des modalités pulvérisées en comparaison au témoin. En moyenne, on observe quatre fois plus de composés aromatiques dans les vins et ce même lorsque le témoin présente un haut niveau en thiols (10 à 40 nanomoles par litre). Cela suggère que cette technique influence de manière importante la production de ce type de composés en vinification. Lorsqu’un niveau plus faible de thiols est présent dans les vins témoin (0,4 à 6 nanomoles par litre) le gain moyen est de cinq fois plus que le témoin. Nous avons également pu observer que les vins des modalités intégrant un apport d’azote, que 39 ce soit à la vigne ou au chai, sont plus riches en acétates d’alcools supérieurs (aromes fruités de banane, de poire). Sur ce point, la pulvérisation foliaire a un impact plus significatif que l’ajout de sels ammoniacaux au chai (Charrier et al 2009). 1.3 Effets secondaires potentiels lies aux apports azotés Au cours de nos expérimentations, nous n’avons pas noté d’augmentation de vigueur, ni du niveau de pourriture lié au Botrytis cinerea. Cependant sur cépages sensibles et sur raisins altérés, des baies plus riches en azote favoriseront un développement plus rapide du champignon si celui-ci est présent. Dans nos conditions expérimentales, les pulvérisations d’azote foliaire réalisées n’ont pas entraîné d’augmentation dans les vins de la teneur en protéine instable, les vins témoin et traité se situant dans la même gamme d’instabilité protéique. 2. Matériel et méthodes Les fertilisations foliaires azotées ont été réalisées à la dose de 20 kg/ ha à l’aide de la spécialité Folur (Tradecorp, Belgique). Les apports ont été fractionnés en deux (2 x 10 kg/ha) de manière à encadrer la véraison, à un volume de bouillie pulvérisé de 400L/ha. Ces traitements (VINAZO) ont été mis en œuvre sur des rangs d’une parcelle de Fer Servadou (AOP Gaillac) et de Carignan (DO Cariñena). Sur chaque parcelle, des rangs voisins ont été conservés afin de servir de témoin (VINA). Après récolte, des lots homogènes de 60 kg ont été constitués dans le chai expérimental de l’IFV Sud-Ouest. Sur ces lots et pour chaque cépage, 8 techniques de macération ont été mises en œuvre. L’ensemble des modalités a été fermenté à l’aide la souche de levure Anchor NT116 (Anchor Yeast, Afrique du Sud). Des paramètres œnologiques classiques ont été suivis par l’IFV SudOuest sur moûts et dans les vins en bouteille. 78 composés aromatiques différents ont été dosés dans les vins par l’équipe du LAAE. L’analyse sensorielle a été réalisée, un mois environ après leur mise en bouteille, par le jury expert de l’IFV Sud-Ouest composé de 8 dégustateurs entrainés régulièrement. Deux sessions de dégustation (une par cépage) ont été organisées. Les vins ont été notés sur une échelle discontinue de 0 à 5 au moyen de 23 descripteurs sensoriels. L’ensemble des données recueillies sur moût a été analysé statistiquement, à l’aide du logiciel Xlstat, grâce à une ANOVA mono factorielle suivie d’un test de comparaison de moyenne de Fisher au seuil de 5%. Les données sur vins ont été traitées statistiquement par la société Ondalys basée à Prades-Le-Lez à l’aide d’une ANOVA à 3 facteurs (cépage x azote x macération) avec interactions de 1er ordre. Les résultats présentés dans cet article seront limités aux effets induits par le facteur azote. 3. Résultats / discussions 3.1 Incidence des pulvérisations azotées sur les caractéristiques analytiques des moûts L’incidence des pulvérisations azotées sur les caractéristiques analytiques des moûts est résumé dans le tableau 1 ci-dessous. Sur les deux cépages, les traitements foliaires se sont avérés efficaces afin de corriger le statut azoté des raisins puisque des gains respectifs en azote de 65% et de 33% sont observés sur Fer Servadou et sur Carignan. Le gain en azote est moins marqué sur le cépage qui possède le niveau d’azote assimilable initial le plus élevé. Les gains en azote sont moins élevés que le gain moyen attendu (figure 1). Les pulvérisations modifient faiblement mais de manière significative l’acidité des moûts en provoquant une augmentation du pH et de la teneur en acide malique. Ces variations ont été préalablement décrites dans le cas de fertilisations azotées au sol et sont résumées dans un article de revue (Bell et Henscke 2005). En favorisant le maintien d’un feuillage plus vert et plus fonctionnel pendant la période véraison-récolte, les apports azotés réalisés ont pu contribuer à une meilleure assimilation du potassium à l’origine d’une augmentation de pH et à une synthèse supérieure d’acide malique dans les feuilles. Ce phénomène, plus marqué sur le vignoble espagnol soumis à une contrainte hydrique supérieure, s’accompagne également, sur cépage Carignan, d’une augmentation du degré potentiel. Cette augmentation de la teneur en sucre des moûts peut être une conséquence de la stimulation de la production de sucres par les ions potassium. 3.2 Incidence des pulvérisations azotées sur les caractéristiques analytiques des vins Les mesures réalisées sur les vins en bouteilles viennent confirmer les observations sur moûts (Figure 2). Les traitements foliaires azotés ont induit une modification de l’acidité des vins qui se manifeste par une augmentation du pH, de la teneur en potassium et une diminution de l’acidité totale des vins. L’effet sur le degré potentiel des moûts n’est pas confirmé statistiquement sur vins. Les vins des modalités « pulvérisées » présentent des valeurs moyennes d’IPT de quelques points significativement inférieures (4 en moyenne) à celles du témoin (Figure 2). Au seuil de 5%, les teneurs en anthocyanes ne sont pas impactées significativement. Il a été démontré récemment que la voie de biosynthèse des procyanidines dans les raisins était sous la gouvernance de nombreux gènes réprimés lors d’une nutrition azotée excessive de la plante (Lilo et al, 2008). 3.3 Incidence des pulvérisations azotées sur la composition aromatique des vins Sur les 78 composés aromatiques suivis dans les vins par le LAAE, seuls 18 permettent de discriminer significativement les modalités VINA et VINAZO (Figure 3). Ces composés appartiennent à plusieurs familles chimiques dont celle des esters (succinate de diéthyle, butanoate d’éthyle), des acétates (acétate de butyle, acétate d’éthyle), des alcools (1-butanol, 2-phényléthanol, méthionol, alcool benzylique), des aldéhydes et des cétones (diacétyle, γ-décalactone), des monoterpènes et norisoprénoïdes (géraniol, β-damascénone), des Tableau 1 : Incidence des pulvérisations foliaires azotées (20 kg N/ha) sur les caractéristiques analytiques des moûts. Moyenne de 8 répétitions. Les différentes lettres correspondent à des différences significatives observées au seuil de 5% par le test de comparaison des moyennes de Fisher. 40 - des perturbations pour ces variables liées à un fort effet matrice observée par l’équipe du LAAE lors de leurs dosages - des conditions œnologiques de vinification en rouge (température, turbidité) peu favorables à la libération de ces composés dans les vins. Cette hypothèse va dans le sens que l’augmentation des thiols observée sur vins blancs serait plus due à une augmentation de l’azote assimilable induite, qu’à l’augmentation directe des teneurs en précurseurs. En effet, il est admis que l’impact du niveau azoté des moûts sur l’aromatique des vins est moindre dans le cas des vinifications en rouge. - l’absence d’utilisation de soufre au cours des pulvérisations foliaires. Au cours des nombreux essais menés depuis 2004 par l’IFV, si un gain est systématiquement observé sur la composante « thiol » pour des pulvérisations « azote-soufre », les pulvérisations d’azote seul ont une incidence moindre sur cette famille de composé aromatique. Dans les travaux de Lacroux (2008), les teneurs en 3-mercaptohexanol ne sont pas améliorées dans le cas de fertilisation d’azote seul. Figure 2 : p-value de l’ANOVA à 3 facteurs réalisée sur l’ensemble des données récoltées en 2011 pour les variables œnologiques classiques (n=24). Le seuil de significativité de 5% est représenté par la ligne en pointillé. pH, acidité totale (aci), potassium (pot), IPT(ipt), anthocyanes (ant), Degré acquis (deg), SO2 libre (SO2l), SO2 total (SO2t), acide tartrique (tar), acidité volatile (av) phénols (2,6-dimethoxyphenol, 4-vinyl-phénol, eugénol, gaïacol), des cinnamates (dihydrocinnamate d’éthyle) et des mercaptans (H2S). L’impact des traitements azotés sur les teneurs des vins en ces composés est résumé dans le tableau 2. L’un des effets attendus, induit par l’augmentation de la teneur en azote des moûts, est la diminution des composés responsables des notes de réduction dans les vins (Rauhut 2005). Si cet impact est observé sur le methionol (note aillées), ce n’est pas le cas pour l’hydrogène sulfureux (notes d’œuf pourri). D’une manière générale, les modifications induites par le traitement azoté demeurent faibles en intensité (<50% par rapport au témoin en moyenne – résultats non présentés) et concerne des molécules possédant un impact aromatique faible et/ou présentes à des concentrations largement inférieures à leurs seuils de perception dans les vins. De la même manière, la composante fermentaire des vins à travers notamment la teneur en acétate d’isoamyle (en rouge sur la figure 2) n’est pas (ou très peu) modifiée par les traitements azotés. Les conditions œnologiques de vinifications en rouge, faisant intervenir des moûts turbides et des températures supérieures, sont en effet moins favorables à la production d’esters et d’acétates par la levure au cours de la fermentation (Moreno et al, 1988). Contrairement aux observations précédemment réalisées sur vins blancs et rosés, la teneur des vins en 3-mercaptohexanol (p-value > 0.9) n’est pas impactée par les pulvérisations foliaires (en vert sur la figure 2). Il en est de même pour la 4MMP et l’acétate de 3MH dont la teneur reste faible dans les conditions de vinification en rouge. Plusieurs hypothèses peuvent être avancées afin d’expliquer ces phénomènes : Tableau 2 : impact du traitement foliaire azoté sur la composition aromatique des vins. « + » = gain significatif ; « - » perte significative. aLe niveau dans les vins se réfère aux concentrations retrouvées et à leur positionnement par rapport au seuil de perception de la molécule. « = » autour du seuil de perception ; « < » inférieur au seuil ; « > » supérieur au seuil 3.4 Impact des pulvérisations azotées sur le profil sensoriel des vins L’impact des traitements foliaires azotés sur le profil sensoriel des vins rouges est résumé sur la figure 4. Aucun impact sensoriel significatif n’est observé à la dégustation. Cependant la technique semble légèrement favoriser les notes florales des vins (p value =0.06). Cette augmentation est à mettre en relation avec les teneurs supérieures en dihydrocinnamate d’éthyle et également en β-damascénone mises en évidence dans les vins. L’importance de cet effet, même s’il peut être recherché dans le cas notamment des vins élaborés par macération carbonique, doit être relativisée compte tenu du faible gain observé (+0.2/5 en moyenne sur le caractère floral). Figure 3 : p-value de l’ANOVA à 3 facteurs réalisée sur l’ensemble des données récoltées en 2011 pour les composés aromatiques des vins (n=24). Le seuil de significativité de 5% est représenté par la ligne en pointillé. Les p-values des variables acétate d’isoamyle (ISOAAC) et 3-mercaptohexanol (MOH) sont signalées respectivement par des cercles rouge et vert. Cet effet sensoriel nul peut être nuancé par l’existence de fortes perturbations liées au déroulement de la dégustation. En effet, les vins ont été testés par série de cépage, toutes techniques de vinifications confondues. En ce sens, le fort impact sensoriel des différentes modalités de macération a pu perturber la notation du jury. 41 point de vue aromatique, dans notre essai, les effets induits par la technique demeurent très limités : aucune modification de la teneur en thiols variétaux et un gain très limité en esters et acétates (succinate de diéthyle, butanoate d’éthyle, acétate de butyle et acétate d’éthyle). Ce résultat est vraisemblablement à mettre en relation avec les conditions œnologiques particulières de la vinification en rouge mise en œuvre au cours de ce travail (macération, turbidité, température) qui semblent défavorables à la formation de ces molécules aromatiques. Cet effet mineur sur la composition aromatique des vins est de plus confirmé à travers l’analyse sensorielle. Ainsi, dans nos conditions et sur ces deux cépages, la pulvérisation foliaire d’azote à véraison n’a pas présenté d’intérêt technique évident. Références bibliographiques Bell, S-J. and Henschke, P.A. (2005) Implications of nitrogen nutrition for grapes, fermentation and wine. Australian Journal of Grape and Wine Research 11, 242–295. Charrier F. et Dufourcq T., 2007. Influence de l’apport d’azote foliaire sur le potentiel aromatique des vins blancs. 8ème Symposium d’œnologie de Bordeaux (France). Figure 4 : p-value de l’ANOVA à 3 facteurs réalisée sur l’ensemble des données sensorielles de dégustation (n=24). Le seuil de significativité de 5% est représenté par la ligne en pointillé. La p-value la plus proche du seuil de significativité est obtenue pour le descripteur sensoriel associé aux notes florales (Nflo). Conclusion L’étude, réalisée au cours de la dernière année du projet VINAROMAS, sur les cépages Fer Servadou et Carignan, a permis d’évaluer l’intérêt d’apports d’azote foliaires à la véraison à la dose de 20 unités par hectare en vinification en rouge. Outre le gain en azote des moûts, les pulvérisations, en favorisant l’assimilation du potassium, ont provoqué une baisse de l’acidité des vins associée sur la variété Carignan à une augmentation de la teneur en sucre. Une baisse significative de quelques points a également été observée sur l’IPT des vins. D’un 42 Charrier F., Pain A., Dufourcq T., Schneider R., Berger J.L., 2009. Effets technologiques compares d’une pulvérisation foliaire d’azote a la vigne et d’un ajout de sels ammoniacaux au mout en cave. XXIIème Congrès International de l’OIV, Zagreb (Croatie), du 29 juin au 3 juillet 2009. Dufourcq T., Charrier F., Poupault P., Schneider R., Gontier L., Serrano E., 2009. Foliar spraying of nitrogen and sulfur at veraison: a viticultural technique to improve aromatic composition of white and rosés wines. 16th International GiESCO Symposium, Davis (USA) p379-383 Lacroux F, Tregoat O, Leeuwen CV, Pons A, Tominaga T, Lavigne-Cruège V & Dubourdieu D. 2008. Effect of foliar nitrogen and sulphur application on aromatic expression of Vitis Vinifera L. cv. Sauvignon Blanc. J. Int. Sci. Vigne Vin 42(3):125-132. Lillo C., Lea U. S., Ruoff P. 2008. Nutrient depletion as a key factor for manipulating gene expression and product formation in different branches of the flavonoid pathway. Plant, Cell and Environment 31(5), 587-601. Moreno, J., Median, M. and Garcia, M.D. (1988) Optimization of the fermentation conditions of musts from Pedro Ximénez grapes grown in Southern Spain. Production of higher alcohols and esters. South African Journal of Enology and Viticulture 9, 16-20. Téa I., 2004. Contribution à l’amélioration de la qualité technologique des farines panifiables de blé par l’apport foliaire d’azote et de soufre : implication des protéines de réserves et du glutathion. Thèse de doctorat de l’INP Toulouse. 173p. La qualité des hommes fait la qualité du verre. www.voa.fr Siège social : Z.I. Albi Saint-Juery Rue François Arago - 81011 ALBI cedex 9 Tél. 33 (0)5 63 78 10 36 ou 33 (0)5 63 78 10 10 Fax 33 (0)5 63 78 10 11 44 Mise en œuvre des morceaux de bois en œnologie: applications au projet VINAROMAS Simon Grelier1, Olivier Geffroy2, Ricardo Lopez3, Eric Serrano1, Thierry Dufourcq4, Juan Cacho3, Vicente Ferreira3 Société Boisé France, Domaine du Chapitre, 170, Bd du Chapitre, 34750 Villeneuve-lès-Maguelone Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, V’innopôle, BP22, 81 310 Lisle Sur Tarn 2 Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología. Universidad de Zaragoza, ZARAGOZA, Espagne 4 Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, Domaine de Mons, 32100 CAUSSENS Email : [email protected] 1 2 Introduction Le bois pour l’œnologie sous toutes ses formes (copeaux, douelles…) est devenu un outil incontournable de vinification et d’élevage. Le Règlement CE 606/2009 seul en vigueur, a récemment étendu le domaine d’application de l’utilisation des morceaux de bois, à la phase fermentaire ou pré-fermentaire (sur raisins frais ou moûts) en plus de l’utilisation pour l’élaboration des vins comme c’était le cas jusqu’alors. Le bois est devenu aujourd’hui un outil puissant au service de l’œnologue. La très grande diversité de morceaux de bois (origine, chauffe, mélange) associée à une mise en œuvre adaptée (doses, stade d’apport, temps de trempage) permet au technicien d’adapter l’utilisation du bois à son objectif produit (aromatique, structure, sucrosité), de développer les caractères fruités des vins en masquant ses imperfections (dilution, notes végétales). Au cours des deux premières années du projet VINAROMAS, plusieurs types de morceaux de bois (6 pour les variétés rouges ; 2 pour le cépage blanc) ont été mis en œuvre sur les 4 cépages étudiés (Grenache, Carignan, Fer Servadou et Gros Manseng). Cette étude a permis d’évaluer l’effet matrice, l’impact de l’essence de bois, du stade d’apport, du tri des bois et du niveau de chauffe à travers le suivi des marqueurs aromatiques du bois et grâce à l’analyse sensoriel. 1. Matériels et méthodes 1.1 Modalités mises en oeuvre Le plan d’expérience est incomplet car les types de copeaux mis en œuvre ont été adaptés en fonction des cépages et des millésimes d’étude. Les trempages ont été réalisés à différents moments du process (en fermentation alcoolique, en élevage), à différents grammages avec des temps de contact vin/bois adaptés. Les caractéristiques des différentes modalités testées par millésime et par cépage sont présentées ci-dessous. Pour le cépage Gros Manseng, la modalité témoin (TEM) a été vinifiée sans ajout de copeaux à 18°C. Les vins rouges témoin (TEM) ont été fermentés à 25°C pendant 8 jours. - K1 : La modalité K1, testée sur Gros Manseng en 2009 et en 2010, est composée à 85% d’acacia (robinia pseudoacacia), un bois aux caractéristiques aromatiques florales. Les autres 15% sont composés de chêne présentant une forte concentration en composés de chauffe (furfural, 5 hydroxy-méthyl-furfural, 5 méthyl-furfural, vanilline…) et très pauvre en tanins. L’apport est réalisé à la dose de 3.5g/L en cours de fermentation. - K2 : La modalité K2, testée sur Gros Manseng en 2009 et en 2010, est composée à 100% de chêne sessile (quercus petraea). Cette modalité est un assemblage de deux couples (sélection/traitement thermique) différents. 85% sont issus d’une sélection visant à favoriser la fraîcheur originelle du bois et présentant une concentration faible en composés de chauffe mais riche en tanins. Les autres 15% sont caractérisés par un équilibre haut (concentration élevée) entre les composés de chauffe (syringaldehyde, sinapaldehyde, vanilline, whiskylactones, furfural). L’apport est réalisé à la dose de 3.5g/L en cours de fermentation. - COP1 : Cette modalité 100% chêne, composée de deux produits différents, a été testée en 2009 sur Grenache, Carignan et Fer Servadou. 80% du mélange est constitué de bois pauvre en lactones possédant un niveau moyen et équilibré entre les différents composés de chauffe. Les autres 20% sont composés de bois riche en lactones sans composés de chauffe. L’apport est réalisé à la dose de 5 g/L en fin de fermentation. Le contact bois/vin est maintenu pendant 2 mois. - COP2 : Cette modalité 100% chêne, composée de deux produits différents, a été testée en 2009 sur Grenache, Carignan et Fer Servadou. 20% du mélange est constitué de bois pauvre en lactones possédant un niveau moyen et équilibré entre les différents composés de chauffe. 80% est composé de bois riche en lactones sans composés de chauffe. L’apport est réalisé à la dose de 5 g/L en fin de fermentation. Le contact bois/vin est maintenu pendant 2 mois. - COP3 : Cette sélection, testée en 2009 sur Grenache, Carignan et Fer Servadou, vise à favoriser la fraîcheur originelle du bois. Après traitement thermique, le bois est peu concentré en composés de chauffe mais riche en tanins. L’apport est réalisé à la dose de 5 g/L en fin de fermentation. Le contact bois/vin est maintenu pendant 2 mois. - COP4DFA : Ce chêne, testé en 2010 sur Fer Servadou, présente une forte concentration en composés de chauffe (furfural, 5 hydroxyméthyl-furfural, 5 méthyl-furfural, vanilline…) et est très pauvre en tanins. L’apport est réalisé à la dose de 1 g/L en début de fermentation. Le contact bois/vin est maintenu pendant 10 jours. - COP4FFA : Il s’agit du même chêne et la même dose d’utilisation (1 g/l) que la modalité COP4DFA mais l’addition est réalisée fin FA. Le contact bois/vin est étendu à 2 mois. Cette modalité a été testée en 2010 sur Fer Servadou. - COP5 : Il s’agit d’un bois non torréfié riche en lactones mis en œuvre en 2010 sur les cépages Grenache et Carignan. L’apport est réalisé à la dose de 5 g/L en fin de fermentation. Le contact bois/vin est maintenu pendant 2 mois. - COP6 : Il s’agit d’un bois non torréfié pauvre en lactones et riche en tanins mis en œuvre en 2010 sur les cépages Grenache et Carignan. L’apport est réalisé à la dose de 5 g/L en fin de fermentation. Le contact bois/vin est maintenu pendant 2 mois. Les deux essences de bois utilisées dans le cadre de cet essai ont fait l’objet d’une maturation de 24 mois à l’air libre, avant d’être transformés (broyés puis torréfiés) de manière équivalente. Sur Gros Manseng pour les deux millésimes d’étude, les modalités K1 et K2 ont été mises en œuvre sur deux parcelles présentant des caractéristiques de production distinctes. Pour les vins rouges, les types de copeaux (COP1, COP2, COP3, COP4DFA, COP4FFA, COP5 et COP6), ont été testés en 2009 et 2010 pour les 3 cépages sur deux lots de vendanges récoltés à deux niveaux de maturité. 45 1.2 Suivi analytique, sensoriel et traitements statistique 8 paramètres œnologiques classiques ont été suivis par l’IFV SudOuest dans les vins en bouteille : le TAV, l’acidité totale, l’acide tartrique, le pH, l’acidité volatile, le potassium, IPT et les anthocyanes pour les vins rouges. 78 composés aromatiques différents appartenant à 14 familles chimiques (esters éthyliques, acétates, acides, alcools, aldéhydes, cétones, terpénols, norisoprénoïdes, phénols, dérivés de la vanilline, mercaptans, cinnamates, thiols variétaux et pyrazines) ont été dosés dans les vins par l’équipe du LAAE. Parmi les molécules connues comme « marqueurs » du boisé ont été analysées le 2-furfurylthiol, le gaïacol, les whiskylactones (cis et trans), l’eugénol, les crésols (o et m), les 4-éthyl et vinyl-phénol, les 4-éthyl et vinyl-gaïacol, le synringaldéhyde, la vanilline, l’acetovanillone, le vanillate de méthyl et d’éthyl. L’analyse sensorielle a été réalisée par le jury expert de l’IFV SudOuest composé de 8 dégustateurs entrainés régulièrement. Les vins sont notés sur une échelle discontinue de 0 à 5 au moyen de 15 descripteurs sensoriels. Pour les rouges, les concentrations en composés marqueurs du boisé étant indépendantes du cépage et de la date de récole, les valeurs analysées ont été moyennées pour tous les cépages et toutes les dates de récolte. Ces moyennes ont ensuite été traitées par Analyse en Composantes Principales grâce au logiciel Excel Stat. Pour les vins blancs de Gros Manseng, les compositions des vins ont été analysées par analyse de variance à trois facteurs (modalité x parcelle x millésime) suivie d’un test de comparaison de moyenne de Fisher. 2. Résultats et discussions 2.1 Données générales sur les vins rouges Figure 1 : Analyses en Composantes Principales (ACP) des teneurs en composés aromatiques marqueurs du boisé analysés sur les vins rouges - F1(45.53%) et F2(27.18%) impactés de manière significative mais les teneurs relevées restent bien en deçà du seuil de perception. Ces données sont cohérentes avec la composition du bois de cette modalité qui contient 15% de bois de chêne très riche en furfural (absorbant à 280 nm, longueur d’onde à laquelle l’IPT est mesuré) et autres composés de chauffe. Ces éléments sont responsables de l’impact analytique observé. Les deux modalités ont un impact positif sur la génération de furfurylthiols par rapport au témoin. La modalité K2 se distingue par des teneurs supérieures en whiskylactones, qui restent cependant nettement inférieures au seuil de perception. Les teneurs des vins en 3-mercaptohexanol (3MH) et en acétate de 3-mercaptohexile (ac3MH) ne sont pas impactées par l’addition de copeaux. L’observation de la composition chimique des vins rouges montre que, parmi les molécules aromatiques connues pour être des « marqueurs » du caractère boisé dans les vins, seuls le 2-furfurylthiol, le gaïacol, les whiskylactones (cis et trans), la vanilline et l’eugénol, sont impactés par l’addition de morceaux de bois. L’effet de l’addition des différents types de copeaux sur la composition chimique des vins rouges est résumé sur la figure 1. Il est également important de signaler que pour les variétés rouges, l’addition de morceaux de bois est sans effet sur les autres composés aromatiques du vin (esters, acétates, acides, alcools et thiols…). La modalité COP6, pauvre en lactone possède un positionnement sur l’ACP proche de la modalité témoin (TEM). COP4 DFA et COP4 FFA présentent des teneurs supérieures en gaïacol et en 2-furfurylthiol. Malgré des teneurs supérieures en whiskylactones (figure 5), le type de morceaux de bois « COP5 » ne ressort pas sur l’ACP pour cette variable. 2.1 Apport de l’essence de bois sur vin blanc En 2009 et 2010, deux essences de bois, K1 (85% Acacia + 15% riche furanes à 3.5g/L) et K2 (85% faible furanes et WL, mentholé + 15% riche vanilline à 3.5g/L), ont été mises en œuvre en cours de fermentation sur des vins de Gros Manseng. L’utilisation de l’acacia est, en général, limitée aux vins blancs auxquels il apporte une fraîcheur aromatique supérieure à celle du bois de chêne (quercus petraea) qui est l’essence la plus représentée dans l’utilisation de bois en œnologie. Seule l’utilisation de barrriques de cette essence est autorisée en œnologie, l’utilisation de morceaux de bois étant interdite. Les impacts significatifs de l’addition des morceaux de bois K1 et K2 sont résumés dans le tableau 1. Les résultats analytiques montrent que le bois K1 a un fort impact sur l’IPT et sur la concentration des vins en gaïacol. D’autres phénols comme le 2,6 diméthoxyphénol, le 4-allyl-2,6-diméthoxyphenol et le 4-éthylgaïacol, sont également 46 Tableau 1 : paramètres œnologiques ou aromatiques impactés significativement par les additions de copeaux K1 et K2. Analyse de variance / significativité au seuil de 5% Test de Fisher L’ajout de bois permet de maintenir sur la modalité K1 la composante « thiol » des vins tout en diminuant les notes herbacées. Le profil aromatique des vins est complexifié par l’apport de légères notes boisées de type grillé. Les morceaux de bois K1 améliore la sucrosité du vin mais n’affecte pas la perception d’acidité. Ce type de bois permet de respecter la fraîcheur du profil initial, de baisser les notes végétales tout en apportant de la sucrosité. L’ajout de bois sur la modalité K2 provoque une modification plus importante du profil aromatique en atténuant l’acidité et en renforçant plus nettement la sensation de sucrosité. Le boisage de type coco/lacté et vanillé est plus marqué. L’impact des deux modalités sur la matrice de type thiol peut se résumer ainsi : - K1 : Profil frais = Respect du profil initial (thiol, fraîcheur), complément de la bouche (sucrosité) - K2 : Profil doux = Marquage plus important de l’aromatique boisée (coco/lacté, vanille), impact plus fort en bouche (sucrosité, baisse acidité) 2.2 Impact du stade d’apport En 2010, sur cépage Fer Servadou, un ajout ciblé de bois riche en composés de chauffe (furfural, 5 hydroxy-méthyl-furfural, 5 méthylfurfural, vanilline…) à été réalisé à deux stades du process : début de fermentation alcoolique à 1g/L avec trempage pendant 10 jours ; fin de fermentation alcoolique à 1g/l avec trempage pendant 2 mois. Les analyses montrent un impact très net du moment d’apport sur la concentration en gaiacol et 2-furfurylthiol, tel qu’illustré sur la figure 2. La modalité sur laquelle le bois a été apporté en fin de FA (COP4FFA) présente une concentration bien plus importante en ces deux composés. L’intégration des bois dans le process ne doit donc pas être faite au hasard et peut être un levier important de maîtrise du profil sensoriel. En l’occurrence, la fermentation est une étape qui a un effet très net sur ces deux composés. Cela se traduit au niveau sensoriel par une intensité aromatique supérieure sur la modalité COP4FFA. Le boisé marque plus les vins lors d’un ajout de morceaux de bois tardif, en fin de fermentation alcoolique. L’impact est plus mesuré sur la bouche et se limite à un léger gain en gras et en maturité du fruit (Figure 3). Ces effets sont supérieurs sur la modalité COP4FFA que sur le traitement COP4DFA. Figure 3 : Comparaison des profils sensoriels des modalités COP4DFA, COP4FFA sur Fer Servadou – millésime 2010 appliqués. En effet la transformation thermique d’un bois provoque la formation de composés tels que la vanilline, l’acétovanillone, le gaiacol et le syringaldéhyde. Ces composés se retrouvent dans les vins après contact avec le bois. Pris isolément, leurs concentrations restent inférieures au seuil de perception. L’analyse sensorielle démontre un réel impact des bois sur le profil du vin (figure 4). Les modalités les plus riches en composés de chauffe atténuent le critère pyrazique de la matrice de départ en introduisant des notes grillées et vanillées. La modalité COP2, vraisemblablement à cause de sa plus grande richesse en lactones, permet d’intensifie le caractère fruit rouge des vins. Figure 4 : Comparaison des profils sensoriels des modalités COP1, COP2 et COP3 au témoin sur Fer Servadou 2009 2.4 Impact du tri du bois non torréfié Le dernier volet de l’étude a permis de mettre en évidence l’impact du tri du bois sur le profil sensoriel du vin. Deux modalités de bois frais, non torréfié (COP5 et COP6) ont été appliquées sur Grenache et Carignan. Figure 2 : Concentrations en gaïacol (notes fumées ; seuil de perception = 15 µg/l) et en 2-furfurylthiol (notes de café ; seuil de perception = 1 ng/l) mesurées dans les vins de l’essai - Moyenne de deux observations par type de copeaux 2.3 Impact du type de chauffe sur vins rouges Les morceaux de bois utilisés en 2009 (COP1, COP2 et COP3) sur Fer Servadou, Grenache et Carignan, permettent de mettre en avant un impact du type de chauffe. Les composés de chauffe permettent de bien distinguer les modalités entre elles sur la base des critères analytiques de traitement thermique (Figure 1). Les modalités COP1, COP2 et COP3 ne diffèrent que par la sélection des bois et le process de transformation qui leur est appliqué. Il en ressort que la modalité COP1 est plus riche en composés de chauffe que COP2, elle-même plus riche que COP3. Ces éléments sont cohérents avec les process Même si les deux modalités sont composées de bois non torréfié, elles présentent des caractéristiques analytiques très différentes. En effet le chêne français utilisé en œnologie est multiplié par régénération naturelle. Ce mode de reproduction, couplé aux différentes conditions pédoclimatiques des différentes zones de culture, crée de grandes variations dans la composition chimique des arbres. Un couple de molécules clairement identifié est celui des deux isomères de whiskylactones. Ces molécules diffusent du bois vers le vin comme le montre la figure 5. Les vins des modalités COP5 et COP6 ont des profils analytiques différents qui se répercutent au niveau sensoriel sur le gras, l’intensité aromatique, la sucrosité et la maturité du fruit. La modalité COP5 montre un effet plus marqué sur ces critères que la modalité COP6. L’impact est supérieur sur Grenache que sur Carignan. 47 Conclusion et perspectives. Le bois est un élément important dans la construction du profil aromatique d’un vin. De composition variable, il peut se voir appliquer des processus lui conférant des caractéristiques très différentes. Ces caractéristiques vont avoir un impact sur les vins et vont permettre d’orienter les profils de plusieurs manières : - Sur Gros Manseng : en préservant le côté variétal et en ré-équilibrant la bouche dans le cas de l’acacia ; en intensifiant la sensation de douceur (augmentation sucrosité, baisse verdeur) par l’utilisation d’éléments peu riches en composés furaniques. - Sur les matrices rouges : en baissant les notes pyraziques et en intensifiant le fruit mûr, les notes boisées et la structure en bouche. Ce phénomène est d’autant plus prononcé que la concentration en composés de chauffe augmente La maîtrise des conditions d’utilisation des bois permet de moduler de manière significative les relations entre le bois et le vin, comme le montre l’essai réalisé en 2010 sur Fer Servadou. En ce sens la fermentation alcoolique est une étape majeure. Elle diminue l’impact des composés de chauffe en favorisant l’expression fruitée du cépage. Compte tenu des impacts induits par le bois, il est essentiel d’utiliser cet outil de manière maîtrisée afin d’obtenir l’impact escompté. Figure 5 : Concentrations moyennes en t- whiskylactones(coco ; seuil de perception =67 µg/l) et en c-whiskylactones (coco ; seuil de perception = 790 µg/l) mesurées dans les vins expérimentaux. Besoin d’intensifier l’arôme de vos vins ? Utilisez Natuferm le nutriment précurseur d’arômes pour vos levures. Natuferm® apporte aux levures les éléments nutritifs précurseurs de la production d’arômes. Produits formulés à partir de fractions de levures sélectionnées séchées par une technologie exclusive qui produit des microgranules ne formant pas de grumeaux. La mise en suspension complète est réalisée en quelques secondes. Cette caractéristique offre facilité d’utilisation, gain de temps et répartition homogène. OENOBRANDS SAS distribué par : rCs Montpellier - sirEN 521 285 304 [email protected] - www.oenobrands.com 48 www.lalittorale.fr Influence de l’itinéraire de vinification sur le potentiel aromatique des vins de Gros Manseng Thierry Dufourcq1, Sandrine Nardi1, Olivier Geffroy2, Eric Serrano2, Ricardo Lopez3, Juan Cacho3 Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, Domaine de Mons, 32100 CAUSSENS Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, V’innopôle, BP22, 81 310 Lisle Sur Tarn 3 Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología. Universidad de Zaragoza, ZARAGOZA, Espagne Email : [email protected] 1 2 Introduction Le Gros Manseng est un cépage blanc que l’on retrouve cultivé dans les vignobles du piémont pyrénéen et de la Gascogne. Il appartient à un ensemble de cépages dont l’origine Pyrénéo-atlantique a été précisée récemment grâce à l’utilisation de marqueurs moléculaires (Bordenave et al., 2007). Son origine géographique et historique se situe à proximité du golfe de Gascogne. Ce secteur aurait été un des refuges européens de Vitis vinifera pendant les périodes glaciaires. Ce cépage contribue à ce titre à l’originalité de l’encépagement des vignobles du Sud-ouest de la France. En 2010, 2900 ha de Gros Manseng étaient en culture en France, principalement en Côtes de Gascogne en production de vins sous Indication Géographique (IGP) et dans les appellations d’origine (AOP) Jurançon, Tursan, Irouléguy et Pacherenc-du-vic-bilh. Le potentiel œnologique de ce cépage est original, il possède une capacité à accumuler des sucres pendant la maturation tout en maintenant un niveau d’acidité élevé. Cette originalité devient contrainte lorsqu’on décide de le vinifier pour produire un vin sec car il s’agit alors d’établir un compromis entre un degré d’alcool potentiel qui peut devenir limitant et une acidité que l’on cherche à maitriser. D’un point de vue aromatique, les vins de Gros Manseng présentent un potentiel incroyable et diversifié. On retrouve dans les vins de ce cépage des thiols variétaux en quantités importantes (Tominaga 2000, Dagan 2006), on retrouve également des composés issus de précurseurs glycosidiques, terpènes et norisoprénoïdes (Dagan, 2006). Enfin il a été également mis en évidence la présence de précurseurs en sulfure de diméthyle dans les raisins qui entraine un potentiel pour le vin à exprimer des notes truffées au cours de son vieillissement (Dagan, 2006). Dans le cadre du projet VINAROMAS, nous avons cherché à compléter les connaissances sur le potentiel aromatique des vins de Gros Manseng. Des analyses sur vins de nombreux composés odorants ont été réalisées par le LAAE de l’Université de Saragosse. Le travail a cherché à caractériser l’incidence de quelques pratiques de vinification en blanc comme la macération préfermentaire des raisins, la stabulation à froid sur bourbes ou la mise en fermentation malo-lactique. 1. Matériels et méthodes L’étude a été conduite sur des parcelles de Gros Manseng cultivées dans la zone de production des Côtes de Gascogne. Deux types de parcelles ont été choisis au cours de trois millésimes (2009 à 2011). Le choix s’est porté sur des différences de types de sol observées au vignoble avec l’alimentation hydrique de la vigne comme critère discriminant. Elle est peu limitante pour une parcelle et à contrainte modérée pour l’autre. Les différences se situent également sur les charges en raisins portées par la vigne. L’ensemble des vinifications est réalisé à échelle pilote (30 litres) au chai expérimental de vinifica- tion de l’IFV Sud-ouest au domaine de Mons dans le Gers. Les vins sont élaborés en mode réducteur pour la partie préfermentaire, en fractionnant des doses de sulfites entre chaque opération ainsi qu’en utilisant du gaz carbonique pour éviter au maximum les contacts avec l’oxygène de l’air. Nous n’avons pas cherché à caractériser les effets de souches de levures ou de nutriments spécifiques. Nous avons donc employé la même souche au cours d’un même millésime sur l’ensemble des lots. Par parcelle et par millésime, nous avons réalisés 2 lots comme témoin, 2 lots en macération préfermentaire, 1 lot en stabulation sur bourbe et 1 lot avec fermentation malo-lactique Description des itinéraires de vinification testés : -vinification témoin : la récolte est égrappée, foulée puis pressée directement. Le débourbage a lieu 24 à 48h après la pressée. La fermentation est conduite à 17°C. Le vin est soutiré 7 jours après la fin de la fermentation. -vinification avec macération : les raisins sont mis à macérer sous gaz inerte après le foulage pendant une période de quelques heures (18h à 16°C) puis traités comme la vinification témoin. -vinification avec stabulation sur bourbes : les jus sont pressés directement puis mis en stabulation au froid sur bourbes pendant 2 semaines. -fermentation malo-lactique : en fin de fermentation alcoolique les vins élaborés comme le témoin sont placés en chambre thermorégulée à 20°C puis ensemencés avec des bactéries lactiques. Les vins sont laissés sur lies jusqu’à l’accomplissement de la FML ou à défaut pendant une période d’environ huit semaines. Ils sont maintenus sous gaz inertes pendant toute la période. 78 composés aromatiques différents appartenant à 14 familles chimiques (esters éthyliques, acétates, acides, alcools, aldéhydes, cétones, terpénols, norisoprénoïdes, phénols, dérivés de la vanilline, mercaptans, cinnamates, thiols variétaux et pyrazines) ont été dosés dans les vins par l’équipe du LAAE. L’analyse sensorielle a été réalisée par un jury expert de professionnels. Les vins sont notés sur une échelle discontinue de 0 à 10 au moyen de 15 descripteurs sensoriels. L’ensemble des données recueillies est analysé statistiquement à l’aide du logiciel XLSTAT. 2. Résultats 2.1 Quelques considérations d’ordre viticole. Les millésimes d’études sont décrits par rapport aux valeurs habituelles observées en Gascogne (tableau 1). L’indice d’Huglin et l’indice de Sécheresse (Tonietto et Carbonneau, 2004) et l’état de contrainte hydrique subi sur les différentes parcelles (Van Leeuwen et al., 2001) permettent d’avoir une vision plus générale des variations observées. 49 3. Impact des itinéraires de vinification sur la composition aromatique des vins Tableau 1 : description simplifiée des origines des matières premières, des millésimes et parcelles. 2.2 Impact des itinéraires de vinification sur la composition des vins L’analyse des données (figure 1) met en avant le regroupement des individus par parcelle et millésime. Un groupe principal se constitue sur un axe «degré-pH». Les vins de 2009 pour la parcelle A et 2010 pour la parcelle B se retrouvent confondus alors que leur condition de production diffère totalement. Le groupe issu de A et B en 2011 ne se différencie pas dans le plan de l’analyse. Ensuite un groupe est constitué par la parcelle B de 2010 puis un dernier par la parcelle A de 2009. Les résultats montrent également l’impact de la macération pellicu- 78 composés odorants ont été analysés dans les vins finis. Parmi ceci, 27 ont présenté des concentrations moyennes supérieures à leur seuil de perception. Nous avons sélectionnés enfin les composés présentant un nombre d’unités d’odeur (NUO) supérieur à 5 ainsi qu’un coefficient de variation des valeurs analysées supérieur à 30%, indicateur d’un effet possible de l’itinéraire de vinification. Nous avons ainsi retenu 18 composés odorants (tableau 2). La projection des données dans un plan en composantes principales met en évidence une répartition des individus selon le millésime. Ainsi il apparait que, bien avant les parcelles et les itinéraires de vinification, l’influence de l’année est déterminante sur la composition aromatique des vins (figure 2). A l’intérieur de chaque millésime les données se répartissent sur un axe « esters-acétates-thiols fruits » pour 2010 et 2011 ou un axe « thiols fumé » pour 2009. Tableau 2 : composés odorants dosés dans les vins de Gros Manseng avec une concentration supérieure à leur seuil de perception. Figure 1 : Analyse en Composante Principale des données analytiques sur les vins de Gros Manseng issues de 2 parcelles (A et B), de 3 millésimes (2009 à 2011) et de 3 itinéraires de vinification avec macération (MP), stabulation (ST) ou fermentation malo-lactique (ML). laire sur la diminution de l’acidité des vins (pH et acidité totale). Peu d’effet apparaissent avec la stabulation sur bourbes. La fermentation malo-lactique n’a jamais pu être réalisée complètement sur les vins en raison d’un pH du mout très faible. Au plus, 50% de l’acide malique a été dégradé sur quelques vins (2/6). Ces vins se différencient des autres itinéraires par leur maintien sur lies totales sans protection et à 20°C pendant plusieurs semaines. 50 Le traitement par ANOVA des données donne les résultats suivant : Le 3MH retrouvé dans les vins de la parcelle B est significativement supérieur à la parcelle A. Ainsi les vins de Gros Manseng issus d’une parcelle productive et sans contrainte hydrique sont plus riches en thiols variétaux que les vins issus d’une parcelle plus limitée. La macération pelliculaire a permis d’augmenter significativement l’acétate d’isoamyle et l’acétate de butyle et également la concentration en β-damascénone. La stabulation sur bourbes a eu un impact fort sur la production d’acétate de 3MH, dans une moindre mesure sur le 3MH. Ces effets sont plus marqués sur la parcelle B. Enfin, plusieurs composés sont influencés par la mise en FML des vins (avec ou sans réussite). Il s’agit du furfurylthiol et sa forme « méthylée». Ces deux composés présentent des notes de fumé et de café (Tominaga et Dubourdieu,2006) qui peuvent faire penser que les vins ont été en contact avec des morceaux de bois. Puis les concentrations en butyrate et hexanoate d’éthyle ont aussi été significativement augmentées. 4. Impact des itinéraires de vinification (ITK) sur la perception sensorielle des vins Le jury de dégustation (10 personnes en moyenne) est constitué de professionnels exerçant en production, conseil ou institut de recherche. Le groupe a dégusté les vins dans l’année suivant leur élaboration (entre avril et juin). Il travaille régulièrement depuis plusieurs Tableau 3 : descripteurs sensoriels utilisés par le jury de dégustations pour caractériser les vins expérimentaux. Figure 2 : Analyse en Composante Principale des analyses de composés aromatiques sur les vins de Gros Manseng issues de 2 parcelles (A et B), de 3 millésimes (2009 à 2011) et de 3 itinéraires de vinification avec macération (MP), stabulation (ST) ou fermentation malo-lactique (ML). Tableau 4 : synthèse des analyses de variances sur la perception sensorielles des vins de Gros Manseng en fonction des facteurs étudiés ; * test Fischer significatif à 5% ; *** test de Fischer significatif à 1%. Bucher Inertys CÉ RO D L’ABUS D’ALCOOL EST DANGEREUX POUR LA SANTE. A CONSOMMER AVEC MODERATION. Novotempo 1227 É RE VET Grâce au procédé Bucher Inertys votre vin exprime toutes ses saveurs. B AP_BUCHER_INERTYS_1227_ok.indd 1 É P Avec le pressurage sans oxygène, révélez tous les arômes de votre vin. Couleur, typicité, potentiel aromatique restent prometteurs pour des vins plaisirs, frais et fruités. 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L’analyse des données de dégustation (tableau 4) confirme l’incidence majeure du millésime sur la perception des vins de Gros Manseng. 80% des descripteurs (12/15) sont significativement différents en fonction des années de production. Ce résultat rejoint l’analyse de données des composés aromatiques dosés au dessus de leur seuil de perception dans les vins. Ce résultat peut confirmer également l’impression générale de non maitrise du potentiel du Gros Manseng en vinification par les professionnels. Les critères habituels de caractérisation de la qualité ne sont peut être pas suffisant pour optimiser la maitrise interannuelle du potentiel du cépage. Les parcelles se différencient au cours des années sur l’acidité en bouche et la perception du fruité de type thiol. Les vignes de Gros Manseng avec plus de charges en raisins et pas de contrainte hydrique donnent des vins plus acides et plus « thiolés », confirmant le dosage du 3MH dans les vins. Ce résultat confirme aussi la connaissance empirique du cépage. Pour les itinéraires de vinification, la macération pelliculaire ou la stabulation sur bourbes a amélioré au nez l’intensité du fruité de type thiol des vins en relation avec le dosage du 3MH et de son acétate dans les vins. La stabulation améliore aussi l’intensité de la perception aromatique en bouche. La macération conduit également à une perception moins acide des vins. Ces 2 techniques contribuent à l’amélioration des vins. Même sur parcelle peu productive et en contrainte hydrique (pour la Gascogne !) la macération préfermentaire peut s’envisager. Le dosage des composés aromatique montre des gains en acétates (isoamyle, butyle) et en β-damascénone. On retrouve à la dégustation une amélioration de la perception du fruité. La mise en FML (ou stabulation sur lies post fermentation à 20°C dans notre cas) donne des vins qui sont décrits au nez comme « truffé » et « boisé ». A noter que l’intensité de la note « boisé » dans ce cas est faible mais différenciée de manière significative. Ici ces perceptions peuvent être mises en relation avec les augmentations significatives elles aussi des teneurs en furfurylthiol et méthylfuranethiol. Conclusion Ce travail vient compléter les connaissances sur le potentiel aromatique du cépage Gros Manseng. Il permet à travers l’étude de variations simples d’itinéraires de vinification, macération, stabulation mise en fermentation malo-latique, de mesurer leurs effets sur un grand nombre de molécules odorantes des vins. Il apparait clairement que sur ce cépage, la matière première de l’année est le facteur le plus déterminant sur la composition aromatique des vins devant, à la fois, les conditions de productions viticoles (charge en raisins 52 et alimentation hydrique) mais aussi les itinéraires de vinification testés. Ce résultat amène à considérer que la caractérisation d’un millésime doit se faire de manière plus précise (précocité, températures, pluviométrie) et que leur intégration doit se faire avec l’origine métabolique des composés (acides aminés, acides gras, précurseurs d’arômes variétaux). L’intérêt de la macération pelliculaire sur Gros Manseng est montré, quelles que soient les types de matière. Elle permet une amélioration du fruité par augmentation à la fois des thiols variétaux mais aussi d’esters et d’acétates à odeur fruitée. L’amélioration de la concentration en β-damascénone, décrit comme exhausteur du fruité (Pineau et al., 2007) renforce également l’intérêt de la technique. La stabulation sur bourbe a donné des résultats très intéressants sur la présence de thiols variétaux et notamment l’acétate de 3MH. Cette technique doit faire encore l’objet d’optimisation. Au cours de ces travaux, la réalisation de fermentation malo-lactique des vins a été un échec en raison de la faible ou non implantation des bactéries lactiques dans le milieu. En revanche, sa mise en œuvre pratique, par conservation des vins sur lies sans sulfites à 20°C pendant quelques semaines, a entrainé une augmentation de composés soufrés, le furfurylthiol et le méthylfuranethiol décrits en dégustation sur le « truffé » et le « boisé ». Ce type de vin obtenu se différencie nettement des vins témoins. Les vins apparaissent intéressants s’il y a maitrise des composés indésirables de réduction potentiellement générés par la technique. Il reste maintenant à mesurer la combinaison de ces techniques ainsi que l’utilisation possible de morceaux de bois pour construire des profils de vins plus complexes. Les analyses de composés aromatiques sont ainsi des indicateurs d’analyses des itinéraires techniques, Références bibliographiques Bordenave L., Lacombe T.,Laucou V., Boursiquot J.M., 2007. Etude historique, génétique et ampélograhique des cépages Pyrénéo-Atlantiques. Bulletin de l’OIV, p920-922. Dagan L., 2006. Potentiel aromatique des raisins de Vitis vinifera L. cv. Petit Manseng et Gros Manseng. Contribution à l’arôme des vins de pays Côtes de Gascogne. Thèse, Montpellier, 2006. Pineau B., Barbe J.C., Van Leeuwen C., Dubourdieu D., 2007. Which Impact for β-damascenone on Red Wines Aroma. J. Agric. Food Chem., 55, 4103-4108. Tominaga T., Baltenweck-Guyot R., Peyrot Des Gachons C. et Dubourdieu D. 2000. Contribution of volatile thiols to the aromas of white wines made from several Vitis vinifera Grape Varieties. American Journal of Enology and Viticulture. 51, p178-181 Tominaga T., Dufourdieu D., 2006. A novel methodfor quantification of 2-Methyl-3-furanthiol and 2-furanmethanethiol in wines made from Vitis vinifera grape varieties. J. Agric. Food Chem, 54, 29-33. Tonietto J., Carbonneau A., 2004. A multicriteria climatic classification system for grape-growing regions worldwide. Agricultural and Forest Meteorology, 124, p81-97. Van Leeuwen C., Gaudillere J-P., Tregoat O., 2001. L’évaluation du régime hydrique de la vigne à partir du rapport isotopique 13C/12C. l’intérêt de sa mesure sur les sucres du moût à maturité. Journal International Science Vigne Vin, 35, n°4, p 195-205 Autre source : Observatoire de la viticulture française :http://www.si-vitifrance.com/ consulté en octobre 2012. Les Blancs, Sauvignon B, Sémillon B, Gros Manseng, Petit Manseng, 2001. Synthèse des travaux de sélections clonales. Chambres d’Agriculture d’Aquitaine, 16p. Bases moleculares del aroma del vino Vicente Ferreira Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología, Facultad de Ciencias, Universidad Zaragoza, Pedro Cerbuna 12, 50009 ZARAGOZA Email : [email protected] Introducción En esta presentación se mostrará una aproximación sistemática a la base química del aroma del vino derivada del conocimiento adquirido en años recientes acerca, no tanto de la naturaleza química de los componentes aromáticos como de la manera en la que éstos interactúan entre sí y con otros componentes para producir las distintas sensaciones aromáticas. Dicho conocimiento ha puesto de manifiesto la existencia de una serie de reglas básicas cuya base está basada en la observación empírica, pero que son consistentes con las leyes de la percepción y que permiten explicar de manera satisfactoria cuál es el papel jugado por los distintos grupos de componentes en la formación de las notas aromáticas del vino. Básicamente podemos asimilar el aroma del vino a un juego en el que es posible identificar sus diversos componentes: 1) el campo de juego, que está formado por lo que denominamos el buffer aromático del vino; 2) los jugadores, que son los distintos componentes aromáticos y; 3) las reglas de dicho juego. 1. La base del aroma del vino. El buffer aromático El buffer aromático está integrado por cerca de una treintena de componentes volátiles derivados de la fermentación alcohólica (alcoholes, ácidos, ésteres y algún compuesto carbonílico) y por la β-damascenona, componente esencial del aroma de la uva. Esta mezcla de compuestos tiene varias propiedades básicas que condicionan en gran medida las propiedades sensoriales del vino. En primer lugar reúne a componentes tanto de características agradables y frutales (ésteres, β-damascenona), como a componentes de olores más agresivos e incluso desagradables (alcoholes de fusel y ácidos) formando un conjunto de olor característico que se suele definir como vinoso y en el que no es posible diferenciar los olores de los componentes individuales. Por supuesto existen diversas combinaciones de esta mezcla básica que mostrarán distintos matices aromáticos y que tendrán las propiedades que enunciaremos a continuación en distinto grado. Las propiedades de esta mezcla aromática las definimos como de buffer aromático, en analogía con los búferes químicos que empleamos para ajustar el pH. Y esto es así, porque al igual que un buffer permite contrarrestar el efecto sobre el pH de la disolución de un ácido o una base añadidas sobre la misma, el buffer aromático contrarresta el efecto sobre el olor de la disolución causado bien por la adición de un odorante, bien por la eliminación de uno de los que constituyen la base. 2. Clasificación de odorantes de acuerdo con su papel potencial Pero obviamente el buffer puede llegar a romperse, permitiendo de esta manera que el vino adquiera notas aromáticas más definidas e interesantes que las que caben dentro del adjetivo “vinoso”. Por observación, sabemos que el buffer se puede romper mediante la acción de moléculas aromáticas actuando de tres maneras distintas: 1. Mediante una molécula única en concentración suficiente 2. Mediante un grupo de moléculas homólogas química y aromáticamente actuando de manera concertada o “familias de moléculas” 3. Mediante un gran grupo de moléculas compartiendo una característica genérica (frutal, dulzona, floral…) o “confederación de moléculas” A esta molécula o grupo de moléculas capaz de romper el buffer le denominaremos vector aromático. Y ya sea una molécula única, una familia de moléculas, o más raramente una confederación de moléculas, el efecto sensorial causado por un vector aromático sobre cualquier mezcla aromática compleja, como es el buffer del vino, será función de su concentración y de su integración sensorial en el entorno. En una primera aproximación podemos identificar los siguientes papeles para cualquier vector aromático en una mezcla compleja: 1. Compuestos o familias impacto. Transmiten su aroma específico a la mezcla. El olor del componente es claramente reconocido en el aroma global. Su omisión causa un cambio radical en el aroma que se desnaturaliza y se hace irreconocible 2. Contribuyentes mayoritarios. Contribuyen de manera principal, pero no en exclusiva, a una nota importante del aroma de la mezcla. Aunque el olor del componente no se puede reconocer en el aroma de la mezcla, su omisión causaría un fuerte cambio cuantitativo y una distorsión cualitativa 3. Contribuyentes netos. Contribuyen de manera neta, pero no principal, a una nota aromática de la mezcla. Su omisión causaría una disminución neta de la intensidad de dicha nota aromática de la mezcla, pero sólo cambios menores en el perfil cualitativo 4. Contribuyentes minoritarios o sutiles. Contribuyen junto con muchos otros componentes a una nota genérica del aroma. La omisión de uno sólo de estos componentes puede pasar totalmente desapercibida En función del la “exclusividad” de su aroma y del rango de concentraciones en que puede aparecer en el vino, encontraremos algunas moléculas que de manera individual pueden llegar a jugar incluso el papel de compuesto impacto. En segundo lugar identificaremos vectores aromáticos formados por varias moléculas que en ocasiones podrían llegar a ser compuestos impacto, y por último hablaremos brevemente de las confederaciones de moléculas. 3. Vectores monomoleculares o compuestos impacto Hasta la fecha se han descrito 17 compuestos que en algunos vinos del mundo alcanzan concentraciones suficientes como para actuar como genuinos componentes impacto. Son los siguientes: - Procedentes de la uva o de precursores glicosídicos: linalol, óxido de rosa cis,β-damascenona, β-ionona y rotundona - Procedentes de la uva mediante precursores cisteinilicos: 4-metil4-mercaptopentanona, 3-mercaptohexanol y acetato de 3-mercaptohexilo - Procedentes de las fermentaciones: acetato de isoamilo y diacetilo (que juega un papel ambiguo) - Procedentes de la madera: whiskylactona - Procedentes de la evolución oxidativa: metional, fenilacetaldehído y sotolon (compuestos todos ellos con papeles ambiguos) - Procedentes de evolución reductiva: furfuriltiol y bencilmercaptano Esto quiere decir que es posible encontrar en el mercado vinos de calidad en los que se identifica el olor de estas moléculas, de acuerdo con la definición de compuesto impacto. Obviamente se trata de vinos de aromas muy marcados, como los vinos de moscatel, gewurztraminer o los de Sauternes. Por otra parte, en muchos otros vinos en los que se encuentran en cantidades más pequeñas estos componentes jugarán roles más modestos, bien como contribuyentes 53 mayoritarios, netos o incluso como minoritarios. En cualquiera de los casos, estos 17 componentes son responsables de 17 notas aromáticas características que podemos encontrar de manera más o menos explícita en los distintos vinos. 4. Las familias de aromas En el vino, como en muchos otros productos naturales, encontramos varios grupos de moléculas homólogas, esto es; moléculas con la misma estructura química pero distinto tamaño. Estas moléculas en general se producen en la misma vía de síntesis, en la uva, levadura o bacteria o incluso en la madera y también sucede que en la mayor parte de las ocasiones comparten aroma. Un ejemplo característico son lasγ-lactonas, ya que en los vinos se pueden encontrar 5 miembros de esta familia (γ-octa, γ-nona, γ-delta, γ-undeca y γ-dodecalactonas). Todas estas moléculas tienen un aroma parecido que recuerda al coco o al melocotón. En general, en muy pocos vinos estas moléculas se encuentran en concentraciones superiores al umbral, de manera que en la mayor parte de los casos actúan como simples contribuyentes minoritarios. Ahora bien, el hecho de que coexistan en el vino 5 moléculas con aromas similares hace que la nota aromática formada por la conjunción aditiva de todos ellos pueda llegar a ser considerada en su conjunto como un contribuyente mayoritario e incluso impacto. A este conjunto aromático lo denominamos familia aromática. Una familia aromática puede igualmente jugar en el vino los papeles de impacto, contribuyente mayoritario, neto o minoritario. Por orden potencial de importancia encontramos: 1. Ésteres etílicos de ácidos grasos (butirato, hexanoato, octanoato y decanoato de etilo) 2. Acetatos de los alcoholes de Fusel (acetatos de isoamilo, isobutilo, hexilo y feniletilo) 3. Ésteres etílicos de los ácidos ramificados (ésteres etílicos de los ácidos isobutírico, 2-metilbutírico, isovaleriánico, 2,3 y 4-metilpentanoicos y ciclohexanoico) 4. γ-lactonas:γ-octa,γ-nona, γ-delta, γ-undeca y γ-dodecalactonas 5. Isoaldehídos: isobutiraldehído, 2-metilpentanal, isovaleraldehído 6. Aldehídos alifáticos: octanal, nonanal, decanal A estas familias “puras” de compuestos realmente homólogos, hay que añadir otras familias “mixtas” en las que las estructuras químicas guardan similaridad pero no son, estrictamente hablando, compuestos homólogos y los olores tienen fuertes similaridades pero son claramente distinguibles: 7. Familia de la vainilla: vanillina, vanillato de etilo, vanillato de metilo, acetovanillona, siringaldehído 8. Familia de azúcar quemado: furaneol, maltol, homofuraneol, sotolon 9. Fenoles volátiles: guaiacol, eugenol, isoeugenol, 2,6-dimetoxifenol, 4-alil-2,6-dimetoxifenol 10. Etil cinamato y dihidrocinamato Algunos componentes descritos en el epígrafe anterior, cuando se encuentran en niveles bajos, pasan a actuar dentro de una familia 11. Terpenoles (linalol, geraniol, α-terpineol, β-citronelol, nerol) 12. Nor isoprenoides frutales y/o vegetales (β-damascenona, b-ionona, a-ionona, vitispiranos, TDN, theaspirano, ) Es importante notar que hay algunos componentes que aparecen en varias de las listas anteriores, lo que no debe sorprendernos dados los amplios rangos de concentración en que se pueden encontrar en los distintos vinos. En cualquiera de los casos, debemos considerar que las familias aromáticas son responsables de alrededor de 10 notas aromáticas distintivas que podemos observar en muchos vinos (a añadir a las 17 descritas en el epígrafe anterior). 5. Confederaciones de minoritarios Por último, cuando un vino no contiene ninguno de los vectores anteriormente definidos en el nivel suficiente como para jugar un papel activo, su aroma más allá del vinoso del buffer puede ser debido a la acción conjunta de varios de dichos vectores para promover un 54 atributo genérico. Esto ocurre en algunos vinos blancos de variedades neutras en los que las notas dulzonas, reminiscentes de polen de flores, se deben a la acción conjunta de cerca de una veintena de moléculas derivadas de precursores glicosídicos y pertenecientes a familias de terpenos, nor-isoprenoides, vainillas y γ-lactonas. 6. Potenciadores del aroma Un potenciador del aroma es una molécula que provoca un aumento de la intensidad aromática de una mezcla por encima de lo atribuible a su propia intensidad aromática. La potenciación aromática es un fenómeno que no está bien documentado científicamente aunque los perfumistas aluden con naturalidad al mismo. De manera empírica podemos aventurar que se da en aquellos casos en los que un atributo aromático de una determinada molécula completa o complementa los de la mezcla a la que se añade, produciendo un nuevo concepto aromático que se percibe con mayor claridad e intensidad. En el vino se ha documentado de manera parcial la acción potenciadora de la β-damascenona, del furaneol y homofuraneol y del sulfuro de dimetilo sobre la percepción de las notas frutales. 7. Defectos o distorsionadores del aroma Hay numerosas moléculas bien conocidas por los enólogos que son responsables de defectos aromáticos en el vino, desde el avinagramiento hasta el TCA, pasando por el 4-etilfenol. Lo que ya no es tan conocido es que algunas de estas moléculas catalogadas como defectos, además de algunas otras que están sin catalogar, pueden ejercer un efecto sensorial muy pernicioso sobre la calidad del vino a niveles muy por debajo de los que son considerados de riesgo. El efecto del 4-etilfenol es uno de los mejor conocidos. Está claramente documentado que pequeñas concentraciones de este compuesto, a niveles muy inferiores a su umbral de identificación, causan una importante disminución de la intensidad del aroma frutal, pudiendo llegar a causar una total supresión aromática. De alguna manera, es como si estas moléculas revirtieran la rotura del buffer aromático causado por las moléculas positivas del aroma, en definitiva como si hicieran que el buffer aromático se hiciera más potente. En cualquiera de los casos, si esa molécula –que no se percibe como tal- fuera eliminada del medio, la consecuencia sería un aumento claro de las notas aromáticas positivas del vino. Puede decirse entonces que es preciso reconsiderar la noción de defecto. 8. Apuntes finales Los grandes vinos tienen que ser complejos, lo que exige que en su aroma se puedan reconocer múltiples matices. Desde el punto de vista químico-aromático esto implica que en un gran vino tienen que coincidir varios de los vectores aromáticos mencionados anteriormente en una situación en la que ninguno predomine claramente sobre los otros. El problema esencial es que en el momento en que uno de los vectores domina, la percepción se simplifica en gran manera pasando bien a la de un producto agradable pero no muy apreciado, o bien a la de un producto simplemente desagradable por incongruente. La presencia simultánea de varios vectores aromáticos que han quebrado el buffer se puede resolver mediante una situación de tablas, en las que ambos matices aromáticos se perciben de manera conjunta en lo que podemos denominar una interacción competitiva, o bien mediante una interacción creativa, en la que aparece un nuevo concepto aromático. En el caso en que uno de los vectores esté dentro del grupo de “defectos” o sea totalmente incongruente con el otro, es posible que lo que aparezca sea una interacción destructiva con una disminución parcial o total del aroma del vino. Agradecimientos El trabajo experimental que ha dado lugar a estos conceptos ha sido generosamente financiado por el Plan Nacional de I+D del gobierno español (proyecto ALI230-183) El sulfuro de dimetilo: ¿cómo manejar su contenido en los vinos en botella? Laurent Dagan1 y Rémi Schneider 1-2 1 Nyseos, 2 place Pierre Viala, bâtiment 28, 34060, MONTPELLIER cedex 1, Francia 2 Institut Français de la Vigne et du Vin, UMR SPO, 2 place Pierre Viala, bâtiment 28, 34060, MONTPELLIER cedex 1, Francia Email: [email protected] Introducción 1. Resultados y discusiónes El sulfuro de dimetilo (DMS) es un compuesto azufrado ligero identificado en numerosos alimentos y bebidas. Encontrado en el vino, el DMS puede contribuir, positivamente o negativamente, al aroma según su concentración y la tipología de vino [1-8]. Con un umbral de percepción inferior a 10 µg/l en el agua, y entre 10 y 160 µg/l en los vinos [9], contribuye al aroma por una gama ancha de descriptores (trufas, vegetal, maleza, aceituna verde). Trabajos recientes de investigacion [1-4, 8, 10] confirmaron la capacidad del DMS para reforzar notas afrutadas y su implicación en efectos de sinergia, de acuerdo con trabajos más antiguos [5, 6]. 1.1 Parámetros que influyen en los contenidos de PDMS de la uva Se han realizado varios trabajos sobre problemáticas vinculadas al DMS y PDMS: - Una Tesis sobre el aroma del Petit et Gros Manseng (IFV Sud-Ouest - Syndicats des Côtes de Gascogne - UMR SPO INRA Montpellier) - Un proyecto de I+D sobre la variedad Syrah en colaboración con la empresa Lallemand (2006-2008) - Experimentaciones llevadas a cabo en el marco del UMT Qualinov INRA Montpellier - IFV (2006-2011) - Experimentaciones llevadas a cabo por el IFV sobre el Petit y Gros Manseng y la variedad Malbec El objetivo de estos trabajos fue identificar y evaluar el impacto de factores de manejo (estrés hídrico, madurez, sitio de producción, pulverización foliar, variedades), itinerarios prefermentativos (maceración pelicular, estabulación sobre borras) y de condiciones de fermentación (Cepas de levaduras, alimentación nitrogenada, temperatura de fermentación, coadyuvantes de fermentación) sobre los contenidos en PDMS para adquirir nuevos elementos de control de los contenidos en DMS de los vinos. ""!$ ""%"/ $#!" ". 9888 A88 @88 ?88 >88 =88 <88 ;88 :88 988 8 & & & & %#' %#' %#' " "$ "$ " " " " " "$ & & El DMS es producido en el curso de la fermentación a partir de diferentes aminoácidos y sus derivados [3, 15, 16]. Lo mayor parte del DMS es arrastrada por el dióxido de carbono producido por las levaduras, lo que explica que los contenidos en los vinos embotellados sean generalmente inferiores a 10 µg/l. El análisis indirecto del potencial en DMS (PDMS) por calentamiento en medio básico permitió poner en evidencia la presencia de precursores de DMS en la conservación de los vinos en botella [11]. La S-metilometionina (SMM) ha sido identificada en los mostos y fue demostrado que era el principal precursor del DMS [12]. El PDMS está presente en las uvas y los mostos pero una parte importante de este potencial aromático se pierde en el curso de la vinificación [1, 13]. Muestras de uva de varias variedades y regiones vitícolas francesas de la cosecha 2007 fueron recogidas y conservadas a -20 °C. Para este ensayo y los que siguen, los análisis de PDMS han sido reali[1] zados en # # las condiciones ya descritas . Los principales resultados %$!"- (#- #! #$! !# #- $% #" !# #2 "$! ! !#! $% $& #!" #$!"en " " de este screening mostraron la #" presencia de " PDMS la mayoría %"- "$ !# . de las uvas de las cepas estudiadas (Figura 1). En algunos casos 3/ "" las concentraciones encontradas son superiores a las observadas en uvas9.9.de ! #!"$ #"#$!" ""! "" Syrah y Manseng [1, 13], variedades para las cuales el DMS 9.9.9.!$ "!#"% !#"! "" constituye uno de los principales marcadores aromáticos. Estos " #"! ""%!" "#%!""!"%#"! ""$" resultados mostraron cierta variabilidad para muestras de la misma :88?##!%"#"!%"0:85.$!#"" #""$% #"-" '""# # ! "" " " #" !#" 394. " ! $& !"$# #" "! # variedad particulamente en el caso de la Roussane o del Chardonnay. #! !" " !#"! """ "#$"1$!92- !"" Esta diferencia podría explicarse por diferencias de madurez, que #! #""$!$!"""!%"# # ""! ""'! # " 39- 9A4- " $! $ "##$ $ " ! $& ! $$!" ! # $". " reveló ser un factor preponderante en las variaciones del PDMS (cf !"$# #"# ##!$!# "% ! #$!" #"/$ - $"" $ ! '. ## ! $!! # # # "/&en $!estudiar ! " 2.1.2). Los resultados del screening confirman el interés !" #$!#"! ""- $"/"# %!#!$ #$!!! # ""% ! #" la$19.9.:2./""!"$# #"$"!!#/#!#/#$! #!$# contribución sensorial del DMS en los vinos de otras variedades. 124/0 Estudios realizados sobre vinos de Garnacha y de Syrah proveniente del Valle del Rhône [1], sobre vinos españoles [8, 10], o vinos australianos [3], mostraron que el DMS era un potenciador de los aromas afrutados. La interacción del DMS con otros compuestos de aroma cambia la percepción aromática de los vinos [1]. Asociado con esteres etílicos y β-damacenona, se intensifica las notas afrutadas [8] , mientras que en presencia de metionol y de hexan-1-ol, aporte notas vegetales [10]. La contribución del DMS al aroma del vino es innegable pero muy compleja. 1.1.1 Identificacion del PDMS en diferentes variedades de uvas "3."/ Figura 1: Contenidos en PDMS en uvas de diferentes variedades blancas y tintas. 1.1.2. Efecto del nivel de madurez, del sitio de producción y del año de cosecha sobre las concentraciones en PDMS de las uvas de Petit y Gros Manseng El PDMS ha sido analizado en 2003 y en 2004 en muestras de uvas recogidas en 3 fechas de cosecha, en 3 viñas de Gros Manseng y de Petit Manseng, agrupadas en 3 sitios con características pédoclimaticas diferentes (Figura 2). Para cada una de las parcelas, 40 kg de uvas han sido cosechados a 3 fechas para ser vinificadas en condiciones experimentales y estandardizadas de 20 litros. Los resultados del análisis de variancia de estos datos mostraron que la madurez y la variedad eran los principales factores de variaciones del PDMS (P <0,001), seguidos por el factor pedoclimatico y el año de cosecha (P <0,05). Para la mayoría de las parcelas, observamos un aumento fuerte del PDMS en el curso de la maduración y de la sobremaduración de la uva, lo que confirmó las hipótesis de Duplessis y Loubser emitidas en 1974 [11]. Observamos que el 55 aumento de los contenidos en PDMS durante la maduración de la uva dependía de la variedad (Figura 2). Considerando que la mayor parte del PDMS está representado por el SMM [12], establecimos así el paralelo con su papel en otras plantas, porque en la uva el origen y el papel del SMM son todavía poco conocidos. En ciertas plantas o flores, tales como Wollostonia biflora, el SMM es producido en el cytosol, luego transportado en los chloroplastos para ser metabolizado en 3-dimethylsulfoniopropioaldehyde [20]. Esto podría explicar el aumento en SMM durante la maduración y sobremaduración de las uvas, que a medida de la desaparición de los chloroplastos, se acumularía en el cytosol sin ser metabolizada. Sobre el mismo sitio las uvas de Petit Manseng acumularon sistemáticamente más PDMS que las uvas de Gros Manseng. La diferencia en el peso de las bayas no permitió explicar esta variación, lo que demuestra diferencias efectivas entre variedades. (&&* 7222 6222 4222 / 0// '+ '' + '' (, '& ', '& , '& (, / ', / 5/ 1' ! */--1& ' &'& 4/ .%/0'+ . 2 , / 0// Las diferencias entre las concentraciones en PDMS de la uva de Petit y Gros Manseng y los valores medidos en los vinos correspondientes 5/ 0' " ) " obtenidos mini-fermentación (20l)mostraron una pérdida por * % ! " signifi +( '" (.%/0' ! cativa de 80% en promedio (Figura 4), lo que confirma los resultados 4/ "(-2%-3.-'))( . anteriores observados sobre Garnacha y Syrah [1]. Cualquiera sean 0%1% 2/ las en PDMS de las uvas,las se encuentran / concentraciones que en ()1/* los vinos correspondientes se acercan de 45 µg / l. $ 5/ 8 ! ) 2*$ 0 ! +0,% $ $&239'% 3222 (- . los niveles de limitación hídrica y variedades son incluidas). PHFB: Potencial Hídrico 0%1% Foliar de Base en valores absolutos. S1, S2 y S3: niveles crecientes de limitación hídrica. 08, 09 y 10: año del ensayo. ()1/* $ 5/ 8 ! ) 2*$ sobre 1.2. Influencia de la vinificación el PDMS de la uva de Petit ! +0,% $ y Gros Manseng $&239'% 1/ ' ' ( ( ) ) 5222 '- . 0' " ) " * % ! " Figura 3: Análisis en Componentes Principales sobre diferentes variables indicadoras del +( '" (.%/0' ! estado hídrico de la vid y el contenido en PDMS de diferentes parcelas (todos los años, "(-2%-3.-'))( 6 !0" $& $ !$ % 6 La cosecha 2003, marcada por una insolación y niveles de estrés hidrico mayores se asocia con contenidos en PDMS superiores para todos las muestras de las 6 parcelas. Al contrario, en los años de cosecha lluviosos, los niveles de PDMS eran muy debiles en las uvas de Grenache y Syrah [1]. Estas observaciones nos condujeron a estudiar la influencia del estrés hídrico sobre los contenidos en PDMS de las uvas, porque en ciertas algas marinas el SMM desempeña el papel de anticongelante y de osmolito [21]. A niveles mucho menores, adaptados a las condiciones osmóticas de la vid, el SMM podría desempeñar un papel similar, particularmente en respuesta a un estrés hídrico. cada cosecha, con un menor peso explicativo sobre los contenidos en PDMS. $ $& !$ % 2/ / 1/ 0 (&&) / !0" 7222 6222 ' ' ( ( ) ) 5222 4222 3222 '+ '' + '' (, '& ', '& , '& (, / ', / , / (- . '- . 2 Figura 2 : Contenidos en PDMS analizados en uvas de Petit y Gros Manseng durante la maduracion (PM: Petit Manseng; GM: Gros Manseng; 1, 2 y 3: n° de los sitios). ( ! '()#" ##!" !!& #!# ! !!& " & 1.1.3. 3-3-5Influencia del estrés hídrico sobre el PDMS de las uvas de " 5 ! /4228 42320+ #% ! & " # &+ "" # Syrah y Chardonnay ! '! " "! & #! "! /#+ & " "0 " " !#$! ! !# ! "" & # /0 " ! $"! !! " " ." .# &! -.!!!"" "&!!"! !/0+ Durante 3 años (2008 a 2010), dos parcelas de Syrah y una de # "#"!!!+$#%" "& #"!#!/# 50-"" " " # ! "# ! "" #! ""! !# ! " "! Chardonnay, con niveles de estrés hídrico diferentes (nulo, medio y & #! "" #! ! ! $ ! , !# .% '"+ ! $"# ! " "" & #fueron ! $ ! / $#mediante !#0 !"medidas !!- ." !" " ! $" ,foliar ! fuerte) seguidas de! potencial hídrico "! '! !" . 4232 / ! ! ! " ! ! "#!0 !" (PHFB) y se realizaron análisis! #! de PDMS en""!-.""& muestras #$" de uva. El !## #+$!"# conjunto de estos datos ha sido tratado en análisis de componentes principales (ACP), por cada año, por niveles de estrés hídrico y por variedades (Figura 3). Este ACP mostró claramente que los contenidos en PDMS eran más importantes cuando los niveles de estrés hídrico eran más débiles después del envero: sobre el eje horizontal, los vectores PDMS y potencial hídrico después del envero (en valor absoluto) son opuestos. El efecto año de cosecha es muy evidente: las diferentes zonas que corresponden al año 2010 (la menos seca de tres años estudiados) están colocadas a la izquierda del gráfico, con un contenido en PDMS mayor. El estado hídrico antes del envero, situado sobre el eje vertical del gráfico, explica principalmente la diferencia entre los niveles de estrés hídrico para cada variedad y 56 1' ! */--1& ' &'& .%/0'+ Figura 4 : Porcentaje de PDMS transmitido de la uva al vino (Cosecha 2004 ; PM: Petit Manseng; GM: Gros Manseng; 1, 2 y 3: numero de sitio de las parcelas) Varias hipótesis pueden explicar esta pérdida significativa de PDMS durante la vinificación: - El uso de una mini-prensa asociada con condiciones de extracción suaves podrían haber limitado la extracción de PDMS - la SMM que representa la mayor parte del PDMS [12], tiene una estructura química que le da una alta reactividad con los grupos nucleófilos, lo que podría conducir a su degradación - la levadura es capaz de asimilar el SMM durante la fabricación del queso [22], y Saccharomyces cerevisiae tiene dos permeasas capaces de transportar el SMM [23]. La levadura enológica podría ser capaz de consumir el SMM durante la fermentación. Para intentar responder a estas preguntas, se ha estudiado la influencia de parámetros pre-fermentativos y de fermentación sobre la desaparición del PDMS durante la vinificación. 1.3. Influencia de algunos parámetros de vinificación en el PDMS 1.3.1. Influencia de las operaciones prefermentativas sobre el contenido en PDMS de los mostos de Gros Manseng Las uvas fueron recogidas en 2009 en una parcela de Gros Manseng. 4 rutas prefermentativas fueron experimentadas: prensado directo, )')&'-$"(''$")&&!(,$%)&(($&( $"&(!( $!!(+!("!3 6 5)('("!5)! !6$&''"&''"'"!("!'5,(&("!")'$")&&( (& 5,(&("!) 2 6 &$&'!(!(5''!() 9?@:2)!'(&)()& %)%))"!&)! &(+( $"&(!( +'66+' &")$ !(' !)"$'2 %) $")&&!( !(&!& ' &("!4 maceración pelicular 4 o&16horas, prensado y luego almacena6 +)&'( $ de 5'' "&' 5"&("! &" ' 9@@:2 ( '$"'),$& miento con las borras durante 14 días. ''$'(&!'$"&(& 9@A:4 !' +)& #!""%) $")&&( (& $ "!'" & !(("!4 & $!!( El uso de la maceración y la estabulación con las borras permitieron ")&''-&&$"!&'%)'("!'2')('(&+),$"&(')&5()5!)! $& (&$&6& !(&'(&del !(&'')&'$&("!) )")&'+!("!4 aumentar la extracción PDMS (Figura 5). Una maceración corta de ?4A4 4 horas a 18 °C (&'+!("!')& permitió una ganancia de 39% en comparación !)!$& con el?4A4?4 control. Si se prolonga la!(&')& maceración durante 24 horas, la !)!5"$&("!'$&6& "*('&"' !'! ganancia llega!el@>>G 65%. El $& almacenamiento con las borras ' &'!' $&+' ')& )! &"' !'! "!( '&+ 5,$& provocó !(("! B (!&&' $&6& !(&' 3 &("! $)& B ") ?D2 $&'')& &(2 $&'')& un aumento de 25% del contenido en PDMS. $)''()("!')&")&'?B")&'4 5)('("! &("! $)& ( '()("! ')& ")&' $& ' 5) !(& Con un rendimiento de prensa de 70% (en volumen) para ')!!AGJ el control, 5,(&("!) 7)&C84! &("!")&(B)&'?F;$& $&&$$"&()( sólo 41% del"!2(DCJ$")&)! PDMS de las uvas&("!B"'$)'"!)4)!('()("!')& se extrajo. Esto parece demostrar ")&'2$& ')!) !(("!@CJ'(!)&'! 4 la localización mayoritaria del PDMS en la piel de la uva. Estas ! %) &! !( $&'')& '"( 5"&& E> J 7! +") )'8 $")& ( "!2 operaciones prefermentativas descritas son técnicas interesantes ') !(B?J) '&'!'"!((,(&('!''"!("!'2%)' !+)& 5)!"'("! para favorecer"&(&) !'$))&'!4 la extracción de PDMS y aumentar su contenido en cepas tienen capacidades casi similares a consumir el PDMS, lo que parece confirmar su capacidad específica para asimilar el PDMS (Tabla 2). Los porcentajes de PDMS residual son menores en comparación con los mostos modelos. Se podría explicar por el contenido en nitrógeno total más bajo que el del modelo MS300. Además, las temperaturas de fermentación aparecen tener un impacto sobre la asimilación del PDMS, 20 °C y 28 °C son las temperaturas menos favorables para su preservación. Durante las fermentaciones realizadas por las cepas L3 y L4, se realizó una cinética de seguimiento del consumo de SMM y se mostró que la levadura asimilaba rápidamente la SMM rápidamente durante la fase de crecimiento exponencial. Una vez que la velocidad máxima de liberación de CO2 se alcanzó, la concentración de PDMS ya no cambió significativamente. #$&!" ' los "$&("!' mostos. $&6& !(&' ('(' "!'(()!( ' +&' $"(!(' $")& +"&'& 5,(&("!) () !(&'"!!(&("!!'' "*('4 Durée FA (h) A>> @C> @>> ?C> ?>> C> > % ! Figura 5 : Influencia de la maceración pelicular y de la estabulación con las borras en el contenido en PDMS de los mostos de Gros Manseng. SMM (µg éq. DMS/L) Moût Syrah 464 Solution Souche de Température modèle de levures moût Vins finaux % de SMM restant Levure 1 24°C Syrah 209 69 15 Levure 2 24°C Syrah 209 91 20 Levure 3 24°C Syrah 209 53 11 Levure 4 24°C Syrah 329 113 24 Levure 4 24°C Syrah 351 85 18 Levure 4 24°C Syrah 212 89 19 El objetivo de este estudio fue evaluar el papel de la levadura sobre el SMM durante la fermentación en mostos modelos enriquecidos en SMM. Para las cuatro cepas de levaduras se observó un importante consumo de SMM (Tabla 1). La SMM residual varía de 21% a 39%, lo que refleja diferentes capacidades de asimilación del SMM por las levaduras. Esto parece ser independiente de la cinética y de la duración de las fermentaciones. La cepa L4 fue también probada en un mosto modelo (MS70) que contiene 70 mg/l de nitrógeno total en lugar de 300 mg/l. En estas condiciones, casi todo el SMM fue consumido. En condiciones de deficiencia en nitrógeno, la levadura diversifica sus fuentes de aprovisionamiento, un fenómeno que causa la desaparición de la SMM. Tabla 1: Cambio en el consumo de SMM por cepas de levadura durante la fermentación en mostos modelos con diferentes niveles de nitrógeno (MS70) y (MS300). Durée FA (h) SMM (µg éq. DMS/L) Solution modèle de moût dopée en SMM 2265 Solution Souche de Température modèle de levures moût Vins finaux % de SMM restant Tabla 2: Cambios en el consumo de PDMS por diferentes cepas de levadura durante la fermentación realizada en volumen de 1 litro (uva Syrah). Bajo las mismas condiciones, se estudiaron en uva Syrah dos cepas de levadura L5 y L6 con y sin una adición de Fermaid E. El uso de Fermaid E corresponde a una adición de nitrógeno capaz de corregir una posible deficiencia del mosto. La adición de Fermaid E a 5 g/hl permitió, para la cepa L5, preservar una parte del PDMS (Figura 6). El porcentaje residual de PDMS se incrementó de 12% a 29%. Esto confirma el papel de la alimentación en nitrógeno en el consumo de """#" $!#.9"$"&$!"<#=###"#""$!$ PDMS por las levaduras. Para la cepa L6, el mismo fenómeno se %#(!&#""$#!/0$#"#!!!"$# observó con una preservación menor de PDMS (aumento del ren0)#.!!!$&#$!)#$%#/0$#!3<14 !". $! "$ !"!&! $ !# $ =4/ $!# dimiento de 9% <. a 17%), lo que confirmó la 3$! especificidad de ciertas !"## $# " 89 C 9@ C/ ! ! 0## )# " cepas para asimilar el PDMS. "#$ !"&$!"/ $!"$=.#"!&" !"!&#$ ##!3!#$#@C8>C4. $! "#!#""$"""! / $%(!# 1.3.2. Influencia de algunos parámetros de fermentación en el PDMS ?77 >77 =77 <77 ;77 :77 977 877 7 Levure 1 24°C MS300 120 655 29 Levure 2 24°C MS300 189 873 39 Levure 3 24°C MS300 120 473 21 Levure 4 24°C MS300 146 628 28 Levure 4 24°C MS70 427 66 3 Levure 4 24°C MS70 427 70 3 Tabla 1: Cambio en el consumo de SMM por cepas de levadura durante la fermentación en mostos modelos con diferentes niveles de nitrógeno (MS70) y (MS300). Las mismas cepas de levadura fueron utilizadas en las mismas condiciones en un mosto de variedad Syrah. De la misma manera que en los mostos modelos, se observó el consumo de PDMS. Las ' " ! Figura 6: Influencia de la adición de Fermaid E sobre el consumo del PDMS por diferentes 0)#"""%#"$#2#!!0$#"#$&!"#0)#! cepas de levaduras durante la fermentación alcohólica. !/""""$&!"#!0)#3874"$!"&"!""!" 0$#! " #$!" )# "" ?8 C " " %#" ""$" !"" !#" El nitrógeno asimilable de los mostos puede ser modificado por el uso !! # 3& "4. # :? C " $' ""$" !"" !#" $" #!&# 3& de tratamientos foliares de urea. Pruebas de 10 kg/ha (N10) realiza$'4/0$#"#0$)#2"$!387<4!#$!$"!## 3$! >4/ 0$## 0)# "" " %#" "$!aumentado " #" 87 !" $ das sobre una parcela de Gros Manseng, han losniveles !"!&#$ ""&"9:C#>;C#8#9!"#&#/!&$! de nitrógeno asimilable en un 81% en los mostos de uva cosechada " #" 87<. !" $ 0$## 0)# # $ " $"" !##. "#$ "0"#&!# $""!&"$!#/$&!"# en la primera fecha (vino seco), y en un 38% en los mostos de uva "$! "!# $! 0# !##$! 0$## 0)# "" "$! recogida más tarde (vino dulce). El uso de una mezcla de 10kg/ha !"!&#$ 3$!>4/ de nitrógeno y de 5 kg/ha de azufre (N10S5) provocó una ganancia aún mayor (Figura 7). El aumento en el contenido en nitrógeno de los mostos N10 ha permitido una preservación de PDMS de 23% en los vinos de la primera fecha y de 74% en los de la secunda fecha. En el caso del tratamiento N10S5, mientras que se observó un aumento 57 en los mostos, no tuvo un impacto sobre el contenido en PDMS en comparación con el control. Las pulverizaciones de azufre parecen cancelar el efecto protector del aumento del nitrógeno asimilable sobre la preservación del PDMS (Figura 7). 988 A8 )*7&( !( @8 Así, entre los parámetros de cultivo estudiados, algunos influyen fuertemente en el PDMS. Los parámetros de fermentación parecen también ser cruciales para manejar el contenido en PDMS hasta el embotellado. La elección de la cepa de levadura y la gestión del nitrógeno son dos parámetros clave para limitar la absorción de PDMS durante la fermentación. En cuanto a las técnicas prefermentativas tal vez como la maceración pelicular y el almacenamiento con las borras deben ser estudiadas más a fondo para confirmar su interés en la extracción de PDMS, que parece estar localizado principalmente en la piel de la uva. >8 =8 <8 :8 98 8 ! . 2. .- . 55 .-.- . 64 / 35 .- / 6. 0/ 1- 00 0/ 23 .-.- / 64 01 4% '! & Figura 7: Influencia de la pulverización de nitrógeno foliar y de azufre en el consumo de 9/</ #"&$#&#.""$$" %"$ "$0#&#/ PDMS durante la fermentación por las levaduras. #$ #" % " &##$- # 0'#$ # "$ $" $"$ $0%&/"&- %"$ "2" "$% 1.4 Conservación de los vinos: correlación entre el porcentaje de " #%" $3 #$ "$ "" 0 # &# 49- 9A5/ %&%' "#%$$# $%# # &# y la # vino. ; ;; # $ "# $" # ""$# DMS #%" liberado edad del "$#49-9A5/#""$$$$% $%%198##"&$ "$" %!% %"$ " %' &"# ?= D 2%" @3/ %' ( %&$ ' #"&$/ "" #"$ "# 0% !%" Se$## considera el !%" DMS$$ como un aroma de envejecimiento, pero no !%$" $ ##$ #?=D %" $#!%#/ existe una relación entre el contenido en DMS y la edad del vino. ##"$!% "#%##%"# "$0(#% -#:=D!% #"$ # %""$ #""% %%"##"&$%&/# El porcentaje de DMS liberado (ratio DMS libre/PDMS inicial) está #%" % # # $# #%"#$"$ !%$$ "$ "- $ linealmente correlacionado con la edad del vino [1, 19]. Nuevos es #"$#% "%"#%"% %%"##"&$/ tudios sobre vinos Malbec entre 3 y 33 años de edad han comple- "%"#-&"$# %"$#"$% #"& %"#�% #- $" 0%$"# "$"# %$[1,19] "$ % / $# mentado las !% correlaciones anteriores . Después de#10 años de #"&$#$$%$%&" %"%""$% ##&#/ $1 conservación, la correlación alcanza una meseta correspondiente $%$"##$ -$ "$%"#"&$ %""$$" "$" %"' !%$$$&"$/ a un porcentaje de DMS liberado de 75% (Figura 8). Dos hipótesis pueden explicar esta observación. La primera es la presencia de un equilibrio químico entre SMM y DMS no superior a 75% para el DMS en condiciones enológicas. La segunda es que entre las moléculas medidas por el método de análisis del PDMS, el 25% que no son de la SMM no podría liberar DMS durante el envejecimiento del vino. Desde este punto de vista, las medidas de PDMS sobreestimarían la cantidad de DMS realmente liberables, y la SMM sería el único precursor del DMS durante la conservación del vino. Además, la variabilidad de los porcentajes de liberación del DMS observados para los vinos de la misma cosecha muestra que otros factores influyen en la liberación del DMS. Las condiciones de almacenamiento son por lo tanto, un parámetro clave para modular la formación de DMS en el vino. Dada la sensibilidad a la temperatura de la SMM, la temperatura de almacenamiento puede ser el factor principal que explica esta variabilidad. A $C/5)5567#7B5)59<8#B5)5:79 =C5)<556 G@J F@J D@J B@J @J @ E A@ AE B@ BE C@ CE "01 ! ;+ ! 02 3.02 3B2 311 - ", !+ " * !+ " ! ! * + " -8: , Figura Correlación entre el porcentaje de DMS liberado ([DMS libre] / ([DMS libre] + [PDMS])) y la edad del vino. En amarillo: vinos de Petit y Gros Manseng. En rojo: vinos tintos del Valle del Ródano. Violeta: vinos de Malbec de la denominación Cahors. ! ./ 0( 3 0./0- &<-*' . 2!(.: / !( ,0 )'+&3: . )(/-!0/!)( +0/ /- ,0&!//!2;!(.!&+-.(0(.()'-03+.!'+&!,0./0..(.)-!&&. .+!!,0..0-&)(/-!0/!)(0!-(/./4+)&)!.2!(.; <!(/!!/!)(0/ +&0.+-!.'(/&(.&.-!.!(./')1/.:)''+-!(!+&+-0-.0-00)0-. 02!!&&!..'(/.2!(.:)02-/()02&&.+)..!!&!/.- - +)0-'"/-!.-&(. &.2!(.:+-0(./!)((')(/.)(+)/(/!&; 58 El DMS es un potenciador del aroma de los vinos y su contribución puede ser cualitativa. Así, la presencia de PDMS en muchas variedades específicas implica estudios sensoriales sobre la contribución de DMS por diferentes tipos de vinos. La identificación del PDMS y de la SMM en las uvas y mostos, como principal precursor del DMS durante el envejecimiento del vino, ha abierto nuevas oportunidades de investigación para el manejo del contenido en DMS en los vinos. ?8 ;8 A@@J Conclusión !(.!: +-'! &. +-'/-. 0&/0-03 /0!. !!: -/!(. !(&0((/ )-/'(/ & : '!. &. +-'/-. -'(/!-. .'&(/ /-'!((/. +)0- '"/-!.- & & '!. ( )0/!&&; )!3&.)0 &20-/&./!)(&<&!'(//!)(5)/.)(/03+-'/-.&.+)0- &!'!/- &<..!'!&/!)( 0 0 )0-. & -'(//!)(; . )+-/!)(. +-=-'(/!-. /&&. ,0 & '-/!)( +&&!0&!- / & ./0&/!)( .0- )0-. )!2(/ /- ()- /0!. +)0- )(!-'-&0-!(/-/(.&<3/-/!)(0:,0!.'&-!//-+-!(!+&'(/&)&!.(.& +&&!0&; Más allá de la fermentación alcohólica, se puede manejar el DMS en los vinos mediante el contenido en PDMS en el embotellamiento y la duración de conservación. Para el manejo del PDMD se puede por ejemplo realizar cortes. En cuanto a la duración de conservación, las correlaciones establecidas permiten hacer una predicción del porcentaje de DMS liberable. Este modelo debe ser mejorado para conocer la influencia de las condiciones de conservación sobre el porcentaje de DMS liberado. Con todos estos resultados, que van de la acumulación del PDMS en las uvas a la conservación del vino, ya parece posible desarrollar itinerarios integrados adaptados el objetivo de producción. Agradecimientos Por su importante contribución a este trabajo, queremos agradecer a Eric Serrano y Thierry Dufourcq del IFV SudOuest, a Anne Julien de la empresa Lallemand, a Hernán Ojeda del INRA Pech Rouge y a Alain Razungle de Montpellier SupAgro. Referencias bibliográficas [1] M. A. Segurel, A.J. Razungles, C. Riou, M. Salles, RL Balms, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52 (2004) 7.084 hasta 7.093. [2] L.H.L.e.A.H. Jensen M., Lebensemittel Wissenschaft und Technologie 35 (2002). [3] H. Spinnler aC, Lapadatescu C. y Bonnarme P., int. Dairy J., 11 (2001) 245-252. [4] M. Carbonell, M. Nuñez, E. Fernández-García, Leche, 82 (2002) 699-711. [5] R. J. Anderson, J. F. Clapperton, D. Crabb, JR Hudson, Revista del Instituto de elaboración de la cerveza, 81 (1975) 208-213. [6] M. Segurel, en: Ciencia y Procesos Biológicos e Industriales, Escuela Nacional Superior de Agronomía de Montpellier, 2005, p. 248. [7] M. Ugliano, B. Travis I.L. 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Los tioles varietales en los vinos: : información actualizada sobre las vías dela biogénesis y el impacto de técnicas vitivinícolas Aurélie Roland1 , Florine Cavelier 2, y Rémi Schneider1,3 ,Nyseos SARL, 2 place Pierre Viala, 34060 Montpellier, Francia IBMM, UMR-CNRS 5247, U M I et II, Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier, Francia 3 IFV, UMT Qualinnov, Domaine de Pech-Rouge, 11430 Gruissan, Francia Email: [email protected] 1 2 Comunicación oral presentada por Rémi Schneider Introducción Los tioles varietales y particularmente la 4-mercapto-4-metilpentan-2-ona (4MMP, 1), el acetato de 3-mercaptohexilo (3MHA, 2) y el 3-mercaptohexan-1-ol (3MH, 3) han sido identificados como compuesto claves en el aroma de los vinos jóvenes procedentes de diversas variedades (Figura 1). Figura 1: Estructura química de tres tioles varietales encontrados en los vinos La contribución de estos compuestos al aroma del vino ha sido destacada por Du Plessis y Augustyn (Du Plessis et al., 1981) quienes han demostrado que el aroma de guayaba en los vinos sudafricanos de Sauvignon se debió principalmente a la presencia de 4MMP. A diferencia de otros compuestos azufrados tales como el disulfuro de carbono, el etanotiol, el metanotiol o el sulfuro de hidrógeno producidos en altas concentraciones durante la fermentación alcohólica y responsables de defectos olfativos, los tioles varietales se encuentran en algunos vinos de Vitis vinifera en cantidades traza. Tienen olores agradables a brotes de casis, maracuyá y pomelo. En los últimos 20 años, el interés de los científicos y de los técnicos por estos compuestos ha crecido mucho. Este artículo pretende dar una actualización sobre las vías de biosíntesis y el efecto de algunas técnicas vitivinícolas sobe el contenido de los vinos. 1. Los tioles varietales: aparición y contribución sensorial La 4MMP fue formalmente identificada por primera vez en vinos de Sauvignon Blanc (Darriet et al, 1991; Darriet et al, 1993;.. Darriet et al, 1995) después en los de Scheurebe (Guth, 1997b), Macabeo ( Escudero et al, 2004), Gewürztraminer, Riesling, Muscat, Colombard, Manseng Petit y Tokay (Dubourdieu et al, 2009; Tominaga et al, 2000). Los 3MH y 3MHA son más ubicuos que la 4MMP ya que se encuentran en una amplia gama de vinos varietales tales como Sauvignon Blanc (Tominaga et al, 1996;.. Tominaga et al, 1998a), Petite Arvine (Fretz y al., 2005), Petit y Gros Manseng (Tominaga et al., 2000, Lopes et al., 2005), Melon B. y Bacchus (Schneider et al., 2003), Sémillon (Tominaga et al., 2000), Verdejo (Campo et al., 2005), pero también en las variedades rojas tales como Grenache (Ferreira et al., 2002 ), Merlot y Cabernet Sauvignon (Murat et al, 2001b;. Bouchilloux et al, 1998) y los vinos rosados de Provenza (Masson et al, 2009). La 4MMP tiene olor a boj y a brote de casis (Darriet et al, 1991. Darriet et al, 1993;.. Darriet et al, 1995) y está a menudo presente en concentraciones inferiores a 70 ng/L. Su umbral de detección olfativa es de 0,8 ng/L en solución hidro-alcohólica (Tominaga et al., 2000). El 3MH y 3MHA, que son más abundantes, dan al los vinos blancos y rosados notas frutales de maracuyá y de pomelo (Murat et al, 2001c;. Ferreira et al, 2002;.. Tominaga et al, 2000). Sus umbrales de olor esta respectivamente en 60 y 4 ng/L, (Tominaga et al., 2000). Hay que añadir que se considera el 3MH como responsable de aromas de casis en algunos vinos (Blanchard, 2000). La cromatografía de gas acoplada a la olfatometría (GC-O) es un método interesante para seleccionar moléculas activas en el perfil sensorial de los vinos. Esta técnica, que usa la nariz humana como detector, permitió la identificación de la 4MMP en los vinos de Sauvignon Blanc (Darriet et al., 1991). Asociado con técnicas de dilución (AEDA - Aroma Extract Dilution Analysis), la GC-O ha permitido identificar la 4MMP como el compuesto de mayor contribución en el aroma de los vinos de Scheurebe (Guth, 1997a). Estudios similares han demostrado el papel central del 3MH en el aroma de los vinos de Sauternes (Sarrazin et al., 2007). En paralelo con los experimentos olfatometría, el ratio de la concentración de un compuesto sobre su umbral de olor puede ayudar a determinar las moléculas más olorosas en el vino. Este enfoque ha permitido poner de relieve la contribución de los tres tioles varietales en el aroma de viejos vinos españoles (Culleré et al., 2004), mientras que el 3MHA es uno de los compuestos aromáticos más olorosos en los vinos de Marmajuelo y de Verdello (López et al. , 2003). Sin embargo, el GC-O no tiene en cuenta los efectos de interacción entre los compuestos volátiles y entre la matriz. Para llenar este vacío, se han desarrollado experimentos de reconstitución de aroma. Esta es la mejor manera de medir la contribución de las interacciones con el aroma del vino. Una estrategia basada en el impacto cualitativo y cuantitativo de los compuestos olorosos, seguido de pruebas de omisión ha demostrado que el 3MH es un compuesto clave en los vinos rosados de Garnacha (Ferreira et al., 2002). Análisis sensorial y químico realizados en paralelo pueden, en situaciones sencillas, ayudar a establecer el vínculo entre los compuestos de aroma y las sensaciones olfativas, como se demostró recientemente en Nueva Zelanda donde los niveles de 3MH y 3MHA permiten predecir el carácter «frutas tropicales» de los vinos de Sauvignon (Lund et al., 2009). Para otras sensaciones, la predicción es más difícil, incluso para los vinos Sauvignon, como en el caso del carácter vegetal donde varios compuestos interactúan (2-isobutil-3-metoxipirazina, compuestos C6, 4MMP), y especialmente, porque que se intenta relacionarlo a las preferencias del consumidor (King et al., 2011, Green et al., 2011). 2. Las vías de biogénesis en los vinos La 4MMP, el 3MH y el 3MHA son aromas varietales liberados durante la fermentación, a partir de precursores inodoros presentes en las uvas y los mostos. Tres rutas biogenéticas de formación de la 4MMP y del 3MH han sido identificadas en los vinos (Figura 2). La formación del 3MHA es especial y se hace por acetilación del 3MH por la levadura (Swiegers et al., 2007). 59 Tabla 1: contenidos medios en precursores de tioles en diferentes variedades Figura 2: las vias de biogenis de los tioles varietales en los vinos La primera via implicando precursores cisteinilados fue identificada por primera vez en la uva Sauvignon Blanc (Tominaga et al, 1995; Tominaga et al, 1998b), Merlot y Cabernet Sauvignon (Murat et al 2001b), Semillon (Thibon et al., 2009), Petit y Gros Manseng (Lopes et al., 2005), Riesling, Melon B. y Gewürztraminer (Roland et al., 2010b) y, finalmente, Koshu (Kobayashi et al., 2010a). Estos conjugados de la S-cisteína son escindidos por la levadura con la actividad β-liasa durante los primeros días de fermentación (Tominaga et al., 1998b). La S-3-(hexan-1-ol)-cisteína (Cys3MH) es mas ubicua y abundante que la S-3-(4-mercapto-4-metil-2-ona)-cisteína (Cys4MMP) (Roland et al ., 2010d; Murat et al, 2001b; Peyrot des Gachons et al, 2000), lo que es consistente con las proporciones relativas de los tioles correspondientes. Estos precursores cisteinilados se encuentran frecuentemente en las plantas como recuerda Starkenmann (Starkenmann et al., 2008) y por lo tanto constituyen una fuente importante de aroma para la industria. La segunda vía implica precursores glutathionilados: el S-3-(hexano1-ol)-glutatión (G3MH) identificado de manera tentativa en la uva de Sauvignon Blanc (Peyrot des Gachons et al, 2002b), y formalmente en la de Melon B. (Roland et al., 2010d), Riesling (Roland et al., 2010b) y Gewürztraminer (Roland et al., 2010b), y luego Chardonnay (Capone et al., 2010a), Pinot Gris (Capone et al. 2010a) y Koshu (Kobayashi et al., 2010a) y el S-3-(4-mercapto-4-metil-2-ona)-glutatión (G4MMP) presente en la uva de Sauvignon Blanc (Fedrizzi et al., 2009), Riesling y Gewürztraminer (Roland et al., 2010d). Diferentes estudios realizados en medio modelo (Grant-Preece et al., 2010, Kobayashi et al., 2010a) o en mostos de Sauvignon Blanc (Roland et al., 2010b), dopado con G3MH y después fermentado mostraron la presencia en los vinos correspondientes de 3MH. Se demostró así que el G3MH era otro precursor del 3MH. Se observaron resultados similares para el G4MMP en mostos de Sauvignon Blanc (Roland et al., 2010c). La formas glutationiladas están generalmente presentes en las uvas y mostos a niveles inferiores a las formas cisteiniladas (Roland et al., 2010d), y el G3MH es siempre mucho más concentrado que el G4MMP lo que es coherente con la distribución de los tioles correspondientes en los vinos (Tabla 1). Las concentraciones varían entre 0,2 y 7,3 µg/l para el Sauvignon Blanc, el Melon B., el Riesling y el Gewürztraminer (Roland et al, 2010d); Los contenidos en G4MMP son mucho más bajos, entre 0,03 y 4,3 µg/L. Por último, un última vía de biogénesis ha sido identificada en el pasado. Esta ruta implica compuestos insaturados en C6 tal como el (E)-2-hexenal que reciben un grupo sulfhídrico durante la fermentación alcohólica (Schneider et al, 2006). Sin embargo, el donador de azufre aún no ha sido identificado: podrían ser compuestos tales como el H2S, la cisteína, el glutatión u otros compuestos que poseen un tiol libre en los mostos. 60 3. Los principales factores de variación en la viña Los cambios en los precursores de tioles en el viñedo han sido poco estudiados, debido a la dificultad de análisis. Los pocos resultados disponibles conciernen a los efectos de la madurez, la ubicación del viñedo (terroir), el nivel de estrés hídrico y la fertilización nitrogenada. La evolución de los precursores cisteinilados durante la maduración se ha estudiado desde el principio de la década del 2000 en Sauvignon: si la maduración es favorable a la acumulación de estos precursores en los granos, la cosecha es muy importante (Peyrot des Gachons et al., 2000). Se demostraron similares resultados en Sancerre y Touraine con la uva Sauvignon y para todos los conjugados de la cisteína y del glutatión aunque la evolución de la Cys4MMP parezca más dependiente de la ubicación física de la vid (Roland et al. , 2010e). El nivel de estrés hídrico tiene un efecto sobre los precursores cisteinilados y en este contexto, los contenidos en Cys3MH parecen proporcionales al nivel de estrés (en la región de Burdeos), mientras que la Cys4MMP tiene un comportamiento opuesto (Chone, 2001). El mismo autor informa de una relación entre la fertilización de nitrógeno en el suelo y el contenido en precursores (y glutatión) mientras que disminuye el nivel de polifenoles que contribuye a la producción de vinos más ricos en tioles (Chone et al., 2006). Del mismo modo, la pulverización foliar de nitrógeno después el envero aumenta el contenido en tioles de los vinos sin aumentar el vigor y ni el Botrytis cinerea como puede ocurrir en el caso de una fertilización de nitrógeno en el suelo mal controlado (Lacroux et al., 2008). Este aumento en tioles, parece más debido al efecto del aumento en nitrógeno asimilable de los mostos que en el aumento directo de los precursores. 4. Los principales factores de variación durante la vinificacion 4.1 Durante la preparación de los mostos La elaboración de los mostos es un paso clave en el proceso de vinificación de los vinos blancos y rosados. El prensado de la uva provoca una liberación en el medio de ácidos hidroxicinámicos (ácido caftarico principalmente), que, en presencia de polifenoloxidasa endógena y de oxígeno produce o-quinonas. Cuando está presente el glutatión en el vino, estas quinonas reaccionan con este tripéptido para formar el GRP (grape reaction product) (Cheynier et al., 1986, Singleton et al., 1985). Cuando el contenido en glutatión baja, estas quinonas se condensan con otros sustratos polifenólicos tales como los flavonoides para formar pigmentos marrones. Durante este etapa de elaboración del vino, los tioles varietales están presentes en forma de S-conjugados y no son oxidables, dado la estabilidad en condiciones enológicas del enlace tioéter. Consistentemente, Roland et al. han mostrado que los niveles de precursores cisteinilados al 3MH y a la 4MMP y que la G4MMP eran estables durante los experimentos de oxidación controlada sobre mostos de Sauvignon y de Melon (Roland et al., 2010e) mientras que las concentraciones en G3MH aumentaban. Esta formación puede ser el resultado de la adición de glutatión sobre el (E)-2-hexenal, un producto de la oxidación enzimática de los lípidos insaturados de la uva. Asi esta reacción podría explicar la formación de G3MH durante las operaciones prefermentativas (Roland et al., 2010e). Otras técnicas tal como la maceración permiten aumentar el contenido en tioles de los vinos. La localización de los precursores de tioles en el grano de uva, de preferencia en la piel, explica la ganancia en precursores después de la maceración lo que ya ha sido observado por varios autores (Peyrot Gachons des et al, 2002a; Murat et al. 2001b; Maggu et al, 2007, Roland et al, 2010a). Hay que señalar que en esta asignación, existen diferencias entre los precursores (Cys4MMP más en la pulpa que en la piel) o entre las variedades (el G3MH de la variedad Melon está preferentemente en la pulpa). Además, al producirse la extracción conjunta de los polifenoles durante la maceración los enólogos deben ser moderados con esta técnica, ya que son perjudiciales para el mantenimiento de los tioles en los vinos (ver 4.3). 4.2 Durante la fermentación alcohólica Los tioles varietales son liberados durante los primeros días de fermentación por Saccharomyces cerevisiae a través de su actividad de β-liasa. Según los autores, varios (Howell et al., 2005) o un solo gen, IRC7 (Thibon et al., 2008) están implicados en la escisión de la Cys4MMP. La conversión del Cys3MH parece más compleja. En estos estudios, el determinismo genético de la reacción de escisión sólo concierne a los conjugados de S-cisteína y no existen datos disponibles para los conjugados del glutatión. Por lo tanto, la elección de la cepa de levadura es un factor crítico en la producción tioles en los vinos. Muchas levaduras comerciales tienen una buena capacidad para liberar tioles (Howell et al, 2004; Murat et al, 2001a; Swiegers et al, 2006; Dubourdieu et al, 2006). Sin embargo, seria arriesgado intentar clasificar las cepas por orden de eficacia ya que un estudio reciente ha demostrado que el origen del vino y su composición, eran factores importantes de diferenciación de los vinos (Schneider, comunicación personal). Por otra parte, hay que señalar que la combinación de cepas puede ser una manera eficaz para aumentar la producción de 3MH y 3MHA (King et al., 2008). Estudios recientes han puesto de relieve el interés de las cepas no-Saccharomyces ccomo Pichia kluyveri (Anfang et al., 2009) o híbridos interespecíficos tal como S. cerevisiae x S. bayanus var. uvarum (Dubourdieu et al, 2006;.. Masneuf et al, 2002). Sin embargo, Hay que tener en cuenta que los rendimientos de conversión de levadura no es superior al 10% en enología. Sin embargo, pocos estudios se han centrado en el tema del transporte de los precursores de tioles en la célula de la levadura, una etapa clave para la escisión. El transportador de aminoácidos ha sido identificado como un transportador de precursores cisteinilados en medios modelos (Subileau et al., 2008b). La síntesis de este transportador se reprime por un exceso de amonio (Nitrogen Catabolic Repression). Así, el tipo y el momento de adición de nutrientes nitrogenados durante la fermentación debe ser controlado para permitir una mejora en la producción de tioles en vinos. La temperatura de fermentación es también un factor importante que afecta la producción de tioles. La fermentación a 20 °C parece ser más favorable que a 13 °C (Masneuf-Pomarede et al., 2006), pero esta observación parece depender de la cepa de levadura considerada (Howell et al., 2004). 4.3 Durante el almacenamiento y el envejecimiento Después de la fermentación, los tioles están en forma libre, y por lo tanto son químicamente inestables y fácilmente oxidables. Reaccionan fácilmente con otros compuestos de vino por adición nucleófila (Hofmann et al, 1996;. Sarrazin et al. 2010). Se debe controlar cuidadosamente las aportaciones de oxígeno a partir de este momento. Por ejemplo, hay que cuidar el oxígeno en el espacio de cabeza al embotellado y el OTR (Oxygen Transmission Rate) de los corchos ya que pueden provocar pérdidas aromaticas significativas a partir de un período de almacenamiento de 24 meses (Lopes et al, 2009; Lopes et al., 2005; Lopes et al., 2006). Dependiendo del tipo de vino, el oxígeno puede ser perjudicial para la calidad aromática porque además de provocar colores marrones puede disminuir el contenido en tioles varietales (Skouroumounis et al., 2005). Los mecanismos subyacentes implican la formación de aductos entre las moléculas de tiol, que son electrófilas, y algunos compuestos fenólicos (Nikolantonaki et al., 2009). Así, la presencia de (+)-catequina y (-)-epicatequina con Hierro (III) cataliza su oxidación en quinonas que se añaden a los tioles. Sin embargo, la ausencia de oxígeno en el embotellado puede causa la aparición de defectos de reducción significativa y se debe encontrado un promedio de acuerdo con el tipo de vino y su duración de «vida». El envejecimiento sobre lías antes del embotellado, la presencia constante de SO2 libre, de glutatión y de antocianinas en el caso de los vinos tintos y rosados, favorecen una mejora preservación de los aromas del vino (Blanchard et al ., 2004; Brajkovich et al, 2005;. Murat et al, 2003). Conclusión Los aromas del vino de tipo tiol son fuertemente influenciadas por las técnicas vitícolas y enológicas. Cuando uno quiere producir un vino con un alto contenido en tiol, es necesario: - Favorecer la acumulación de los precursores en la uva - Manejar la extracción de los precursores en los mostos blancos y rosados - Aumentar los ratios de conversión eligiendo una cepa de levadura, condiciones de fermentación y una nutrición nitrogenada adecuadas - Y, finalmente, mantener los compuestos producidos en los vinos mediante controles de oxigeno por ejemplo Hay que llevar a cabo numerosos estudios en estas áreas para poder manejar la vinification del vino, pero los resultados presentados aquí sugieren algunas pistas que se pueden integrar en los procesos de elaboración. Además, si la contribución de los tioles es bien conocida en ciertos modelos de vinos (Cabernet, Colombard, algunos vinos rosados) los trabajos futuros deberían permitir entender mejor el papel de las interacciones de estos compuestos con otros compuestos volátiles lo que implica una fuerte colaboración multidisciplinar de la química con la fisiología del olfato. Referencias bibliográficas Anfang N, Brajkovich M & Goddard MR. 2009. Co-fermentation with Pichia kluyveri increases varietal thiol concentrations in Sauvignon Blanc. Aust. J. Grape Wine R. 15(1):1-8. Blanchard L. 2000. Recherche sur la contribution de certains thiols volatils à l’arôme des vins rouges. Etude de leur genèse et de leur stabilité. Bordeaux: Université Victor Segalen. Blanchard L, Darriet P & Dubourdieu D. 2004. Reactivity of 3-Mercaptohexanol in Red Wine: Impact of Oxygen, Phenolic Fractions, and Sulfur Dioxide. Am. J. Enol. Vitic. 55(2):115-120. 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Juan Cacho Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología, Facultad de Ciencias, Universidad Zaragoza, Pedro Cerbuna 12, 50009 ZARAGOZA Email : [email protected] Introducción El aroma del vino es uno de los factores más importantes que determinan su carácter y su calidad. La generación de este aroma es un proceso muy complejo, en el que intervienen un gran número de reacciones químicas y enzimáticas. Esta universalmente aceptado que los compuestos que provienen de la uva, y su perfil, juegan el papel más decisivo en la expresión de las características aromáticas de la variedad. Estos compuestos constituyen lo que se denomina aroma varietal. Por tanto, el aroma varietal está formado por estos compuestos en su estado libre, por precursores específicos y por compuestos como los aminoácidos o los ácidos grasos, cuyo perfil es característico de la variedad. Entre los precursores específicos de la uva se encuentran: - Precursores cisteínicos y glutationilicos, a partir de los cuales se forman los tioles varietales. - Precursores glicosídicos, que son el origen de terpenos, fenoles volátiles, alcoholes, norisoprenoides y otros compuestos. La existencia de estos últimos precursores en la uva se conoce desde hace mucho tiempo y han sido identificados en otras frutas y legumbres. Los precursores glicosídicos están constituidos por una unidad oxídica unida por un enlace β-glucosídico a un compuesto volátil denominado aglicona. En la uva los precursores glicosídicos constituyen una reserva potencial de aromas, que pueden liberarse por hidrólisis durante la vinificación o la crianza del vino. Esta hidrólisis puede ser ácida o enzimática, pero también los procesos metabólicos tienen una influencia importante. La hidrólisis ácida se produce de forma natural al pH del vino. Por otra parte la hidrólisis enzimática puede tener lugar por las enzimas glicosídasicas presentan en la uva, las glicosídasas de las levaduras y de las bacterias y por las glicosidasas de origen fúngico. Una de las líneas de investigación de muestreo laboratorio tiene como objetivo estudiar y comprender los procesos por los que estos precursores glicosídicos se transforman para liberar los compuestos odorantes y determinar su papel en el aroma del vino. Este objetivo comprende: 1. Estudiar la hidrólisis por diferentes cepas de levaduras y de bacterias, sobre la fracción de precursores glicosídicos en el transcurso de las fermentaciones alcohólica y maloláctica. Determinar cuales son las moléculas aromáticas formadas y estudiar su efecto sensorial. 2.Comparar estrategias de hidrólisis rápida de precursores con las que realizan las levaduras en el transcurso de la fermentación alcohólica y evaluar su poder predictivo para medir el potencial aromático de la uva. 3. Estudiar la liberación y formación de aromas a partir de sus precursores en el transcurso de la crianza del vino, tanto en presencia como en ausencia de lias. A lo largo de esta exposición, se van a mostrar trabajos que han constituido la Tesis Doctoral de Dña. Natalia Loscos. 1. Liberación de aromas a partir de precursores en el transcurso de la fermentación alcohólica (3). Hasta hace poco tiempo, el papel de las levaduras en la hidrólisis de precursores no estaba claro, ya que los trabajos publicados eran en cierto modo contradictorios. A pesar de que la actividad glicosidasica se había demostrado en levaduras comerciales, la estabilidad de esta actividad se había descrito limitada a las condiciones de vinificación. Este trabajo y el de Ugliano y col. (15) han puesto en evidencia que las levaduras comerciales del genero Saccharomyces son capaces de liberar y de formar compuestos odorantes a partir de sus precursores glicosídicos en el transcurso de la fermentación alcohólica. En este trabajo, hemos realizado la fermentación alcohólica utilizando un mosto natural, con y sin adición de un extracto de precursores glicosídicos. Se han utilizado tres levaduras del genero Saccharomyces. Tras la fermentación los vinos se han caracterizado por vía analítica y sensorial. Se han analizado un total de 64 compuestos odorantes, de entre los cuales 51 modificaron su concentración por adición de precursores. En la mayoría de los casos, la adición de precursores ha inducido un aumento de la concentración de compuestos odorantes en los vinos estudiados. Sin embargo, en algunos casos (como por ejemplo, los ácidos 3-metil y 2-metilbutirico y el Z-3-hexen-1-ol) la adición de precursores ha provocado una disminución de la concentración en comparación con los vinos sin adición de precursores. Este último comportamiento podría deberse a la interferencia que causa la adición de fracciones de precursores en la síntesis de compuestos, principalmente de origen fermentativo. Los aumentos de concentración más importantes se han observado en el caso de los derivados de la vainillina (vainillato de metilo, vainillato de etilo, acetovainillona y acetosingerona), ciertos bencenos (cinamato de etilo, dihidrocinamato de etilo y dihidrometileugenol), ciertos fenoles volátiles (guayacol y m-cresol) y ciertos norisoprenoides (actinidoles, 3-oxoα-ionol, β-ionona). En la mayor parte de los casos, el aumento de concentración observado no sobrepasó el umbral de percepción olfativa (salvo en el caso de la β -damascenona, β-ionona y vinilfenoles); no obstante, se ha constatado que ciertos grupos de compuestos (lactonas, cinamatos, derivados de la vainillina y terpenos) ejercen una acción simultánea sobre el aroma. Debido a esto, la adición de precursores ha entrañado un incremento de la nota floral de los vinos al final de la fermentación alcohólica. 2. Comparación de la capacidad de diferentes cepas de levaduras para liberar aromas varietales a partir de precursores (10). Después de haber comprobado que las levaduras del genero Saccharomyces eran capaces de hidrolizar precursores glicosícidos en el transcurso de la fermentación alcohólica, hemos realizado un estudio para comparar la actividad enzimática y la capacidad de diferentes cepas de levaduras Saccharomyces y no Saccharomyces para liberar aromas a partir de un extracto de precursores. Ciertos autores (16) habían demostrado que ciertas cepas del genero no 63 Saccharomyces presentaban una actividad enzimática superioir a las del genero Saccharomyces, y que eran capaces de liberar cantidades más importantes de ciertos compuestos odorantes. Sin embargo, las condiciones operatorias utilizadas en este estudio eran las condiciones óptimas para la liberación de esos compuestos por acción de las glicosidasas (incubación a pH 5, 30ºC). Por el contrario, para profundizar en estos conocimientos, nosotros hemos realizado el estudio comparativo en el transcurso de la fermentación alcohólica, de un mosto modelo enriquecido en glicósidos en condiciones estándar de vinificación (100 g/L glucosa, 100 g/L fructosa, 20º C, pH 3,5). Los vinos obtenidos en estas condiciones se han caracterizado por análisis sensoriales y los compuestos formados se han cuantificado por GC-MS. Veintiuna de las cepas estudiadas han mostrado actividad β-glicosidásica y doce de entre ellas han presentado una actividad intensa. Esta actividad hidrolica ha sido más frecuente en las cepas del género no Saccharomyces. Por lo que respecta al análisis sensorial, los vinos enriquecidos en precursores han mostrado un aumento de las notas de violeta, fruta exótica, flor de naranjo, pera, tostado y frutos secos, principalmente en el caso de levaduras del género Saccharomyces. En lo que se refiere a la liberación de aromas hemos comprobado grandes diferencias entre levaduras, demostrando que el género de la levadura tiene una influencia crítica en los contenidos de la mayoría de los aromas varietales. Por ejemplo, la cepa de Torulaspora ha presentado los contenidos más elevados en Riesling acetal, vainillato de etilo, ciertas lactonas (γ-nanolactona y γ-decalactona) dihidrocinamato de etilo y farnesol. Por otra parte, los vinos obtenidos con las cepas de Brettanomyces poseían los contenidos más importantes en 4-etilguayacol, 4-etilfenol y los ácidos 3-metil y 2-metilbutírico. Los vinos obtenidos con las cepas del género Saccharomyces han sido los más ricos en β-damascenona, β-ionona, linalol y vinilfenoles. La mayoría de estos compuestos, salvo los etil y vinilfenoles, han sido liberados en concentraciones relativamente bajas, pero suficiente para causar efectos sensoriales significativos. 3. Liberación de aromas varietales a partir de precursores en el transcurso de la fermentación maloláctica (11). Estudios anteriores han demostrado que las bacterias del género O. Oemi poseen actividad glicosidásica (17) y son capaces de transformar los precursores glicosídicos de la uva liberando los aromas varietales en el transcurso de la fermentación maloláctica, tanto en vinos modelo como en vinos reales (18, 19). De cualquier forma, se ha publicado poca información sobre la capacidad hidrolítica de las cepas del género Lactobacillus y Pediococcus. A pesar de que su actividad β-glicosidásica se ha demostrado (20), su capacidad para liberar aromas a partir de los precursores glicosídicos no se ha estudiado. En consecuencia, en este trabajo hemos estudiado la actividad β-glucosidásica de diversas cepas de bacterias lácticas del género O. oemi, Lactobacillus y Pediococcus. Se seleccionaron las cepas que presentaron la actividad β-glucosidásica más fuerte, con el fin de estudiar su capacidad para liberar aromas en el transcurso de la fermentación maloláctica, de un vino modelo enriquecido en precursores glicosídicos. Después de la fermentación maloláctica, los vinos se caracterizaron por análisis sensorial y los compuestos volátiles formados se cuantificaron por GC-MS. No se encontró actividad β-glicosidáctica en las cepas estudiadas del género Pediococcus, mientras que ciertas cepas del género Lactobacillus y O.oemi mostraron una actividad intensa. Estas cepas han sido capaces de liberar cantidades pequeñas de terpenos, de 64 C-13 norisoprenoides, de fenoles volátiles y de derivados de la vainillina, aunque no hubiera tenido lugar la fermentación maloláctica (como en el caso de las cepas del género Lactobacillus). En general, los vinos inoculados con las cepas del género O.oemi presentan concentraciones mayores en aromas varietales que las inoculadas con las cepas del género Lactobacillus, en particular para ciertos derivados de la vainillina (vainillina, vainillato de etilo, aceto-vainillona y siringaldehido) 4-vinilfenol y γ-decalactona. No obstante, los vinos obtenidos con una de las cepas de Lactobacillus presentaban contenidos similares a los de las cepas de O-oemi. Por lo que respecta a los análisis sensoriales, los vinos enriquecidos en glicósidos mostraron un aumento de las notas verdes, de violeta, especiadas y oxidadas como consecuencia de la acción de las bacterias sobre el pool de precursores. 4. Comparación de diferentes estrategias de hidrólisis rápidas para medir el potencial aromático de la uva (12). La mayor parte de los métodos utilizados para la cuantificación de la fracción de precursores glicosídicos de la uva, son métodos indirectos basados en el análisis de los compuestos odorantes liberados tras la hidrólisis ácida rápida o enzimática, utilizando preparaciones enzimáticas de origen microbiano. Por esta razón, las características más importantes de estas dos estrategias se conocen bien. Sin embargo, aunque existen estudios comparativos sobre los compuestos liberados por estos dos tipos de hidrólisis (21,22), así como de estudios que comparan la hidrólisis enzimática realizada por las preparaciones enzimáticas y la llevada a cabo por las levaduras (23), el número de trabajos en los que se unen los aromas liberados por estos dos tipos de hidrólisis rápida con los aromas que aparecen tras la fermentación alcohólica, son bastante escasos (24). En este trabajo, nosotros hemos estudiado estas dos estrategias de hidrólisis rápida, para determinar cual es la más adecuada para medir el potencial aromático de la uva. Para ello, hemos utilizado siete variedades de uva, en las que la fracción de precursores glicosídicos se ha extraído siguiendo el protocolo descrito anteriormente. Estos extractos se han hidrolizado por vía ácida y enzimática, y se han añadido a un mosto sintético (200 g/L de glucosa) que fermentó a 20ºC. Los aromas liberados se analizaron por GC-MS siguiendo la metodología explicada anteriormente. Las diferencias entre variedades no fueron muy marcadas, salvo en el caso de Moscatel, Chardonnay y Garnacha. El Moscatel presentó los contenidos más elevados en terpenos, el Chardonnay las concentraciones más importantes en ciertos norisoprenoides (TPB, 3-oxo-α-ionol, 3-oxo-α-ionona y actinidoles) dihidrocinamato de etilo y γ-nonalactona; y finalmente la Garnacha que presentó los contenidos más elevados en ciertos derivados de la vainillina (vainillato de metilo, acetovainillona, zingerona y siringaldehido) y en 4-vinilguayacol. Por lo que respecta a las estrategias de hidrólisis, la fermentación alcohólica mostró una capacidad relativamente baja para liberar aromas varietales a partir de la fracción de precursores. Esto confirma que una parte del potencial aromático contenido en la uva permanece en su forma glicosídica tras la fermentación alcohólica. Por otra parte, la hidrólisis enzimática fue, generalmente, la más eficaz para liberar la mayoría de los aromas varietales, particularmente, en el caso de los fenoles volátiles, de los derivados de la vainillina, del alcohol bencílico y del 3-oxo-α-ionona. La hidrólisis ácida mostró un poder hidrolítico intermedio, pero fue la más eficaz para la formación de C-13 norisoprenoides. Esta estrategia de hidrólisis ha permitido predecir los contenidos de diversos aromas importantes de un vino (como el linalol, el α-terpineol, la β-damascenona, los vinilfenoles y los derivados de la vainillina). Por el contrario alguno de los aromas liberados por hidrólisis enzimática no son representativos de los aromas liberados en el transcurso de la fermentación. 5. Evolución de los aromas varietales durante la crianza del vino sobre lias. El hecho de que una parte del potencial aromático de la uva permanezca en su forma glicosídica tras la fermentación alcohólica, hace que se pueda revelar en el curso del envejecimiento del vino. Durante esta etapa, la acidez del vino provoda la hidrólisis y la transformación lenta de los glicósidos y de las agliconas liberadas. Además, cuando el vino se cría sobre lias, las enzimas hidrolíticas liberadas por antolisis de las levaduras pueden reaccionar con la fracción de los precursores glicosídicos. Los trabajos publicados sobre este tema no son muy abundantes. Aunque se ha observado una disminución de los contenidos totales en glicósidos después del contacto del vino con las lias (25), nosotros no tenemos información sobre los aromas liberados y sobre el papel de las lias en esta liberación. Por eso hemos estudiado la evolución de los aromas varietales en el transcurso de la crianza del vino sobre lias. Después de la fermentación alcohólica de un mosto natural enriquecido en precursores glicosídicos, los vinos han permanecido en contacto con sus lias durante 9 meses a 20ºC. Los compuestos odorantes formados se han cuantificado por GC-MS en momentos diferentes del envejecimiento (al final de la fermentación, después de tres meses y después de nueve meses). Se han observado dos comportamientos distintos: Ciertos compuestos han mostrado un aumento en su concentración a lo largo del tiempo, es el caso de la mayoría de los norisoprenoides (salvo la β-damascenona y la α-ionona), linalol, α-terpineol, vainillato de etilo, siringaldehido y cinamato de etilo; mientras que la mayoría de los compuestos han mostrado una disminución de su concentración (particularmente los vinilfenoles y hexanoles). Esta disminución se debe a la inestabilidad de estos compuestos, la cual en ciertos casos aumenta en presencia de lias, lo que hace que su degradación no se compense por su formación a partir de los precursores. En la mayoría de los casos, la contribución de la hidrólisis ácida a la liberación de aromas varietales ha sido poco importante, salvo el caso del linalol, del α-terpineol y del siringaldehido. Por otra parte las lias provenientes de levaduras distintas han mostrado capacidades ligeramente diferentes para liberar los aromas varietales. Sin embargo estos fenómenos no son siempre representativos de los observados en el transcurso de la fermentación alcohólica. 6. Evolución de los aromas varietales a partir de precursores en el transcurso del envejecimiento acelerado del vino (13). Para completar los trabajos anteriores, hemos estudiado la liberación de aromas varietales en el transcurso del envejecimiento acelerado de un vino (sin lias). Cuando el vino se calienta entre 40-50º C en ausencia de oxígeno, se reproducen las reacciones hidrolíticas que tienen lugar en el transcurso de la crianza del vino en botella. Estas reacciones compreden tanto la hidrólisis de los glicósidos como la deshidratación, ciclación y reorganización de las agliconas liberadas, como es el caso de los monoterpenos y de los C-13 norisoprenoides. La formación y la transformación de estos dos grupos de compuestos en el transcurso del envejecimiento del vino se ha estudiado ampliamente. Sin embargo, se ha publicado poca información sobre compuestos como los derivados de la vainillina, los fenoles volátiles o las lactonas. Los vinos utilizados en este trabajo provenían de la fermentación alcohólica de un mosto modelo enriquecido en precursores, que se habían obtenido según lo citado anteriormente. Estos vinos se han sometido a un envejecimiento acelerado a 50º C durante nueve semanas. Los aromas varietales formados se analizaron después de una semana, después de tres y después de nueve semanas. Hemos observado un aumento en los contenidos de la mayoría de los aromas varietales en la primera semana de crianza. De todos modos, muchos de los mismos enseguida han comenzado a disminuir su concentración. Ciertos compuestos que no se habían detectado al final de la fermentación estaban presentes a concentraciones elevadas después de la primera semana de crianza (vitispiranos, TDN, TPB, Riesling acetal, oxidos de linalol, furanicos, siringaldehido, etc.). Los únicos compuestos en los que la concentración aumentó a tolo lo largo del envejecimiento son la mayoría de los derivados de la vainillina, el guayacol, el 4-etilfenol y los óxidos de linalol. En general hemos observado una acentuación de las diferencias varietales en el curso de la crianza, las cuales no eran tan evidentes al final de la fermentación alcohólica. Estas diferencias varietales son representativas de las que se habían observado después de la hidrólisis ácida y enzimática de los extractos de precursores. Bibliografía (1) Ibarz, M. J. Estudio de los aminoácidos y otros componentes de la uva como precursores del aroma del vino. Desarrollo de métodos para su análisis. Universidad de Zaragoza, Zaragoza, 2005. (2) Ibarz, M. J.; Ferreira, V.; Hernandez-Orte, P.; Loscos, N.; Cacho, J. Optimization and evaluation of a procedure for the gas chromatographic-mass spectrometric analysis of the aromas generated by fast acid hydrolysis of flavor precursors extracted from grapes. J. Chromatogr., A 2006, 1116, 217. (3) Loscos, N.; Hernandez-Orte, P.; Cacho, J.; Ferreira, V. Release and formation of varietal aroma compounds during alcoholic fermentation from nonfloral grape odorless flavor precursors fractions. J. Agric. Food Chem. 2007, 55, 6674-6684. (4) Lopez, R.; Aznar, M.; Cacho, J.; Ferreira, V. 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Vitic. 1997, 48, 397-402. 65 66 Síntesis de los trabajos en curso sobre la rotundona, un potente compuesto aromático responsable de las notas de pimienta en los vinos M.J. Herderich1, T.E. Siebert1, M. Parker1, D.L. Capone1, C. Mayr1, P. Zhang2, O. Geffroy3, P. Williamson1, I.L. Francis1 The Australian Wine Research Institute, PO Box 197, GLEN OSMOND, SA 5064, Australia School of Land and Environment, University of Melbourne, Grattan Street, PARKVILLE, Vic 3010, Australia 3 Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, 81 310 LISLE SUR TARN, Francia Email : [email protected] 1 2 Introducción Syrah es una de la seis variedades principales en el Mundo junto con Merlot, Cabernet Sauvignon, Pinot Noir, Sauvignon Blanc y Chardonnay. La superficie de viñedo plantado con viñas de Syrah ha crecido desde menos de 10.000 hectáreas a principios de 1980 hasta más de 140.000 hectáreas en 2004/2005. Aproximadamente un 50% del Syrah es cultivado en Francia, y un 25% en Australia, con Argentina, Sudáfrica, California, Chile, EE.UU., Italia, Nueva Zelanda, Grecia, España, Suiza y otros países de menor producción con el resto. Shyraz es la variedad favorita en Australia para elaborar vino tinto, con 380.000 toneladas o el 45% del tinto y el 22,9% de la producción total de uva para vino de un total de 1.660 millones de toneladas en 2011/2012. Shiraz (el nombre usado por muchos productores del Nuevo Mundo para la variedad de uva conocida como Syrah en Francia) es una antigua variedad y se cree que emergió de Mondeuse blanche y Dureza en el norte del valle del Ródano, ca. 100 DC (1); fue también una de las primeras viñas en llegar a Australia en 1832. Hasta la fecha, las uvas utilizadas para la elaboración de vino proceden de viñas de Shiraz plantadas en Australia hace más de 120 o 160 años en Hunter Valley, Victoria y Barossa Valley. Los vinos de Shiraz tienen diversos e interesantes aromas que van desde la ciruela pasa, bayas y chocolate hasta regaliz y especiado, dependiendo de las regiones. La Shiraz es una variedad muy versátil y es utilizada sola o en mezclas con Cabernet Sauvignon, con Garnacha y Mourvedre, o Viognier. Los estilos australianos más destacados incluyen vinos elegantes, de clima frío con notas de pimienta (por ejemplo de Adelaide Hills o de Grampians); vinos de sabor más intenso, especiados y algunas veces mentolados de Margaret River, Coonawarra o Clare Valley; vinos más maduros con notas de chocolate (Barossa Valley, McLaren Vale), y vinos con más cuerpo y notas de cuero (Hunter Valley). A pesar de la importancia de la Shiraz en la industria australiana del vino, hasta recientemente poco se conocía de los compuestos del aroma que son contribuyentes clave al aroma y sabor percibido en los vinos de calidad premium de vino Shiraz. Las evidencias anecdóticas, notas de cata, y contraetiquetas de las botellas de vino Shiraz australiano sugieren que un aroma “especiado” o “pimienta” es importante para algunos vinos de alta calidad australianos de Shiraz. El carácter de pimienta podría pensarse como esencialmente australiano y posiblemente puede incluso formar parte del “terroir” de un vino particular, aún así el compuesto responsable del particular aroma del Shiraz no ha sido identificado. Por tanto, era importante aislar y adquirir un mayor conocimiento de ese poderoso odorante que está presente en las uvas y vinos de nuestro propio jardín trasero. 1. Identificación de la rotundona como el compuesto clave del aroma a pimienta en uvas y vino En experimentos previos, muchos extractos de uvas Shiraz fueron investigados por cromatografía gas con detección olfatométrica (GCO) y cromatografía gas con detección por espectrometría de masas (GC-MS), pero ninguna zona de olor o compuesto conocido que coincidiera con el particular aroma a pimienta o especia pudo ser encontrado. Sin embargo, el aroma a “pimienta negra” podía ser percibido en las uvas individuales y en homogeneizados sin pepitas de uvas Shiraz. Basado en evidencias anecdóticas de que existen viñedos con carácter “pimienta” que de manera consistente producen vinos con dicha nota, especialmente en años más frescos, una muestra amplia de uvas con carácter potencial “pimienta” fue obtenida de 12 viñedos en South Australia y Victoria. Los 18 atributos sensoriales más importantes de las 18 muestras de uva, incluyendo el descriptor “pimienta”, fueron evaluados por análisis descriptivo sensorial (2). Este atributo de “pimienta negra” era independiente de los atributos “verde”, “césped” y “uva pasa” que también estaban presentes. El estudio sensorial reveló una fuerte correlación entre la intensidad del aroma “pimienta” y la intensidad del sabor “pimienta” en el paladar y nos permitió concentrarnos en los volátiles de la uva para los posteriores experimentos. El análisis químico de estas muestras de uvas fue llevado a cabo median pH, TA y TSS. Sin embargo, no se encontraron tendencias significativas que relacionaran estas medidas estándar de madurez y calidad de las uvas con sus puntaciones sensoriales de “pimienta”. Para estudiar todos los metabolitos volátiles de la uva de manera comprensiva, no dirigida, muestras homogeneizadas fueron analizadas por espacio de cabeza estático GC-MS. Para lo experimentos metabólicos se utilizó un sistema de introducción fría, de esta forma conseguimos un enriquecimiento de aromas volátiles traza con límites de detección mejorados en el rango de los pocos ppb, y al mismo tiempo evitamos posibles efectos matriz o de discriminación habituales en técnicas como la SPME. Este análisis GC-MS produjo más de 13.000 espectros de masas individuales por muestra de uva. Antes de someterlos a análisis multivariante, los datos fueron preprocesados usando procedimientos de suavizado y normalización. Para explicar la intensidad de la puntuación del carácter “pimiento”, se emplearon el análisis de componentes principales y la regresión parcial por mínimos cuadrados para desarrollar modelos multivariantes basados en espectros de masas y descriptores aromáticos. La optimización de la metodología permitió la selección de una región única del cromatograma GC-MS que permitía predecir la intensidad del aroma “pimienta” con un coeficiente de correlación >0,98. Esto condujo a la identificación del α-ylangeno un sesquiterpeno tricíclico, que fue confirmado mediante co-inyección con el compuesto patrón. Aunque no es un compuesto aromático significativo por sí mismo, α-ylangeno era muy buen marcador del aroma “pimienta”, y su concentración mostró una discriminación similar entre los viñedos y añadas con más notas de pimienta a la encontrada usando los modelos multivariantes (2). Al mismo tiempo fallamos en la detección del compuesto impacto clave debido a sus muy bajos valor umbral y concentración. La subsiguiente identificación de la rotundona, el aroma clave de la nota “pimienta” en los extractos de Piper nigrum y uvas de Shiraz, requirió experimentos de GC-MS-O, y tuvo éxito sólo después una elaborada optimización de la preparación de muestra y enriquecimiento guiada sensorialmente (3). Fue mucho más complicada por el inusual, por tardío, tiempo de elución de la rotundona hacía el 67 final de análisis GC-MS-O. Finalmente, la presencia de la rotundona fue confirmada en los extractos enriquecidos de pimienta y uva por GC-MS-O y co-inyecciones con cantidades crecientes del compuesto sintetizado, los cuales dieron aumentos simétricos de pico, un espectro de masas coincidente, y el distintivo aroma a pimienta en tres fases distintas en columnas de GC. 2. Propiedades sensoriales de la rotundona Una vez que la identificación del sesquiterpeno rotundona como el compuesto aromático fue verificada, desarrollamos un método robusto para cuantificarla mediante análisis por dilución isotópica (SIDA) y GC-MS (4). Más recientemente, el análisis cuantitativo de la rotundona fue refinado adoptando un separación cromatográfica en dos dimensiones como ayuda para la resolución de problemas de coelución. Esto nos permitió llevar a cabo experimentos sensoriales para entender mejor las propiedades aromáticas de la rotundona, y comparar estos resultados sensoriales con las muy bajas concentraciones en que la rotundona se encuentra habitualmente en las uvas y en el vino. Se observaron excelentes correlaciones entre la concentración de rotundona y la intensidad media del aroma de pimienta negra encontrado por el panel sensorial tanto en uva como en muestras de vino, indicando que la rotundona – a niveles de pocos ng/kg – es un contribuyente mayoritario al carácter “pimienta” de las uvas y vino de Shiraz. Es más, los umbrales sensoriales para la rotundona encontrados fueron 8 ng/L en agua y 16 ng/L en vino tinto (3). Es notable que aproximadamente un 20% de los panelistas sensoriales no pudo detectar la rotundona durante el cálculo de los umbrales incluso en niveles 500 veces por encima del valor umbral en agua (3). Así que las experiencias sensoriales de dos consumidores disfrutando de la misma copa de vino Shiraz podrían ser muy diferentes. Para continuar con esta observación, un estudio sensorial evaluó el efecto de la rotundona (pimienta negra), junto con el del eucaliptol (mentolado, camphor, eucalipto) y guaiacol (ahumado) cuando se añadían en cantidades moderadas y altas al vino tinto. Este estudio exploró las preferencias y tolerancias de los consumidores para los aromas que aparecen naturalmente en los vinos descritos con notas de pimienta, eucalipto y ahumado para entender cuáles eran los niveles deseables en estos vinos. Las propiedades sensoriales fueron determinadas por un panel sensorial descriptivo y 104 consumidores de Adelaida cataron los vinos y dieron puntuaciones de preferencia. Gracias al estudio descriptivo quedó demostrado que los atributos “bayas rojas”, “bayas oscuras”, “vainilla”, “ahumado”, “pimienta”, “menta/eucalipto”, “paladar vainilla”, “paladar ahumado”, “paladar menta/eucalipto” y “paladar pimienta” eran significativamente diferentes entre las muestras. A partir de las puntuaciones se identificaron mediante análisis clúster tres grupos de consumidores con preferencias similares, la adición de rotundona fue positiva para un tercio de los consumidores y neutral para el resto. Para evaluar los efectos de la rotundona en la calidad percibida por los consumidores será necesario trabajo adicional con otros vinos base y valorar la influencia del compuesto en presencia de otros compuestos que pueden influir en las notas “acidez”, “verde”, “baya” y “fruta global”. 3. Presencia de la rotundona en vino comercial Con los obstáculos de la identificación y el desarrollo del método analítico superados, empezamos a investigar algunos de los factores que podían contribuir a la presencia de la nota pimienta, tales como variedad de uva, tipo de clon y región. Para evaluar la distribución de rotundona y ayudar en posteriores estudios, se realizaron análisis de rotundona en una gran número de vinos australianos comerciales (137 fundamentalmente tintos obtenidos de vendedores locales) de diferentes variedades y añadas de varias regiones (5). La mayor parte fueron embotellados mediante tapón de rosca o corcho natural, e incluían Shiraz, Merlot, Durif, Pinot Noir, Cabernet Sauvignon y algunos otros vinos interesantes de regiones vinícolas populares desde los 68 primeros 1990 hasta 2006. La figura 1 muestra las cantidades de rotundona encontradas y la variedad/región del vino en las muestras donde el compuesto estaba presente. La gran mayoría (81%) de los vinos no tenían rotundona en niveles detectables, y de los vinos que contenían rotundona, el 62% eran Shiraz. En la figura 1 es aparente que los niveles de rotundona por encima de su umbral (>16 ng/L) se encuentran a menudo en vinos originarios de regiones de climas frescos y/o añadas más frías, y no se encuentran limitados a Shiraz. La aparición tan extendida de la rotundona en el vino está de acuerdo con observaciones previas (3, 6) y resultados recientes obtenidos por el grupo de Mattivi en vinos de Schioppettino, Vespolina y Grüner Veltliner (7, 8). En colaboración con el IFV Sud-Ouest se demostró que la rotundona es un compuesto clave en el aroma a pimienta de los vinos de Duras y Pineau d’aunis; también estaba presente en el vino de Graciano y Gamay aunque sólo en concentraciones alrededor de su valor umbral de percepción. Además de las uvas y el vino, la rotundona fue encontrada en cantidades mucho mayores en otras hierbas y especias comunes, especialmente en granos de pimienta negra y blanca, donde se encuentra en una concentración aproximadamente 10.000 veces mayor que la encontrada en un vino con olor a pimienta (3). Figura 1. Concentración de Rotundona en vinos australianos comerciales (5). Para caracteriza la estabilidad de la rotundona en vino durante el envejecimiento, estudiamos los efectos de varios cierres en los niveles de rotundona en vino embotellado (5). Para determinar si el compuesto era eliminado por el cierre, como sucede con otros compuestos aromáticos, un vino de Shiraz fue dopado con 100 ng/L de rotundona. Las botellas (750 mL; 24 para cada tipo de cierre) fueron cerradas con corcho natural, corcho sintético o tapón de rosca y en el momento del embotellado se prepararon ampollas de vidrio cerradas como control. Se analizó en triplicado el contenido de rotundona tras 0, 6, 12 y 39 meses. No se observó cambio en el contenido en rotundona hasta los 39, donde se registró una pequeña pérdida en el corcho sintético (~6% de reducción respecto a la concentración original). La estabilidad de la rotundona en las condiciones del vino y la relativa poca eliminación del compuesto por el cierre indican que es poco probable que las notas “pimienta” de un particular vino en el momento del embotellado cambien significativamente a lo largo del tiempo de almacenamiento. De hecho, un vino de Shiraz de la región de Grampians con el nivel más alto de rotundona (161 ng/L) y que aparece en la figura 1 era de la cosecha de 2002, mientras que otro Shiraz de la misma región de la cosecha de 1999 todavía tenía 152 ng/L después de llevar 10 años embotellado. Estos ejemplos indican la relativa estabilidad del compuesto por muchos años. 4. Factores que influyen en la concentración de rotundona en uvas y vino La rotundona es un compuesto bastante inusual para ser un aroma del vino ya que pertenece al pequeño grupo de compuestos impacto (como la isobutilmetoxipirazina y algunos monoterpenos) que proceden directamente de las uvas. Asumimos que la rotundona presente en un vino ha sido extraída sin ninguna transformación química o bioquímica durante la elaboración. Al contrario, es mucho más común que los compuestos volátiles del aroma del vino sean liberados de sus precursores no odorantes (tales como glicósidos o conjugados cisteínicos) o que sean sintetizados directamente por la levadura durante la fermentación. Con base en la relación directa uva-vino para la rotundona (3, 8), y dado el bajo valor umbral para este compuesto (3) y su aparente estabilidad en vino (5), se abrían oportunidades para influir en su nivel, y por tanto en el aroma “pimienta” en el vino a través de la selección clonal, prácticas viticulturales apropiadas o mediante la modificación de los procedimientos de vinificación. En primer lugar necesitábamos determinar cuándo se desarrolla la rotundona en las uvas, dónde se localiza y cuánto se extrae durante la elaboración. Para estudiar la formación, localización y extracción de la rotundona, y onociendo el impacto del clima en las concentraciones de rotundona (3, 5), un viñedo de Adelaide Hills plantado con los clones de Shiraz 1127 y 2626 fue seleccionado por su clima fresco y producción regular de uvas Shiraz con carácter “pimienta”. Para monitorizar los niveles de rotundona en las uvas durante la maduración, se tomaron muestras de racimos de filas comparables de ambos clones de Shiraz en el envero, al 50% de color rojo entre el envero y la cosecha, y un día antes de la cosecha comercial. En las etapas tempranas de la madurez encontramos sólo niveles bajos de rotundona en las bayas (típicamente por debajo de 5 pg/baya) hasta bien después del envero, con la mayor parte de la rotundona acumulándose en las últimas seis semanas de madurez. En el momento de la cosecha, una concentración más alta de rotundona de 20 pg/baya se encontró en el clon 2626, lo que coincide con las opiniones de que el clon 2626 es un clon de Shiraz con más notas de pimienta (9). En subsiguientes estudios en varias regiones australianas y de Nueva Zelanda sobre Shiraz, y en Francia en Duras, se confirmo que la concentración de rotundona en las uvas aumenta significativamente en un momento relativamente cercano a la cosecha y permanece estable en ese nivel o desciende ligeramente (datos sin publicar). Para investigar la localización de la rotundona en las uvas de Shiraz, analizamos muestras recién cosechadas, pieles separadas de la pulpa, mosto y pepitas, y pulpa y mosto sin semillas. La rotundona sólo se encontró en la piel de las uvas de Shiraz y no se detectó en la pulpa, mosto o pepitas después de la separación. Aunque este experimento implicó sólo un limitado conjunto de muestras y será necesario más trabajo antes de poder extraer conclusiones generales, el hallazgo de que la rotundona se localiza en las pieles de las uvas es consistente con lo encontrado por otros estudios (8). La extracción de rotundona de las uvas al vino fue explorada midiendo la concentración de rotundona en muestras tomadas diariamente durante la fermentación comercial de dos clones, desde el mosto inicial hasta el vino prensado. Se vendimiaron comercialmente uvas de Shiraz de los clones 1127 y 2626 en el mismo día en estados de madurez similar y los parámetros de la elaboración fueron los mismo para todos los fermentados excepto para el día de prensado. En este ensayo de fermentación la mayor parte de la rotundona fue extraída de las uvas entre los días 2 y 5, y las concentraciones de rotundona alcanzaron un nivel estable en todas las fermentaciones antes del prensado. En conjunto, los datos son consistentes con la rápida extracción de rotundona de las pieles durante la fermentación; el periodo de retraso entre la rotura de las uvas en el día 0 y el día 2 (día 3 para la fermentación de las uvas del clon 1127) indica que la concentración de etanol y/o otros efectos relacionados con la levadura están probablemente implicados en facilitar la extracción de la rotundona. En las pieles del clon 1127, la rotundona fue cuantificada en 24,7 ng/ kg, y en 49,5 ng/kg en el clon 2626. Por tanto, el efecto clonal puede ejercer un papel, con un nivel de rotundona más alto encontrado en el clon 2626 de Shiraz (9). Más recientemente, algunos efectos clonales en Shiraz fueron aparentes en un estudio neozelandés; sin embargo, en un análisis comprensivo de rotundona en uvas Shiraz de 35 clones criados en la colección de germoplasma en el SARDI en Barossa Valley en Australia, sólo se encontraron pequeñas concentraciones de rotundona y no se observó ningún efecto asociado al clon (datos sin publicar). Estos últimos resultados pueden reflejar las particulares condiciones de calor y sequía de la cosecha de 2008 en Barossa Valley que no fueron convenientes para la formación de rotundona; en cualquier caso, las uvas de climas cálidos han mostrado tener en general niveles muy bajos del compuesto. Los resultados incoherentes de los estudios de los clones de Shiraz realizados hasta el momento parece apuntar hacia las condiciones de la cosecha, y potencialmente al viñedo, como factores que interaccionan y que pueden influir en la biosíntesis de rotundona y en el aroma a pimienta del vino. Mientras que los efectos clonales pueden tener algún papel en la concentración de rotundona en las uvas Shiraz, los datos obtenidos hasta el momento indican que la biosíntesis de rotundona esta probablemente asociada a la interacción del genoma del viñedo con su medioambiente. Está hipótesis está basada en la propensión de la rotundona a aparecer predominantemente en la variedad Shiraz (esto apunta a un factor genético relacionado con la variedad), con concentraciones significativamente elevadas en algunas cosecha, viñedos y en uvas de climas frescos. También, en otras especies de plantas se ha demostrado que la inducción de la biosíntesis de sesquiterpenos relacionados estructuralmente es una respuesta común de la planta a presiones medioambientales (10). Obviamente, hará falta un estudio más detallado hasta que los viticultores y enólogos entiendan completamente como podemos controlar la rotundona en las uvas y quizá sacar partido de su efectos sensoriales en el vino. Para alcanzar este objetivo los estudios que se realizan en este momento en Australia para caracterizar los efectos climáticos y la variación de la concentración de rotundona dentro de un viñedo y entre viñedos de Shiraz, y la investigación llevada a cabo por grupos franceses (en Duras) y neozelandeses (en Shiraz) sobre el impacto de las prácticas viticulturales como la retirada de hojas, exposición del racimo, aclareo o irrigación, son puntos de partida muy importantes. Agradecimientos Queremos dar las gracias a los colegas del AWRI y a los panelistas sensoriales, pasados y presentes, y a nuestros socios en Australia, Nueva Zelanda y Francia que contribuyeron a la investigación de la rotundona. Apreciamos el soporte e interés de muchas bodegas australianas y su suministro de muestras de uva y vinos con la nota pimienta, y especialmente a la dirección de Mount Langi Ghiran y Shaw and Smith Wines. También queremos reconocer las valiosas discusiones y materiales de referencia proporcionados por Symrise y Charles Cornwell de Australian Botanical Products. Está investigación del AWRI, un miembro del Wine Innovation Cluster en Adelaida, Australia, fue financiada por los viticultores y productores de vino a través de su organismo de inversión el Grape and Wine Research and Development Corporation, y con la misma cantidad de fondos del gobierno australiano. Referencias 1.Bowers, J. E.; Siret, R.; Meredith, C. P.; This, P.; Boursiquot, J.-M. Acta Hort. (ISHS), 2000, 528, 129-132. 2. Parker, M.; Pollnitz, A. P.; Cozzolino, D.; Francis, I. L.; Herderich, M. J. J. Agric. Food Chem., 2007, 55, 5948–5955. 3.Wood, C.; Siebert, T. E.; Parker, M.; Capone, D. L.; Elsey, G. M.; Pollnitz, A. P.; Eggers, M.; Meier, M.; Vossing, T.; Widder, S.; Krammer, G.; Sefton, M. A.; Herderich, M. J. J. Agric. Food Chem., 2008, 56, 3738–3744. 4.Siebert, T. E.; Wood, C.; Elsey, G. M.; Pollnitz, A. P. J. Agric. Food Chem., 2008, 56, 3745–3748. 5.Jeffery, D. W.; Siebert, T. E.; Capone, D. L.; Pardon, K. H.; Van Leeuwen, K. A.; Solomon, M. R. Technical Review No. 180 (2009), pp 11-16. 6.Iland, P.; Gago, P. Discovering Australian Wine - A Taster’s Guide; Patrick Iland Wine Promotions: Adelaide, Australia,1995. 7.Mattivi, F.; Caputi, L.; Carlin, S.; Lanza, T.; Minozzi, M.; Nanni, D.; Valenti, L.; Vrhovsek, U. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2011, 25, 483-488. 8.Caputi, L.; Carlin, S.; Ghiglieno, I.; Stefanini, M.; Valenti, L.; Vrhovsek, U.; Mattivi, F. J. Agric. Food Chem., 2011, 59, 5565-5571. 9.Siebert, T.; Solomon, M. R. In Proceedings of the 14th Australian Wine Industry Technical Conference; Blair, R., Lee, T., Pretorius, S., Eds.; 2011; pp 307-308. 10.Chen, F.; Tholl, D.; Bohlmann, J.; Pichersky, E. The Plant Journal, 2011, 66, 212–229. 69 70 Potencial aromático de vinos elaborados en climas cálidos: el caso de América latina Eduardo Agosin1,2 1 Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos, Escuela de Ingeniería, Pontificia Universidad Católica de Chile , Casilla 306 Correo 22 ; SANTIAGO, Chile 2 Centro de Aromas y Sabores, DICTUC SA, SANTIAGO, Chili Email : [email protected] Introducción El aroma del vino está ligado al desarrollo de las distintas etapas de la producción y al « savoir faire » del enólogo, pero fundamentalmente es el reflejo de la uva inicial, en particular variedad y «terroir». Así, aún cuando una variedad de uva se encuentre en zonas geográficas alejadas y sea vinificada usando técnicas diferentes, el vino resultante poseerá ciertas cualidades inherentes a la tipicidad de la variedad. Por lo tanto, la identificación y cuantificación de los compuestos odorantes presentes en la uva empleada en la elaboración del vino es esencial ya que define, en gran medida, su calidad (RibereauGayon et al, 1998). El metaboloma volátil del vino está constituido por alrededor de 200 compuestos volátiles, presentes en concentraciones que van desde algunos nanógramos a centenas de micrógramos por litro. Estos constituyen la fracción libre del aroma, entre los cuales se encuentran los compuestos odorantes. Existe también otro grupo de compuestos, provenientes de la variedad, llamados precursores o fracción ligada del aroma, que conforma el potencial aromático del vino. Este está formado por compuestos no volátiles – y que por lo tanto no pueden ser percibidos por el olfato - pero susceptibles de liberar aromas varietales luego de su hidrólisis, ya sea durante la vinificación o la crianza, según el precursor considerado (Bayonove et al, 2000). Esta fracción del aroma constituye el objeto de este trabajo, en el cual presentaremos algunos resultados obtenidos en los últimos años en nuestro grupo. Norte del país, donde este destilado posee denominación de origen. El análisis por GC/MS de la composición en terpenos libres y ligados de distintas Moscateles, provenientes de un jardín de variedades mantenido por el Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA, reveló la existencia de variedades particularmente ricas en terpenos libres y ligados, en particular Moscatel amarilla y Moscatel blanca temprana (Figura 1) (Agosin et al, 2000). Paradójicamente, estas dos variedades hoy en día tienen plantaciones marginales – menores a 100 has! - en la zona. No es el caso en Argentina, donde la variedad Moscatel amarilla se conoce como Torrontés riojano. Por su parte, las variedades Moscatel rosada y Moscatel de Alejandría, las más importantes en superficie plantada con cerca de 2,000 has cada una, presentan concentraciones intermedias, comparables a sus homónimas europeas. Moscatel de Austria – con un poco más de 2,000 has - es más pobre en estos compuestos. Figura 1: Concentración de terpenos libres (A) y ligados (B) en variedades de uva Moscatel de la IV región, Chile (Agosin et al ., 2000). 1. Precursores glicosídicos en variedades Moscatel. Los terpenoles representan la base de la tipicidad Moscatel (Baumes et al, 1994). En efecto, en el caso de las variedades aromáticas, los terpenoles contribuyen en forma significativa a la tipificación de los vinos debido a su bajo umbral de detección olfativa, así como a su calidad aromática. Los compuestos responsables del agradable aroma floral-frutoso propio de estas variedades son esencialmente linalol, nerol, geraniol y en menor extensión citronelol, α-terpineol, óxidos de linalol, alcoholes (feniletanol, hexanol, etc), fenoles volátiles y C13-norisoprenoides. Estos compuestos están presentes en parte en forma libre y en parte unidos a azúcares, principalmente disacáridos. Cabe mencionar que todas las variedades de uva poseen este tipo de precursores, pero las moscateles son las más ricas, teniendo en general mucho mayor cantidad de precursores glicosilados que aromas libres. Estos conforman una importante reserva de aromas varietales, el potencial aromático (Baumes et al, 1994, Bayonove et al, 2000). La hidrólisis ácida o enzimática de estos precursores permite la liberación de estos compuestos volátiles, incrementando las características aromáticas del producto final (Bayonove et al, 1992; Gunata et al, 1990 y 1993). En Chile, las Moscateles son empleadas básicamente para la fabricación del pisco, definido como un aguardiente joven de aroma frutal. Los viñedos - unas 12,000 has en total, - se concentran en el El estudio del potencial aromático en más de 50 muestras/variedad en M. Alejandria y M. rosada recolectadas en distintos puntos de la región pisquera durante las vendimias 2006 y 2007 mostró que las agliconas pertenecientes a las familias de terpenos y C13-norisoprenoides representan más del 80% del total de compuestos identificados en cada muestra. Los principales terpenos, presentes en concentraciones similares (sobre 7,000 microg/L) en Moscatel Rosada y Alejandría, corresponden al diol 3,7 y a 2,6 dimetilocta2,7 dien-1,6 diol. No obstante, M. de Alejandría presenta concentraciones de linalool y geraniol 10 veces superiores a las de M. Rosada, lo que acentúa su carácter floral (Anexo 1). Respecto a los 13C-norisoprenoides, aquellos presentes en M. rosada alcanzan concentraciones entre 500-10,000 ug/L, concentración que se duplica en M. de Alejandría. Los C13-norisoprenoides más abundantes en M. rosada y Alejandría fueron 3-oxo-α-ionol, 3-hidroxi-7,8-dihidro-ß–ionol y vomifoliol, los cuales entregan notas florales, dulces y maderosas (Tabla 1). Sorprendemente, a pesar de la gran variabilidad de concentraciones en compuestos ligados en ambas familias, dedujimos una proporción constante (R2 = 0,81) entre la concentración total de terpenos y de 13C-norisoprenoides, cercana a 4,5 (Figura 1) en ambas variedades, lo cual podría relacionarse con su origen común – ambos son terpenos que derivan de la vía de isoprenoides – y de su acumulación en plastidios y vacuolas en forma hidrosoluble. 71 fue la de C13-norisoprenoides, con 50-60% del total de los precursores (Fig. 3). Entre los cerca de 20 compuestos identificados de esta familia, los más abundantes son los derivados de α-ionol, que representan 30% del total. Otros norisoprenoides importantes son los derivados de α-ionol, de β-ionona, y de 3-hidroxi-β-damascona, así como actinidolidos y vomifoliol, Figura 2: Relación entre precursores glicosidicos de C13-norisprenoides y de monoterpenos en uva Moscatel rosada. Figura 3: Contenido de C13-norisoprenoides ligados en uva Carmenere de 3 valles medidos durante 3 años consecutivos. Los números sobre los recuadros indican los ºBrix de la uva. Afin de verificar el impacto potencial de estos aromas ligados en la calidad del vino durante la crianza, emulamos el devenir de los precursores durante la guarda del vino en botella utilizando un vino modelo enriquecido con precursores de aroma extraídos a partir de 3L de vino varietal Carmenere. El vino modelo resultante se almacenó a 45ºC durante cuatro semanas, lo que equivale aproximadamente a dos años de guarda en botella a temperatura de bodega (15-17ºC) (Schneider et al (2001). Una vez concluido este tiempo, se extrajo y cuantificó por GC/MS los aromas liberados durante el proceso. Además de la cuantificación, se estudió por GC-sniffing, el impacto olfativo de estos compuestos (Tabla 2). Esta última técnica es muy potente pues permite determinar, dentro del universo de compuestos presentes, cuáles tienen un impacto real sobre la calidad aromática del producto final. El tratamiento de guarda acelerada resultó en una importante liberación y formación de C-13 norisoprenoides, fenoles volátiles, terpenos y lactonas. Dentro del primer grupo cabe destacar la formación de grandes cantidades de b-damascenona (umbral de detección: 9 ppt), vitispiranos (aromas especiados), 3-oxo-a-ionol, TDN (aroma a kerosene), vomifoliol y derivados de éste, y otros derivados ionona y ionol. Resulta interesante la aparición de Riesling acetal (aroma afrutado), compuesto que no se encuentra como precursor, pero que provendría de la transformación de alguna dihidro-b-ionona. Por último, se separaron algunos norisoprenoides que no pudieron ser identificados en forma fehaciente, los cuales serían responsables de ciertas notas a naranjas confitadas, herbáceas y frutas. Tabla 1: Concentraciones promedio de terpenos y 13C- norisoprenoides en uvas pisqueras Moscatel Rosada y moscatel de Alejandría. 2. Precursores glicosídicos en Vitis vinífera cv. Carmenere. Vitis vinifera cv Carménère es la cepa emblemática del vino chileno. Cuenta con una superficie plantada cercana a 10,000 has, y existe solo en nuestro país. Esta variedad se creía desaparecida desde 1850, luego de la plaga de filoxera que diezmó las vides en Europa. Sin saberlo, ésta ya existía en Chile desde antes de esa fecha, donde estaba confundida con Merlot. En 1994, J.M. Boursiquot y P. Pszczólkowski identificaron que gran parte del Merlot en Chile no era tal, sino “Carménère”, una variedad de Burdeos extinta y de gran calidad. La uva Carmenere posee un alto potencial aromático. Un estudio realizado durante 3 años consecutivos en 3 valles diferentes del Centro Sur del país nos permitió cuantificar que los precursores glicosídicos a madurez variaban entre 4,000 y 11,000 microg/kg de uva. La familia con el mayor número y concentración de compuestos 72 Tabla 2: Concentración y descriptores de los aromas liberados de un vino modelo enriquecido en precursores de aromas de Carmenere sometido a envejecimiento acelerado. 3. Precursores-S-conjugados en Sauvignon blanc. Los vinos de Sauvignon blanc presentan un aroma característico, que los degustadores experimentados definen como pimentón verde, hoja de tomate, «box tree», brotes de cassis, hoja de tomate, pomelo y frutos exóticos. Los compuestos responsables de notas de pomelo, frutos exóticos y hoja de tomate son los tioles 3-mercaptohexanol (3MH), acetato de 3- mercaptohexanol (A3MH) y 4-metil-4-mercaptopentanona (4MMP), respectivamente (Darriet et al., 1993 ; Dubordieu & Darriet 1993; Tominaga et al., 1996 y 1998a). El umbral olfativo de estos compuestos es muy bajo: 20 ng/L para el 3MH y 0,8 ng/L para la 4MMP. Tabla 3: Efecto del terroir sobre el contenido de precursores de tioles en uva Sauvignon El hecho que la uva Sauvignon blanc posea un gusto relativamente neutro, que no es comparable a la complejidad aromática de sus vinos, permitió inferir la presencia de precursores de aromas en esta uva que son revelados durante la fermentación alcohólica. De hecho, la existencia de estos precursores podría explicar el fenómeno de « retorno aromático », descrito por diversos enólogos. En trabajos iniciales, se pensó en la presencia de precursores glicosídicos. Sin embargo, Darriet (1993) demostró que el uso de enzimas tipo glicosidasas no resultaba en la liberación de 4MMP. En cambio, el uso de una b-liasa resultó ser efectiva, lo cual implicaba que los tioles se encontrarían ligados a cisteína (Tominaga et al., 1995) Más tarde, la identificación inequívoca de los precursores S-conjugados a cisteina fue realizada por Tominaga y colaboradores (1998c). El análisis de la fracción de precursores permitió identificar los derivados de cisteina de la 4MMP, el 3MH y 4MMPOH (Peyrot des Gachons et al., 2000). Más recientemente, se demostró la presencia importante de precursores S-conjugados a glutatión (Peyrot des Gachons et al, 2002; Roland et al, 2010, 2011; Capone et al, 2011; Peña-Gallego et al, 2012). El efecto de la fecha de cosecha sobre el contenido de precursores ciasteinilados fue evaluado incluyendo dos fechas tempranas, fecha madurez industrial y una fecha tardía (Figura 5). Solo el precursor de 3-MH varía significativamente con la fecha de cosecha, alcanzando un máximo de 21 ppb en el momento de cosecha industrial. El precursor de 4MMP se mantiene relativamente constante alrededor de 500 ppt. blanc. Resultados expresados en Unidades de Acitividad Olfativa (OAV). El impacto del terroir sobre el potencial aromático de la uva Sauvignon blanc queda de manifiesto al comparar el valle de Casablanca con un clima templado y cosecha más tardía con el valle de Curicó, muy cálido y con altas densidades de plantación (Tabla 3). En promedio, el valle de Casablanca produce uva dos y cuatro veces más rica en precursores de 4MMP y 3MH, respectivamente que el valle de Curicó. A excepción del nivel de carga, el resto de los resultados que se presentan de aquí en adelante fueron obtenidos en el valle de Casablanca. Se determinó durante 3 temporadas el contenido de precursores en los 3 clones más plantados del valle de Casablanca, crecidos en un jardín de variedades y de edad similar (Figura 6). El clon 242 mostró el mayor potencial aromático mientras que el clon 242 es significativamente inferior a los otros dos clones evaluados. Como no teníamos ningún valor de la calidad aromática de los vinos Sauvignon blanc que se producían en Chile, el año 2005 analizamos el contenido de 4-MMP, 3-MH y Ac-MH de los vinos S. blanc de 3 viñas del valle de Casablanca y uno de Leyda en relación con 3 vinos internacionales, uno de Francia y dos de Nueva Zelandia (Fig 4). Los resultados están expresados en unidades olfativas. La mayor concentración de 4MMP y A3MH coincide con los resultados reportados en literatura, correspondiendo a uno de los vinos neocelandeses, mientras que la mayor concentración de 3MH la alcanzó el vino del valle de Leyda. En general, los vinos nacionales en general tienen una alta concentración de tioles, mayor a los franceses y similar a los neozelandeses más frutosos y florales. En cuanto a la acumulación de precursores tiolados en la uva, solo se siguió el precursor cisteinilado. Se evaluó el efecto del terroir (Tabla 2), de la fecha de cosecha (Fig. 5), del clon (Fig 6) del tipo de cosecha (Fig 7) y de la carga (Fig 8). Figura 5: Evolución de precursores cisteinilados de tioles en Clon 1 de Sauvignon blanc según fecha de cosecha. Valle de Casablanca, 2005. Figura 6: Efecto clon sobre el contenido de precursores cisteinilados de 4MMP y 3MH (promedio temporadas 2005, 2006 2007) Figura 4. Unidades olfativas de tioles 4MMP, 3MH y A3MH en vinos Sauvignon blanc nacionales e internacionales. El estudio del tipo de cosecha – manual o mecánica - de la uva S. blanc se consideró relevante ya que se desconocía el impacto que esta operación podría provocar en la calidad de la fruta desde el punto de vista aromático; y se requiere tecnificar el proceso de cosecha para disminuir los costos y hacer más competitivo el proceso 73 productivo. En ambos casos, la muestra inicial (viñedo) se tomó en el predio durante la mañana del día de la cosecha, mientras que la muestra final se tomó en la bodega desde el camión que trasladó las uvas cuando se encontraba en la romana previo a pasar a pozo de recepción. En el caso de la cosecha mecánica, se determinó una pérdida significativa de un 55% del precursor P-4MMP y un 30% del precursor P-3MH (Figura 7). En cambio, para la cosecha manual, hay una pérdida mucho menor - 14% del P-4MMP y 8% del P-3MH . El estudio del nivel de carga (18 y 12 ton/ha de uva) sobre el potencial aromático de uva S. blanc realizado en el valle de Curicó (Fig. 8) muestra un aumento del 13% en el contenido de P-4MMP, un 52% del P-3MH y de un 33% para el P-BMT, cuando se disminuye el nivel de carga en un 35%. Cabe mencionar que las concentraciones obtenidas en este estudio fueron particularmente bajas. Conclusión En conclusión, existen numerosos factores de manejo del viñedo que influyen significativamente en el contenido final de precursores cisteinilados de los tioles en la uva de Sauvignon blanc. Sin embargo, no debe perderse de vista que, en general, el rendimiento en tioles libres recuperados en el vino respecto de los tioles ligados presentes en la uva es muy bajo, generalmente inferior al 10%; por lo tanto, el estudio del devenir de estos tioles durante las etapas prefermentativas y de fermentación enológica es quizás más importante para la calidad aromática final del vino S. blanc que el óptimo manejo a nivel de campo con miras a maximizar el contenido de precursores en las bayas de uva Sauvignon blanc. Figura 7: Efecto del tipo de cosecha - manual o mecánica - sobre el potencial aromático de S. blanc. Agadecimientos Al Dr Claude Bayonove, INRA Montpellier, quien nos introdujo en el fascinante mundo de los aromas y tuvo la generosidad de guiar nuestros primeros pasos. A Antonio Ibacache, INIA La Serena, por su generosa colaboración en el estudio de las variedades de moscateles en Chile; a Andrea Belancic, quien efectivamente realizó gran parte del trabajo inicial. A Patricio Azocar, de Capel, por su constante apoyo. Al enólogo Pablo Morandé por su constante apoyo y motivación en los estudios en Sauvignon blanc del valle de Casablanca. Y muy especialmente a todo el equipo del Centro de Aromas y Sabores, María Inés Espinoza, Lenka Torres, Juan Pablo Maldonado, Marcial Gajardo y Francisco Astorga, así como Gerard Casaubon y Rosa Mella, por el compromiso y el excelente trabajo analítico y sensorial llevado a cabo. Finalmente, a todos los alumnos de pre- y postgrado que dedicaron mucho tiempo y esfuerzo para sacar adelante con entusiasmo los trabajos encomendados. Figura 8: Efecto del nivel de carga sobre el contenido de precursores en uva Sauvignon blanc del valle de Curicó (año 2009) 74 El envejecimiento prematuro del aroma de los vinos tintos: identificación de nuevos marcadores Pr. Denis Dubourdieu1, Alexandre Pons2 y Valérie Lavigne2 Faculté d’œnologie Institut des Sciences de la Vigne et du Vin de l’Université de Bordeaux, Francia Chercheurs pour la Tonnellerie Seguin-Moreau, détachés à l’I.S.V.V, Francia Email : [email protected] 1 2 Introducción La calidad de los vinos tintos está íntimamente ligada a su capacidad de envejecimiento, es decir, al desarrollo de su personalidad aromática durante su conservación en botella; la duración revela el sabor inimitable de su origen. Aunque que los vinos tintos son menos susceptibles a la oxidación que los vinos blancos, puede ocurrir un envejecimiento prematuro (premox). En los vinos tintos, el premox se caracteriza por aromas de ciruela, compota e higos secos a menudo asociados con la evolución anormalmente rápida del color. Puede ocurrir en mostos y vinos procedentes de uvas maduras o en vinos durante la crianza y la conservación en botella. 1. Identificación de marcadores de envejecimiento defectuoso del aroma de los vinos tintos Nuestro enfoque para estudiar el envejecimiento prematuro del aroma de los vinos tintos (premox) es similar al método desarrollado en nuestros trabajos sobre este defecto en los vinos blancos: búsqueda por acoplamiento de la cromatografía de gases con olfatometría (GCO) de zonas odorantes características en los aromagramas, identificación de moléculas asociadas a estas zonas pues determinación de sus niveles y umbrales de percepción en los vinos por fin de estudiar su contribución a estos aromas específicos. 1. 1 Identificación de las zonas odorantes que evocan la fruta cocida, ciruelas pasas o higo en los aromagramas a base de extractos de vino tinto «premox», de fruta seca o de vino tinto elaborados a partir de uva pasificada Los aromagramas obtenidos a partir de los extractos orgánicos de vinos tintos marcados por aromas de envejecimiento, presentan dos zonas odorantes características. La primera ZO1, evoca claramente el aroma de ciruela, el aroma de ZO2 está más cerca de la fruta cocida (Tabla 1). Estas dos zonas identificadas en los vinos, se encuentran también en los extractos de ciruela pasa. Uno puede imaginar que estas mismas moléculas participan en el aroma de los vinos tintos premox y de las ciruelas secas. El descriptor ciruela pasa para los vinos tintos que sufren de envejecimiento prematuro aparece como perfectamente pertinente. Tabla 1: Comparación de aromagramas obtenidos a partir de extractos orgánicos de los vinos tintos con o sin aromas de ciruelas pasas. 1.2 Efecto del oxígeno sobre la formación de las zonas odorantes del aroma de ciruela pasa En el laboratorio, hemos demostrado el papel del oxigeno en la formación de los compuestos responsables del envejecimiento prematuro de los vinos tintos. Un mismo vino tinto sin defectos de oxidación, fue dividido en dos lotes (A y B). El lote A fue extraído directamente con disolventes orgánicos. El Lote B, fue agitado en un erlenmeyer abierto, es decir en presencia de oxígeno. Después de quince días, se realizó un extracto orgánico del Lote B. Después se inyectaron las muestras en el CG-O. Después de quince días, el aroma de vino tinto conservado en presencia de oxígeno está claramente marcado por olores que recuerdan a frutas cocidas y a ciruelas pasas. De la misma manera, los aromagramas de los vinos procedentes de uva pasificada presentan dos zonas odorantes observadas en los vinos con envejecimiento prematuro. En la degustación, estos vinos muestran intensas notas de ciruela. Parece que la madurez de la uva tiene un impacto sobre la aparición de este defecto en los vinos tintos. Los vinos elaborados con uvas arrugadas o sobre maduras pueden rápidamente manifestar un envejecimiento prematuro de sus aromas. Algunas prácticas enológicas tales como el uso excesivo de madera nueva, bajos niveles de dióxido de azufre libre asociados con pH alto, pueden promover reacciones de oxidación en vinos y desarrollar los aromas de fruta cocida. Tabla 2: Incidencia de un tratamiento oxidativo sobre la aparición de zonas odorantes interesantes en los vinos tintos ZO1 y ZO2 aparecen en presencia de oxigeno 75 2. Identificación de los compuestos asociados con las zonas odorantes ZO1 et ZO2 los testigos (Figura 2). Sin embargo, los niveles encontrados en estas muestras se encuentran por debajo del umbral de percepción de este compuesto (27 µg/l). Por lo tanto, la γ-nonalactona no contribuye a la percepción de aroma oxidativo en los vinos analizados. 2.1 Identificación del compuesto asociado con ZO2 Sin embargo, podemos imaginar que estos fenómenos de sobre maduración asociados con una crianza en barricas pueden generar niveles de γ-nonalactona por encima de su umbral de percepción. Se demostró por primera vez que el contenido en γ-nonalactona en los vinos se correlacionaba con los fenómenos de sobremaduración. Se ha demostrado que el compuesto responsable del aroma olido en la segunda zona odorante (ZO2) era la γ-nonalactona (figure 1). 2.1.2 Niveles en γ-nonalactona de un vino tinto con crianza en barricas Figura 1 : Estructura de la γ-nonalactona. La γ-nonalactona participa en el aroma de varias frutas como el albaricoque (Nitz & Kollmannsberger, 1993; Tang & Jennings, 1968), la pecha (Egel et al., 1988) o la ciruela (Ismail et al., 1981). Esta molécula fue analizada por la primera vez en los vinos por Nakamura (1988), con contenidos diversos desde algunos µg/L a mas de 40 µg/L. Se puede encontrar también esta lactona en Vinos Dulces Naturales (Cutzach et al., 1998b). Por último, es un marcador aromático significativo del envejecimiento de las cervezas (Gijs et al., 2002). Se sacaron muestras de un vino tinto de Pessac Leognan durante su crianza en barrica. Se analizó la γ-nonalactona en barricas nuevas, de un vino y de dos vinos después de 6 meses de crianza. Todas las barricas de roble francés vienen de la misma tonelería (Seguin Moreau, Merpins). Se analizó dos veces cada tratamiento. El impacto de la crianza en barrica sobre el contenido en γ-nonalactona se presenta en la Figura 3. Después de 6 meses de conservación, el contenido es más o menos de 20 µg/L en el vino de barricas nuevas. Este contenido es menor que el umbral de percepción (27 µg/ L). Los niveles en γ-nonalactona encontrados en los vinos de barricas usadas (de 1 y 2 vinos) son más bajos. Su origen en los vinos sigue siendo mal conocido. Por contra, su biosíntesis en las frutas estaría asociada con la oxidación avanzada de ciertos ácidos grasos insaturados como el acido linoleico (Tressl et al., 1978). El umbral de percepción de la γ-nonalactona en disolución sintética es de 25 µg/L, y de 60µg/L en los vinos tintos. 2.1.1 Incidencia de fenómeno de sobre maduración sobre el contenido en γ-nonalactona de los vinos tintos Como ya comentaba Ribereau-Gayon (1964) en la primera edición de su tratado de enología «es difícil de definir de una manera rigorosa el nivel de madurez de la uva. Todo el mundo tiene la noción de uva madura, pero la madurez no es un carácter absoluto. No existe un estado fisiológico limite, definitivo, fácil para definir, pero existen grados en la madurez.» El vino elaborado con uva pasificada está marcado por aromas de ciruela pasa y de higo. Nos ha parecido importante verificar el papel de la γ-nonalactona en la percepción de este aroma en los vinos de uva pasificada. Los vinos analizados son de variedad Merlot y vienen de viñas de las DO Saint-Emilion (SE) y Burdeos (Bx). Los racimos testigos y sobremaduros, fueron recogidos en las dos viñas estudiadas. Figura 3: Contenido en γ-nonalactona de un mismo vino después de 6 meses de crianza en barricas nuevas o usadas de 1 y 2 vinos Dos hipótesis son posibles para explicar las diferencias observadas en los niveles de γ-nonalactona. La γ-nonalactona puede venir de la degradación térmica de la lignina en la etapa de calentamiento/tostado de la madera (Nishimura et al. 1983). Este compuesto liberado por la madera en el vino será mucho menor en el caso de barricas usadas. Otra explicación seria una mayor degradación oxidativa del precursor de la γ-nonalactona en los vinos con crianza en barricas nuevas de roble. La manifestación de los fenómenos oxidativos en las barricas es debido a la acción sinérgica de dos fenómenos conocidos: en primer lugar la penetración del oxígeno en la barrica (Moutounet et al, 1994; Ribeyrau-Gayon, 1933; Vivas y Glories, 1997) y la disolución en cantidad variables de elagitaninos (Ribereau-Gayon et al, 1998), catalizadores de reacciones de oxidación. El uso de barricas usadas, menos ricas en elagitaninos limita estos fenómenos. En estas condiciones, la contribución de la madera y la disolución de oxígeno se vuelven menos importantes (Ribereau-Gayon et al., 1976). Se entiende así que el contenido en γ-nonalactona de los vinos es menor en barricas usadas. 2.2 Identificación del compuesto asociado con ZO1: Figura 2: Contenidos en γ-nonalactona de los vinos elaborados con uva testigo o pasificada Cualquiera que sea el origen de las uvas (Bx, SE), los vinos de uva pasificada tienen un contenido en γ-nonalactona tres veces superior a 76 El análisis de extractos orgánicos de vino tinto primox por HPLC acoplada a MDGC-MS (Pons, 2006) permitieron identificar el compuesto asociado con ZO1: la 3-metil-2,4-nonandiona (MND) (Pons et al., 2008) (Figura 4). La MND, identificada por primera vez en los vinos ya fue descrita en el aceite de soja (Guth, 1989), en el perejil (Masanetz, C, 1998) y en las espinacas (Masanetz, C, 1998), y también en el té verde (Guth, 1993). envejecimiento. El análisis de la MND ha validado la selección por degustación. Figura 4: estructura de la 3-metil-2,4-nonandiona Guth (1991) ha identificado algunos ácidos grasos furanicos (acido 10,13-epoxi-11,12-dimethyloctadeca-10,12-dienoico; acido 12,15-epoxi-13,14-dimethyleicosa-12,14-dienoico) como precursores de este compuesto en el aceite de soja. El origen de la MND en los vinos tintos es desconocido. 2.2.1 Análisis de la MND en los vinos tintos El desarrollo de un método de análisis de este compuesto en los mostos y vinos (Pons et al., 2011) nos ha permitido estudiar la contribución de la MND al aroma de un vino premox. Presentamos aquí, por ejemplo, resultados de ensayos realizados en varias vendimias en una misma bodega. Los resultados muestran claramente el impacto organoléptico de la MND (Tabla 3). Las concentraciones mayores se encuentran en las cosechas antiguas, mientras que no se puede encontrar este compuesto en los vinos más jóvenes. Las concentraciones medias son de unos cientos ng/L y pueden superar los 330 ng/L en los vinos de la cosecha 1986, por ejemplo. Estos valores están muy por encima del umbral de percepción de este compuesto. Figura 5: aptitud al envejecimiento de los vinos y análisis de la MND 2.2.2 Efecto del oxígeno sobre la formación de la MND en los vinos tintos Hemos demostrado que la oxidación acelerada de un vino tinto conduce a la aparición de ZO1. La determinación de la MND en el mismo vino tinto, saturado en oxigeno o no (7 mg/L disuelto), permitió confirmar este resultado (Figura 6). El oxígeno disuelto es consumido en 24 horas. Después de 8 días, el contenido en MND del vino oxigenado es tres veces mayor que el vino testigo. Se supera el umbral de percepción de este compuesto. Figura 6: Incidencia del oxigeno sobre la formación de la MND en los vinos Conclusión Tabla 3: Ejemplos de contenidos en MND analizados en los vinos de una bodega de la DO Pessac-Léognan. Los contenidos en MND analizados en los vinos están bien correlacionados con la intensidad del carácter ciruela pasa percibido por los catadores. También hemos comprobado (resultados no mostrados) que ningún vino no premox presentaba un contenido en MND por encima del umbral de percepción. Hemos también demostrado que los niveles en MND analizados en los primeros y segundos vinos para la misma cosecha son ligeramente diferentes en los primeros años de conservación en botella; a continuación, las concentraciones aumentan más rápidamente en el segundo vino que en el primer vino que parece menos predispuesto a desarrollar notas de ciruela pasa en botella (Figura 5). El primer vino evoluciona más lentamente, es más resistente a la oxidación. Obviamente, los lotes de uva para elaborar el primer vino (mejores viñas, viñas viejas...) han sido seleccionados por su capacidad al Como conclusión de este trabajo, se identificaron dos buenos marcadores del envejecimiento prematuro del aroma de los vinos tintos: la γ-nonalactona y la 3-metil-2,4-nonandiona (MND). El último compuesto se analizó por primera vez en los vinos. Los niveles en γ-nonalactona encontrados en los vinos en botella son generalmente inferiores al umbral de percepción. En cuanto a la MND, está presente en los vinos tintos prematuramente envejecidos en niveles por encima del umbral de percepción. Por lo tanto, contribuye directamente a su carácter de ciruela pasa. Las concentraciones de estos dos compuestos en los vinos están influenciadas por la maduración de las uvas y la oxidación del vino. El trabajo en curso permitirá evaluar el impacto de estos parámetros sobre la manifestación del envejecimiento prematuro de los vinos tintos. Referencias bibliográficas Cutzach, I., Chatonnet, P. & Dubourdieu, D. (1998b). Etude sur l’arôme des vins doux naturels non muscatés. J Int Sci Vigne Vin 32, 99-110. Egel, K. H., Flath, R. A., Buttery, R. G., Mon, T. R., Ramming, D. W. & Teranishi, R. (1988). Investigation of volatile constituents in nectarines. 1. Analytical and sensory characterisation of aroma components in some nectarine cultivars. J Agric Food Chem 36, 549-553. Gijs, L., Chevance, F., Jerkovic, V. & Collin, S. (2002). How low pH can intensify beta-damascenone and dimethyl trisulfide production through beer aging. J Agric Food Chem 50, 5612-5616. Guth, H.; Grosch, W., 3-methyl-2,4-nonanedione an intense odour compound formed during flavour reversion of soya-bean oil. Fat Sci. Technol. 1989, 91, 225-230. 77 Guth, H.; Grosch, W., Identification of potent odorants in static headspace samples of green and black tea powders on the basis of aroma extract dilution analysis (AEDA). Flav. Frag. J. 1993, 8, 173-178. 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La mayor parte de este conjunto de precursores pasa tras la fermentación inalterado al vino [2, 3], formando un importante reservorio de aromas en potencia que irá liberando los aromas por hidrólisis ácida y a veces tras otros procesos de rearreglo molecular [4, 5]. Durante el envejecimiento, este reservorio proporcionará al vino un suministro de moléculas aromáticas que irá enriqueciendo (en algunos pocos casos alterando) su perfil aromático o reemplazando las moléculas aromáticas que se van degradando hasta que el reservorio se agote, por lo que desempeña un importante papel en la evolución aromática del vino y en su tiempo de vida [6, 7]. 1. Experimental 1.1 Análisis de precursores en uvas Muestras: las uvas de las variedades Garnacha y Cariñena fueron recogidas a mano en la D.O. Cariñena (España). Las uvas de las variedades Fer Servadou y Gros Manseng fueron recogidas a mano en la región de Gaillac et de los Côtes de Gascogne (Francia). Excepto en el caso de las uvas Gros Manseng, la recogida se realizó en dos fechas distintas para cada variedad. La primera fecha entre 7 y 10 días antes de la madurez fenólica, y la segunda fecha en el momento de la madurez fenólica. Una vez recogidas y etiquetadas se conservaron a −30 ºC en el laboratorio hasta el momento de su análisis. Dejando aparte algunas variedades específicas [5, 8, 9] las fracciones de precursores glicosídicos no suelen aportar moléculas aromáticas en concentración suficiente para ejercer un impacto de manera individual, pero aportan una elevada variedad de moléculas pertenecientes a las familias de los terpenoles, nor-isoprenoides, benzenoides, γ-lactonas, fenoles volátiles y derivados vanílicos que en conjunto se ha demostrado que contribuyen significativamente a las notas dulces y florales de los vinos [10]. Mención especial merece la β-damascenona, que se forma también de precursores glicosídicos y que juega un papel esencial en la percepción de las notas frutales de los vinos [11, 12]. Preparación del extracto de precursores: el aislamiento e hidrólisis de los precursores aromáticos se realizó según el método publicado en [10]. De forma resumida, en este método los precursores glicosídicos se aíslan de los mostos y pieles mediante una extracción en fase sólida. Posteriormente la fracción de precursores aislados se hidrolizan mediante hidrólisis ácida (pH 2.5, 100 ºC, 1 h). Las cinéticas de hidrólisis dependen sobre todo de la estructura de la aglicona y de su punto de glicosilación [13]. Además, algunas de las agliconas liberadas han de sufrir todavía una serie de transformaciones catalizadas por el medio ácido antes de formar la molécula aromática correspondiente, lo que es particularmente evidente en el caso de derivados nor-isoprenoides [5]. El proceso hidrolítico de formación convive con diversos procesos de degradación molecular o de formación de aductos [14] por lo que en general se observan curvas con una primera trayectoria creciente y, tras alcanzar un máximo, con una decreciente [6], existiendo grandes diferencias entre los distintos compuestos, en función de su estabilidad en el vino y de la facilidad de la hidrólisis del correspondiente precursor. Muestras: Los vinos elaborados con las uvas recogidas en el apartado anterior se elaboraron con diferentes técnicas de maceración aunque para los resultados presentados en este trabajo sólo se utilizaron los vinos denominados testigos. Estos vinos se fermentaron durante 8 días a 25 ºC con técnicas de maceración estándar. Los últimos descubrimientos en el campo del aroma varietal sugieren que la formación de ciertos aromas asociados al carácter varietal pueden ser parte integral del metabolismo de las levaduras y no simplemente un proceso hidrolítico, como se pensaba hasta ahora [10]. Algunos estudios, por ejemplo, muestran que las levaduras pueden sintetizar monoterpenos en ausencia de precursores procedentes de las uvas [15]. Es más, la cepa de levadura también tiene una importante influencia en los niveles de muchos de los aromas varietales, afectando a todas las familias formadas a partir de moléculas precursoras, incluyendo a los norisoprenoides y monoterpenos [16]. En el presente trabajo se presentan los resultados de contenidos en precursores glicosídicos de las uvas utilizadas en el proyecto Vinaromas y su posterior liberación a los vinos elaborados, así como una estimación del potencial aromático contenido en dichos precursores. También se muestran observaciones sobre la influencia de la fecha de vendimia en los aromas varietales de los vinos elaborados. Análisis de los aromas liberados: se llevó a cabo mediante GC-MS de acuerdo con la referencia [10] 1.2 Análisis de compuestos volátiles en vinos Análisis de los compuestos volátiles: Para el análisis de los compuestos volátiles se utilizaron cuatro métodos de análisis diferentes. Para los compuestos mayoritarios (compuestos en mg/l) se utilizó un microextracción líquido-líquido y análisis GC-FID según el método validado en [17]. Los compuestos minoritarios (de μg/l a ng/l) se determinaron mediante un extracción en fase sólida seguida por análisis mediante GC-MS según el método validado en [18]. Para el análisis de las alquilmetoxipirazinas se utilizó el método validado en [19] . Para les análisis de mercaptanos polifuncionales se aplicó un método basado en la derivatización de los analitos sobre un lecho de extracción en fase sólida publicado validado en [20]. 2. Diferencias varietales en los precursores glicosídicos En este trabajo las uvas de las cuatro variedades recogidas durante las tres vendimias del proyecto fueron sometidas a un proceso de aislamiento de sus precursores glicosídicos y posterior hidrólisis ácida de los mismos. Los precursores hidrolizados produjeron cantidades normales de aromas liberados, como cabía esperar de variedades de uva que no son terpeno-dependientes. Sin embargo, sí se encontraron ciertas diferencias en los perfiles de liberación de aromas 79 entre variedades a pesar de las ya esperadas variaciones entre las diferentes cosechas. Los terpenoles son quizá la familia de compuestos liberados de precursores mejor conocida dentro de la Enología. Aunque inicialmente se les atribuyó una gran importancia a raíz de su estudio en variedades de uva florales, hoy en día es conocido que su papel en variedades de uva neutra no es el de compuestos impacto, si no de contribuyentes a las notas dulces y florales [10]. En las variedades estudiadas, las uvas de garnacha revelaron una mayor cantidad de terpenoles (fundamentalmente linalool y sus derivados y α-terpineol) durante la cosecha de 2010, pero puede observarse en la figura 1 como esta diferencia no se mantuvo en los otros años estudiados. Simplificando la interpretación de los datos, podríamos establecer la línea de los 20 μg/kg como el punto a partir del cual los terpenoles podrían tener impacto sutil en el aroma del vino si se hidrolizaran por completo. En los vinos elaborados con las uvas de Garnacha y Fer Servadou en 2010, y de esta última también 2009, se puede decir que los precursores eran potencialmente capaces de contribuir a las notas florales de los vinos. mente a dos compuestos de gran importancia en el aroma del vino: β-damascenona y β-ionona. Está demostrado que estos compuestos actúan como potenciadores de las notas frutales de los esteres en los vinos y, a diferencia de la familia anterior, su origen exclusivo se encuentra en los precursores aromáticos [21]. En la figura 3 pueden apreciarse los contenidos conjuntos de estos dos compuestos en las variedades de uva estudiadas. Conviene precisar que en su mayor parte (ca. 95%) las cantidades reportadas corresponden a β-damascenona. En esta familia de precursores los datos muestran una fuerte influencia del año de la cosecha. En todas las variedades las uvas de 2011 tuvieron mayores contenidos que en los otros dos años. Las uvas de Fer Servadou mostraron una menor reserva de precursores de β-damascenona incluso en el año 2011. Figura 3: Contenido en β-damascenona y β-ionona liberado por la hidrólisis de las variedades estudiadas 3. Diferencias varietales en el aroma de los vinos testigos Figura 1: Contenido en terpenoles totales liberado por la hidrólisis de las variedades estudiadas (Gar=Garnacha, Car=Cariñena, Fer=Fer Servadou, GrM=Gros Manseng) Otra familia de precursores estudiada fue la de los derivados vanílicos. En esta familia se incluyen vanillina, vanillatos de metilo y etilo, acetovanillona, zingerona, siringaldehído y acetosiringona. Se trata de compuestos cuya presencia en el vino en grandes cantidades se debe a su extracción de la madera durante la crianza, siendo mucho menores en comparación las cantidades liberadas por hidrólisis de sus precursores glicosídicos. Sin embargo, en vinos sin crianza la reserva de potencial aromático de los precursores puede llegar a tener una influencia sutil en el aroma y sabor de los vinos. En la figura 2 se muestran los resultados para las cantidades de derivados vanílicos liberados por la hidrólisis ácida de los precursores aislados de las uvas. Destaca con claridad las mayores concentraciones encontradas en las uvas de Garnacha en las cosechas de 2009 y 2010, pero incluso en estos casos las cantidades encontradas están lejos del umbral de percepción de estos compuestos en vino que se encuentra alrededor de los 900 μg/l. Con las uvas recogidas durante los tres años de duración del proyecto se llevaron a cabo diversos tratamientos y rutas de vinificación. Sin embargo, para poder observar las variaciones asociadas al tipo de uva utilizada, todos los resultados de compuestos aromáticos presentados a continuación están extraídos exclusivamente de los vinos definidos como testigos en cada conjunto de vinificaciones (maceraciones estándar a 25ºC). Como se comentó en la introducción, el aroma de origen varietal propiamente dicho hace referencia fundamentalmente a los compuestos liberados por la hidrólisis de precursores (glicosídicos o cisteínicos) presentes en las uvas, también los niveles de ciertos compuestos volátiles relacionados con el metabolismo de los aminoácidos están relacionados con la variedad de uva con que se elaboró el vino. β-damascenona es probablemente el compuesto de origen varietal que más importancia tiene en el aroma de los vinos elaborados con variedades neutras. Como ya se ha comentado, tiene la capacidad de potenciar la nota frutal en los vinos en cantidades en las que los catadores ni siquiera son conscientes de su presencia. En la figura 4 se muestran las concentraciones encontradas en los vinos testigo para cada variedad y añada. En comparación con los análisis de precursores de las uvas, se observa que pierde importancia Figura 2: Contenido en derivados vanílicos liberado por la hidrólisis de las variedades estudiadas Junto con los terpenoles, los norisoprenoides han sido los compuestos liberados por hidrólisis de los precursores en los que más atención han puesto los investigadores. Esta familia incluye fundamental- 80 Figura 4: Contenido de β-damascenona en los vinos testigo el año de cosecha y se aprecia un mayor contenido medio en los vinos elaborados con Garnacha y Cariñena. En anteriores estudios realizados con vinos de Garnacha, Merlot y Cabernet Sauvignon no se habían encontrado diferencias significativas en el contenido en β-damascenona según la variedad [22], por lo que la hipótesis más probable es que las diferencias observadas en los vinos del proyecto Vinaromas sean debidos a la influencia de otras variables enológicas. Como cabía esperar en variedades no florales, el contenido de linalool se encontró entre los 4 y 10 μg/l para los vinos tintos y por debajo de los 2 μg/l en los vinos blancos de Gros Manseng (Figura 5). El valor umbral de percepción de este compuesto en el vino está en 25 μg/l, por tanto su influencia en el aroma de los vinos estudiados se puede estimar como muy escasa. Figura 7: Sumatorio del contenido en derivados vanílicos en los vinos testigo Figura 5: Contenido de linalool en los vinos testigo Otro monoterpeno determinado en los análisis fue el geraniol (Figura 6). Igual que en el caso de linalool, el contenido en los vinos blancos de Gros Manseng es mucho menos. En los vinos elaborados con las uvas de la cosecha de 2009 el contenido en geraniol aparece significativamente más bajo en las otras tres variedades. Aunque los contenidos de este compuesto tampoco alcanzan el valor umbral en ninguno de los vinos testigo (30 μg/l), junto con el linalool, citronelol y α-terpineol pueden contribuir sutilmente a la nota floral en forma conjunta. ticos de las variedades Sauvignon y se encuentran en las uvas en forma de precursores cisteínicos y glutatiónicos, una vez liberados aportan al vino aromas de frutas tropicales y boj muy apreciados por los catadores. En las variedades analizadas en el proyecto Vinaromas, las maceraciones testigo llevadas a cabo a 25 ºC no parecieron ser especialmente beneficiosas para el revelado de estos componentes. Aunque no se encontró un efecto claramente asociado a la variedad (figura 8), puede observarse que los vinos de Garnacha fueron los que menores cantidades presentaron de MMP y AMH. Desde el punto de vista sensorial, niveles de AMH por encima de 17 ng/l en tintos conceden al vino un carácter más fresco [23] pero este nivel no se alcanzó en ningún caso. En los vinos blancos de Gros Manseng elaborados en 2010 se encontraron valores por encima de 50 ng/l que es el umbral de reconocimiento en vinos blancos de la nota fruta tropical que produce este compuesto [23]. También en el año 2010 se registraron unos niveles mayores de MMP en Gros Manseng que podían contribuir a la nota boj. En los vinos tintos el efecto de la MMP es más importante en los vinos de Cariñena y especialmente en Fer Servadou, con niveles que por encima de 10 ng/l pueden aportar notas verdes y a boj al perfil aromático de estos vinos [23]. Figura 6: Contenido de geraniol en los vinos testigo El grupo de derivados vanílicos (vanillina, vanillatos de metilo y etilo, acetovanillona) mostró un perfil similar en los vinos (Figura 7) al encontrado en sus precursores: mayores contenidos en los vinos elaborados con garnacha. Aunque hay que precisar que no todos los derivados vanílicos encontrados en los vinos provienen de los precursores, sí que parece haber una correlación con el contenido de los mismos. Desde el punto de vista del aroma es poco probable que estos compuestos pudieran tener influencia en las concentraciones encontradas, ya que se encuentran alejados del valor umbral de percepción, pero al tratarse de compuestos con propiedades sápidas es posible que contribuyan a la percepción en boca. Otra familia de compuestos asociados a la variedad de uva es la familia de los mercaptanos polifuncionales, fundamentalmente 3-mercaptohexanol, acetato de 3-mercaptohexilo (AMH) y 4-metil4-mercapto-2-pentanona (MMP). Estos compuestos son caracterís- Figura 8: Contenidos en 4-metil-4-mercapto-2-pentantona (MMP) y acetato de mercaptohexilo (AMH) en los vinos testigo 4. Efecto de la fecha de recogida sobre el aroma de los vinos Como se comentó en la sección experimental, las uvas de cada variedad tinta se recogieron en dos fechas de vendimia diferentes 81 espaciadas entre 7 y 10 días antes de la madurez fenólica. Se recogen en la tabla 1 algunas observaciones interesantes sobre el efecto que la fecha de vendimia tuvo sobre los vinos testigos. En los vinos de Fer Servadou se encontró que la disminución en la percepción de la nota pirazina/vegetal mediante cata se relacionaba con una bajada en la segunda fecha de vendimia del contenido de los vinos en isobutilmetoxipirazina (IBMP) y MMP. En el caso de los vinos de Garnacha se constató un aumento significativo de la concentración de vanillato de etilo y guaiacol, que podría tener relación con el ligero aumento de la nota especiada en la cata. Es destacable en los vinos de uva Cariñena que no se registró un aumento significativo del contenido en β-damascenona entre las dos fechas de vendimia, de lo que parece deducirse que el máximo de la curva de formación de sus precursores no coincide exactamente con la madurez fenólica. 5. Winterhalter P: 1, 1, 6-Trimethyl-1, 2-dihydronaphthalene (TDN) formation in wine. 1. Studies on the hydrolysis of 2, 6, 10, 10-tetramethyl-1-oxaspiro [4.5] dec-6-ene-2, 8-diol rationalizing the origin of TDN and related C13 norisoprenoids in Riesling wine. Journal of Agricultural and Food Chemistry 1991, 39:1825–1829. 6. Loscos N, Hernández-Orte P, Cacho J, Ferreira V: Evolution of the aroma composition of wines supplemented with grape flavour precursors from different varietals during accelerated wine ageing. Food Chemistry 2009. 7. Loscos N, Hernandez-Orte P, Cacho J, Ferreira V: Fate of Grape Flavor Precursors during Storage on Yeast Lees. 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Impacto de cinco técnicas de maceración sobre las características analíticas, aromáticas y sensoriales de los vinos tintos Olivier Geffroy1, Ricardo Lopez3, Eric Serrano1, Thierry Dufourcq2, Elisa Gracia-Moreno3, Juan Cacho3, Vicente Ferreira3 Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, LISLE SUR TARN, Francia Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, CAUSSENS, Francia 2 Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología. Universidad de Zaragoza, ZARAGOZA Email : [email protected] 1 2 Introducción Durante los dos primeros años del proyecto VINAROMAS, cinco rutas de maceración en tinto fueron caracterizadas finamente. Algunas de estas técnicas, tales como la maceración carbónica o maceración prefermentativa caliente, han sido estudiadas desde hace varios años. El objetivo principal de las investigaciones pasadas era más de maximizar el potencial polifenólico de los vinos que de estudiar los cambios aromáticos inducidos en los vinos por las técnicas. Los trabajos realizados en la década de 1980 (Ducruet 1984) permitieron identificar concentraciones más altas en decanoato de etilo, en terpenoles, en eugenol, en vanillatos, en etil y vinilguayacol, en etil y vinilofenol, en benzaldehído y en cinamato de etilo en los vinos de maceración carbónica. También se demostró que la maceración en caliente favorecía la presencia de cantidades significativas de ésteres en los vinos (Girard 1989) y que el calentamiento de la uva degradaba la 3-isobutil-2-metoxipirazina (IBMP), responsable de aromas de pimiento verde (Roujou Boubée de 2000). Estas técnicas están experimentando un resurgimiento de interés con el fin de producir vinos afrutados adaptados a la demanda de los mercados internacionales. A pesar del progreso realizado en los últimos 10 años en las técnicas de análisis de los compuestos aromáticos, muy pocas nuevas referencias están disponibles sobre este tema. Nuestro estudio permitió evaluar el impacto de estas técnicas sobre los parámetros clásicos enológicos, sobre el contenido de los vinos en 78 compuestos aromáticos volátiles y a través de la cata. Las nuevas adquisiciones científicas obtenidas permiten entender mejor el impacto general de las técnicas estudiadas. - Maceración Prefermentativa Caliente seguida con fermentación en fase líquida (MPC): esta ruta consiste en calentar la uva durante 2 horas por encima de 70 °C. Después se prensó, se clarificó el mosto a 150 NTU por frío y adición de enzimas pectoliticas. El mosto se fermentó en fase líquida a 18 °C. - Maceración Prefermentativa Caliente seguida con fermentación en fase sólida (MPCSO): después de calentar la cosecha por encima de 70 °C durante 2 horas, se fermentaron las uvas en fase sólida como en la vinificación estándar (TEM). - Maceración en frío (MPF): se enfrió la uva a 4 °C y se mantuvo a esta temperatura durante 72 horas. Cuando la temperatura subió por encima de 15 °C, se hizo la adición de levaduras. La vinificación se llevó a cabo de acuerdo con el método estándar (TEM). - Maceración corta (COURT): se fermentaron las uvas durante 5 días a 25 °C. Se realizó el descube a una densidad de aproximadamente 1010 g/l y se terminó la fermentación alcohólica en fase líquida a 18 °C. 1.2 Análisis realizados y tratamiento estadístico 8 parámetros enológicos clásicos fueron seguidos por el IFV SudOuest en los vinos embotellados. Estos parámetros incluyen el contenido en alcohol, la acidez total, el ácido tartárico, el pH, la acidez volátil, el potasio, el IPT y las antocianinas. 1.1 Técnicas de maceración 78 diferentes compuestos aromáticos perteneciendo a 14 familias químicas (esteres de etilo, acetatos, ácidos, alcoholes, aldehídos, cetonas, terpenoles, norisoprenoides, fenoles, derivados de vainillina, mercaptanos, cinnamatos, tioles varietales y pirazinas) fueron analizados en los vinos por el equipo del LAAE. En 2009 y 2010, cinco rutas de maceración fueron estudiadas en la bodega experimental del IFV Sud-Ouest sobre tres variedades de uva (Cariñena, Garnacha y Fer Servadou) cosechadas a dos niveles de madurez: El análisis sensorial se llevó a cabo por el jurado experto del IFV SudOuest que se compone de ocho catadores entrenados regularmente. Se registraron 15 descriptores sensoriales en los vinos sobre una escala discontinua de 0 a 5. - Testigo (TEM): tras el despalillado y el estrujado, se realizaron adiciones de sulfito (4g/hl) y de levaduras (20g/hl). La maceración se llevo a cabo a 25 °C durante 8 días con un único bazuqueo diario hasta que la densidad lleguó a 1000 g/l. Se analizaron los datos estadísticamente mediante una ANOVA de 4 factores (maceración x uva vendimia cosecha x fecha) con interacción con el software XLSTAT, seguido de una prueba de comparación de Fisher al umbral de 5%. 1. Materiales y métodos - Maceración Carbónica (CARB): se estrujó un cuarto de la cosecha que se dispuso en la parte inferior de un depósito que cierra herméticamente antes de proceder a una adición de levaduras a 20g/hl. Esto simula el estrujado natural que ocurre en condiciones naturales en los depósitos de bodega. Dado el bajo nivel de ácido málico en las variedades de España, se añado lisozima (25 g/hl) para evitar el riesgo de picaduras lácticas (Beelman y McArdle, 1974). Se realizaron adiciones de CO2 exógenos durante el llenado del depósito y se mantuvo durante 36 horas. Después se colocó el tanque en una sala a 30°C durante 8 días y se prensó mezclando los mostos de gota y de prensa. El fin de fermentación se llevo a cabo a 18 °C. 2. Resultados / Discusión 2.1 Impacto de las técnicas sobre los parámetros enológicos clásicos El impacto de las técnicas estudiadas sobre los parámetros clásicos está resumido en la Tabla 1. El mayor impacto se observó en los tratamientos MPC y CARB mientras que las rutas MPF y COURT inducen un efecto menor. El tratamiento MPCSO tiene una posición intermedia. 83 Los vinos de maceración caliente (MPC) tienen un mayor nivel en acidez volátil, en ácido tartárico y en potasio. Esta observación indica una alta extracción de aminoácidos, de potasio y de ácido tartárico contenidos en la piel de la uva bajo el calentamiento. Este fenómeno ya descrito en la literatura con respecto a los aminoácidos (Poux, 1974) conduce a un aumento en la acidez volátil y en el contenido en acetato de etilo (Bell y Henscke, 2005). Otros ensayos realizados en 2011 incluyendo análisis de nitrógeno en los mostos antes y después del calentamiento a 70 °C, muestran una ganancia de 199% en aminoácidos sobre la variedad Fer Servadou (Figura 1). El contenido en nitrógeno amoniacal no está afectado. El exceso de potasio no está totalmente neutralizado por el ácido tartárico y eso conduce a una disminución de la acidez total y a un aumento del pH. Estos fenómenos que se pueden observar con más intensidad en la ruta MPC, sugieren una extracción mayor cuando se prensa la uva caliente. Para un nivel en IPT idéntico al control, los vinos de MPC tienen un contenido menor en antocianinas lo que evoca un cambio en la estructura de las antocianinas por combinación con lo taninos (Singleton y Trousdale 1992) o por degradación. Consecuencia de la fermentación a menor temperatura y del mejoramiento de los rendimientos en alcohol bajo el aumento en nitrógeno, los vinos del tratamiento MPC tienen un nivel en etanol superior. Como ya se ha demostrado (Cottereau y Desseigne 2007), los vinos producidos por la ruta MPCSO tienen un mayor nivel de IPT. Los vinos de maceración carbónica producidos en nuestro estudio tienen niveles bajos en IPT, en antocianinas, en acidez volátil y en alcohol. El buen control de la acidez volátil puede ser consecuencia de la utilización de lisozima. Menores cantidades de alcohol muestran una inversión del ciclo de Krebs durante el metabolismo anaeróbico (Flanzy 1987). La maceración fría (MPF) solo tiene un efecto sobre el contenido en potasio. Sorprendentemente, los vinos COURT, descubados a una densidad de 1010 g/l, tienen el mismo nivel de IPT que el control. Eso se puede explicar por el hecho de que, en el caso del testigo, no se hizo ninguna extracción después de una densidad de 1000 g/l. 2.1 Impacto de las rutas sobre la composición aromática de los vinos En la Tabla 2, se presentan los impactos de las técnicas de maceración sobre la composición aromática de los vinos. Dado el gran número de variables medidas (78 en total), solo se presenta en este documento una selección de compuestos ilustrativos o relevantes desde de un punto de vista sensorial. Las rutas CARB, MPC y MPCSO en menor medida, producen cambios profundos en las características aromáticas del vino, mientras que el impacto de los tratamientos MPF y COURT sigue siendo menor. Estas observaciones confirman los resultados observados Figura 1: Contenido en nitrógeno de los mostos de Fer Servadou antes y después del calentamiento de la uva a 70°C (n=8) – cosecha 2011. Intervalo de confianza al umbral de 5% recientemente sobre la maceración fría (Gardner et al. 2011). La producción de esteres por la levadura se limita a la fase estacionaria (Mouret et al., 2010), lógicamente su concentración en maceración vino corto (SHORT), donde el descube se realizo durante la fase de descenso, no se mejoró. Resultado de la fermentación del mosto en fase líquida a una temperatura relativamente baja después del descube (Ferreira et al. 1996), se observan en la ruta CARB niveles inferiores de alcoholes de fusel. Además de las observaciones ya formuladas sobre la técnica, vale la pena mencionar tres nuevas observaciones: un aumento significativo en 3-mercaptohexanol (3MH) en β-damascenona y o-cresol que tiene un papel sensorial menor. El nivel superior en 3MH podría estar relacionado con el aumento en aminoácidos (Flanzy et al. 1989). Limitando el fenómeno de represión catabólica del nitrógeno (Subileau et al. 2008) puede haber favorecido la hidrólisis de los precursores. La diferencia entre la temperatura de fermentación después del descube (18 °C) y el vino estándar fermentado a 25 °C pueden también desempeñar un papel. El calentamiento de la uva cambia significativamente la composición en compuestos aromáticos de los vinos. Sobre las rutas MPC y MPCSO, se puede observar en los vinos una disminución en el contenido en varios compuestos tales como β-damascenona, citronelol, o-cresol, vainillinato de etilo y cinamato de etilo. Para los compuestos que proceden de un precursor glicosídico, esta disminución puede ser explicada por la destrucción térmica de la actividad β-glucosidasa por desnaturalización. Las mayores concentraciones en α-terpineol, un conocido producto de degradación del citronelol y del geraniol (Maicas Mateo y 2005) y en guayacol refuerzan la hipótesis de una degradación de los terpenoles y de los compuestos fenólicos bajo el efecto del calor. El umbral de percepción del α-terpineol es mayor Tabla 1: Resumen de los impactos producidos por las técnicas de maceración sobre los parámetros enológicos clásicos medidos en los vinos embotellados. Cosechas 2009-2010. MPC= Maceración Prefermentativa Caliente + fermentación en fase líquida; MPCSO= Maceración Prefermentativa Caliente + fermentación en fase solida; CARB= maceración carbónica; COURT= maceración corta; MPF = maceración fría. aLas cifras representan las desviaciones promedio expresadas en la unidad del parámetro considerado cuando se observan diferencias significativas entre las rutas al umbral de 5%. 84 Tabla 2: Resumen del impacto de las técnicas de maceración sobre una selección de compuestos aromáticos analizados en los vinos embotellados. Añadas 2009-2010. aEl nivel en los vinos se refiere a las concentraciones encontradas y su posición en relación con el umbral de percepción de la molécula. «=» alrededor del umbral de percepción «>» 1 a 10 veces el umbral; «>>» más de 10 veces el umbral, «<» de 0,1 a 1 vez el umbral; «<<» <0,1 vez el umbral. bLas cifras representan diferencias significativas medias expresadas como porcentaje de cambio en comparación con el control cuando se observan diferencias significativas entre las rutas al umbral de 5% que el del citronelol y del geraniol y por tanto, la percepción global asociada a los terpenoles puede estár alterada. La disminución en β-damascenona merece un comentario, ya que los estudios realizados en vinos de Merlot y en sochu, un alcohol de patata japonesa mostraron que un calentamiento moderado o mediante destilación favorecía la producción de β-damascenona (Kotseridis et al., 1999, Yoshozaki et al. 2011). En el caso de las rutas MPC y MPCSO, el calentamiento se realizó antes del comienzo de la fermentación sin la presencia de etanol en el medio. Otros trabajos resumidos en un artículo de revisión (Mendes-Pinot 2009) muestran que la formación de β-damascenona por degradación térmica de los carotenoides, requiere la presencia de un disolvente tal como etanol o benceno. El calentamiento de la cosecha no tiene efecto sobre la concentración de los vinos en 3-mercaptohexanol vinos (3MH) y en su acetato, en 4-mercapto-4-metil-2-pentanona (4MMP)., aunque podríamos haber esperado una ganancia dado la modificación en aminoácidos inducida por el calentamiento (Subileau et al. 2008). Esto sugiere una posible degradación de los precursores de tioles varietales bajo el efecto del calor. El tratamiento MPC tiene una composición en compuestos aromáticos única, debido al hecho de que la fermentación se llevó a cabo en fase líquida a temperatura relativamente baja y con un mosto rico en nitrógeno. Los vinos tienen las mayores concentraciones en esteres, acetatos y ácidos grasos (Moreno et al. 1988) y los más bajos niveles de alcohol fusel. Un aumento significativo en 2-furfuriltiol responsable de intensas notas de café, se puede observar en el tratamiento MPCSO. 2.3 Impacto de las rutas sobre el perfil sensorial de los vinos 8 descriptores sensoriales sobre 15 fueron modificados significativamente por las técnicas de maceración (Tabla 3). En la cata, los vinos más aromáticos en la nariz son los de las rutas MPC y CARB relacionado con los altos niveles en ésteres y en cinamato de etilo encontrados. Los vinos de MPC se caracterizan por aromas fermentativos de plátano y notas lácticas y menos notas vegetales. Estas notas lácticas, típicas de los vinos obtenidos por calentamiento de la uva es el resultado de altos niveles de ácidos grasos (butírico, hexanoico, octanoico y decanoico). En boca, el vino se considera más graso y con una sensación más intensa de dulzor en comparación con los vinos testigo. Esta percepción es el resultado de una extracción de polisacáridos por la acción del calor (Doco et al. 2007). De acuerdo con los valores analíticos de IPT medidos, los vinos de maceración carbónica son menos astringentes, los de la ruta MPCSO más tánicos. Los vinos COURT y MPF tienen un perfil similar al del testigo (TEM). La observación más fina de los datos sensoriales por variedad, muestra que la maceración en frío realizada sobre la variedad Garnacha, más allá de cualquier consideración analítica, puede ser especialmente interesante para reforzar las características varietales especiadas. Sobre los vinos de Fer Servadou, las cinco técnicas de maceración permiten disminuir el carácter vegetal de los vinos. Los vinos de uva Cariñena elaborados con la maceración carbónica son muy exitosos y tienen un perfil aromático particularmente complejo. Conclusión y perspectivas Los estudios llevados a cabo en 2009 y 2010 permitieron caracterizar los vinos producidos con cinco técnicas de maceración. La maceración carbónica y la maceración prefermentativa caliente seguido de una fermentación en fase líquida tienen el mayor impacto sobre el perfil sensorial del vino, mientras que las maceración corta y en frío tienen un efecto limitado. A la vista de estos resultados, las investigaciones realizadas en 2011 durante el último año del proyecto, se han reorientado sobre estas dos técnicas. En cuanto a la maceración caliente, dos niveles de turbiedad de clarificación (150 y 800 NTU) y de temperatura de fermentación (18 y 25°C) fueron evaluados sobre las tres variedades, con el objetivo de modular el perfil aromático bastante estereotípico de estos vinos. Teniendo en cuenta los fenómenos de degradación observados durante el calentamiento por encima de 70°C de la uva, una temperatura menor de 50 °C se ensayó en 2011. El calentamiento de la cosecha ha sido utilizado a menudo sobre uvas con perfecto estado sanitario sin actividad lacasa compatible con esta gama de temperatura, merece ser probada de nuevo. Este nuevo campo de exploración podría ayudar a cambiar el aroma de los vinos elaborados con calentamiento favoreciendo ciertos aromas varietales tales como tioles. 85 Tabla 3: descriptores sensoriales afectados significativamente por las técnicas de maceración al umbral de 5%. Cosechas 2009-2010. aLas cifras representan las diferencias de nota sobre cinco cuando se observó diferencia significativa. Références bibliographiques Beelman, R.B. and Mcardle, F.J. (1974) Influence of carbonic maceration on acid reduction and quality of a Pennsylvania dry red table wine. American Journal of Enology and Viticulture 25, 219-221. Mendes-Pinot, M.M. 2009. Carotenoid breakdown products the norisoprenoids in wine aroma. Archives of Biochemistry and Biophysics 483, 236–245. Bell, S-J. and Henschke, P.A. 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Impacto de pulverizaciones foliares de nitrógeno realizadas al envero sobre las características de los vinos tintos Olivier Geffroy1, Thierry Dufourcq2, Ricardo Lopez3, Eric Serrano1, Elisa Gracia-Moreno3, Juan Cacho3, Vicente Ferreira3 Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, LISLE SUR TARN, Francia Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, CAUSSENS, Francia 2 Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología. Universidad de Zaragoza, ZARAGOZA Email : [email protected] 1 2 Communication orale présentée par Carole Feilhès Introducción Desde el año 2004, el IFV Sur-Oeste estudia el interés de las pulverizaciones de nitrógeno foliar realizadas al envero para mejorar la calidad aromática de las variedades cuyo potencial aromático se expresa por la presencia de tioles volátiles tales como Colombard o Sauvignon. Esta técnica, que ha sido bastante estudiada en los últimos años (Charrier y Dufourcq 2007, Lacroux et al 2008, Charrier et al., 2009 Dufourcq et al., 2009), se ha desarrollado en los viñedos franceses y más particularmente en los viñedos del suroeste. Si este tipo de fertilización, asociado a veces con azufre, se emplea también con éxito sobre las variedades tintas para la elaboración de vinos rosados, existen algunos interrogantes en cuanto a su adaptación para la elaboración de vinos tintos. Entre otros, la asociación nitrógeno/ azufre utilizada para aumentar el contenido en 3-mercaptohexanol (Dufourcq et al, 2009) es difícilmente aplicable porque favorece la aparición de una nota intensa de reducción durante la fermentación alcohólica. En estas condiciones, el interés real de la técnica no está confirmado. Para evaluar precisamente la técnica sobre los vinos tintos, se realizaron durante el último año del proyecto VINAROMAS aplicaciones de nitrógeno foliar únicamente a la dosis de 20 kg / ha. Este estudio, realizado sobre vinas de Fer Servadou y de Cariñena, ha permitido evaluar el impacto de la técnica foliar sobre una amplia gama de compuestos aromáticos. 1. Los conocimientos obtenidos sobre las variedades blancas 1.1 Impacto sobre el contenido en nitrógeno de las uvas El IFV Sud-Ouest ha llevado a cabo varios estudios sobre las pulverizaciones de nitrógeno foliar entre 2004 y 2009. Se utilizaron cantidades de nitrógeno (expresadas en unidad fertilizante) entre 10 y 20 kg por hectárea, aplicadas en dos veces con un volumen de pulverización más o menos de 400L por hectárea. El aumento medio de nitrógeno observado en los mostos para un tratamiento de 10 kg/ ha era de 50% mientras que una fertilización con 20 kg por hectárea permitía duplicar el nivel de nitrógeno (+100%). La variabilidad de los resultados es bastante grande y, en algunos casos, no se observó ningún efecto. Muchos factores pueden influir sobre la calidad de la pulverización de la viña tal vez como la dosis empleada, la formulación de la urea, las condiciones meteorológicas, el periodo de aplicación, la configuración del material y el nivel de estrés hídrico. Los fertilizantes del mercado, disponibles en viticultura convencional, tienen una concentración en nitrógeno entre 200 y 350 g/l y un coste promedio de 10 € por unidad fertilizante por hectárea de vid. El IFV estudió también el impacto de pulverizaciones de urea y azufre, en comparación con urea sola. Resultados de una investigación sobre trigo (TEA, 2004) sugieren efectos sinérgicos del azufre en la absor- ción de nitrógeno por la planta. En nuestras condiciones, no parece haber diferencias entre los dos sistemas, y nunca observamos con nitrógeno y azufre, un aumento en el nivel de nitrógeno en los mostos en comparación con el mismo dosis de nitrógeno pulverizado en las mismas condiciones. La combinación azufre/nitrógeno permite enriquecer la uva y el mosto en metabólicos de azufre tales como glutatión o cisteína. Estos compuestos azufrados participan en la génesis, durante la fermentación alcohólica, de compuestos aromáticos. En nuestras condiciones de realización razonadas, no observamos efectos negativos sobre la vid (aumento de vigor, quemado). Figura 1: ganancia observada en nitrógeno asimilable en los mostos después de una pulverización foliar. 101 medidas – 5 variedades – 5 cosechas 1.2 Impacto sobre el contenido en aromas varietales y fermentativos En nuestras experimentaciones en el campo, las pulverizaciones se realizaron en dos pasos, el primero aproximadamente en el principio del envero, el segundo en el fin. Analizamos el contenido en tioles varietales de los vinos: el 3 mercaptohexan-1-propanol o 3MH con olor de pomelo y su acetato o Ac3MH con aromas de fruta tropical y boj. La producción del Ac3MH depende del metabolismo de la levadura y de su capacidad para esterificar el 3MH. Se ha observado un aumento consistentemente en tioles varietales en los vinos que provienen de viñas pulverizadas. En promedio, encontramos niveles cuatro veces superiores en compuestos aromáticos en los vinos cuando el testigo sin tratamiento foliar tiene un alto nivel en tioles (10 a 40 nanomoles por litro). Esto sugiere que la técnica influye significativamente en la producción de este tipo de compuesto durante la vinificación. Cuando los vinos testigo tienen un nivel inferior en tioles (0,4 a 6 nanomoles por litro), la ganancia media es cinco veces más que el control. También se observó que los vinos blancos y rosados, elaborados con tratamiento foliar al envero, son más ricos en acetatos de alcoholes superiores (aromas de plátano y de pera). La pulverización foliar tiene un impacto más significativo que adiciones de sales de amonio durante la fermentación. 87 1.3 Efectos secundarios potenciales relacionados con los aportes de nitrógeno En nuestros experimentos, no hemos observado un aumento en el vigor, ni en el nivel de Botrytis cinerea. Sin embargo en las uvas alteradas, el contenido superior de las bayas en nitrógeno puede promover un desarrollo más rápido del hongo si está presente. Bajo nuestras condiciones experimentales, pulverizaciones foliares de nitrógeno no provocaron un aumento de los vinos en proteína inestable, los vinos testigo y los tratados están en la misma gama de inestabilidad. 2. Materiales y métodos Pulverizaciones con nitrógeno foliar se llevaron a cabo a una dosis de 20 kg/ha con el fertilizante Folur (Tradecorp, Bélgica), en dos veces y con un volumen pulverizado de 400 l/ha. Estos tratamientos (VINAZO) se realizaron en hileras en una parcela de Fer Servadou (AOP Gaillac) y de Cariñena (DO Cariñena). En la proximidad de estas hileras, se conservaron hileras sin fertilización como testigo (VINA). Después de la cosecha, se formaron lotes homogéneos de 60 kg de uva en la bodega experimental del IFV Sud-Ouest. Sobre estos lotes, se realizo un estudio sobre 8 técnicas de maceración. Se fermentaron los vinos empleando únicamente la cepa de levadura Anchor NT116 (Anchor Yeast, África del Sur). Se analizaron parámetros enológicos clásicos sobre los mostos y los vinos y 78 compuestos aromáticos diferentes en los vinos. El análisis sensorial se realizó un mes después del embotellado, en dos sesiones de cata (una per variedad), por el jurado de expertos del IFV Sud-Ouest que se compone de ocho catadores entrenados regularmente. Los vinos fueron calificados sobre 23 descriptores sensoriales en una escala discontinua de 0 a 5. en nitrógeno de 65% de nitrógeno y un 33% en los mostos de Fer Servadou y de Cariñena respectivamente. La ganancia es menor que esperado y menos pronunciada en la variedad que tiene el nivel de nitrógeno asimilable inicial más alto. La pulverización modifica significativamente la acidez de los mostos y se observaron un aumento en el pH y en el contenido en ácido málico. Estas variaciones ya han sido descritas previamente en el caso de la fertilización llevada en el suelo y se resumen en un artículo de revisión (Bell et Henscke 2005). Permitiendo el mantenimiento de un follaje más verde y más funcional, la fertilización foliar de nitrógeno contribuye a una mejor asimilación de potasio y una mayor síntesis de ácido málico en las hojas. Este fenómeno parece más pronunciado en los viñedos españoles sometidos a un mayor estrés hídrico. En el caso de la uva Cariñena, se observó también un aumento en el grado potencial que puede resultar de una estimulación de la producción de azúcar por el potasio. 3.2 Impacto de la pulverización de nitrógeno sobre las características analíticas de los vinos Los análisis realizados en los vinos embotellados confirman las observaciones ya descritas sobre los mostos (Figura 1). El nitrógeno foliar indujo un cambio en la acidez del vino que se manifiesta por un aumento en el pH, en el potasio y una disminución de la acidez total del vino. El efecto sobre el grado potencial de los mostos no se confirma en el alcohol de los vinos cuando el procesamiento estadístico se lleva a cabo con los datos de las dos variedades. Los valores medios de IPT de los vinos “pulverizados” son menores (4 puntos en promedio) que los del control (Figura 2). Al umbral de 5%, el contenido en antocianinas no se ve afectado de manera significativa. Recientemente se ha demostrado que la ruta de biosíntesis de las procianidinas en la uva se encuentra gobernada por muchos genes reprimidos con una nutrición de nitrógeno excesivo de la planta (Lilo et al, 2008). Los datos obtenidos sobre los mostos se analizaron estadísticamente usando el software XLSTAT mediante un ANOVA monofactorial seguido por una prueba de comparación de media de Fisher a 5%. Los datos de los vinos fueron tratados estadísticamente mediante un ANOVA de 3 factores (variedad x nitrógeno x maceración) con interacciones por la empresa Ondalys ubicada en Prades-Le-Lez (Francia). Los resultados presentados en este documento se limitan a los efectos inducidos por el factor de nitrógeno. 3. Resultados / discusión 3.1 Impacto de las pulverizaciones de nitrógeno sobre las características analíticas de los mostos El impacto de la pulverización de nitrógeno sobre las características analíticas de los mostos es resumido en la Tabla 1. Sobre las dos variedades de uva, los tratamientos foliares permitieron corregir el nivel en nitrógeno de las uvas ya que se observaron ganancias Figura 2: p-value del ANOVA de 3 factores realizado con los datos recogidos en el año 2011 para las variables enológicas convencionales (n = 24). El nivel de significación del 5% está representado por la línea de puntos. pH, acidez total (aci), potasio (pot), IPT(ipt), antocianinas (ant), grado alcohólico (deg), SO2 libre (SO2l), total SO2 (SO2t), ácido tartárico (tar), acidez volátil (av). Tabla 1: Impacto del nitrógeno foliar (20 kg/ha) sobre las características analíticas de los mostos. Promedio de 8 repeticiones. Las diferentes letras indican diferencias significativas en el umbral del 5% de la prueba de comparación de medias de Fisher. 88 3.3 Impacto de la pulverización de nitrógeno sobre la composición aromática de los vinos De los 78 compuestos aromáticos seguidos en los vinos por el LAAE, sólo 18 permiten discriminar los tratamientos VINA y VINAZO (Figura 3). Estos compuestos pertenecen a diferentes familias químicas, incluyendo los ésteres (succinato de dietilo, butanoato de etilo), acetatos (acetato de butilo, acetato de etilo), alcoholes (1-butanol, 2-feniletanol, metionol, alcohol bencílico), aldehídos y cetonas (diacetilo, γ-decalactona), monoterpenos y norisoprenoides (geraniol, β-damascenona), fenoles (2,6-dimetoxifenol, 4-vinilfenol, eugenol, guayacol), cinamatos (dihidrocinamato de etilo) y los mercaptanos (H2S). El impacto de los tratamientos de nitrógeno sobre los niveles de estos compuestos en los vinos se resume en la Tabla 2. Uno de los efectos esperados, inducido por el aumento del contenido de nitrógeno del mosto, es la disminución de los compuestos responsables de la reducción en los vinos (Rauhut 2005). Si este efecto se observa en el contenido en metionol (ajo), no es el caso para el sulfuro de hidrógeno (huevo podrido). En general, los cambios inducidos por el tratamiento nitrógeno tienen una intensidad baja (<50% en comparación con el testigo en promedio) y las moléculas relacionadas son de impacto menor y/o presentes en concentraciones muy por debajo de sus umbrales de percepción en los vinos. Tabla 2: Impacto de las pulverizaciones de nitrógeno foliar sobre la composición aromática de los vinos. «+» = Ganancia significativa, «-» pérdida significativa. aEl nivel en los vinos se refiere a las concentraciones analizadas y sus posiciones en relación con el umbral de percepción de la molécula. «=» alrededor del umbral de percepción; «>» por debajo del umbral, «<» por encima del umbral ganancia se observa siempre en el componente «tiol» con la asociación «nitrógeno-azufre», el uso de nitrógeno tiene un impacto menor sobre esta familia de compuesto aromático. En el estudio de Lacroux (2008), los contenidos en 3-mercaptohexanol no se mejoran en el caso de una fertilización a base de nitrógeno únicamente. De manera similar, los compuestos fermentativos tal como el acetato de isoamilo (en rojo en la figura 2) no se ven o se ven poco afectados por los tratamientos nitrogenados. Las condiciones de vinificación en tinto con un mosto turbio y temperaturas más altas son menos favorables para la producción de esteres y acetatos por la levadura durante la fermentación (Moreno et al, 1988). 3.4 Impacto de las pulverizaciones de nitrógeno sobre el perfil sensorial de los vinos Figura 3: p-value del ANOVA de 3 factores realizado con los datos recogidos en el año 2011 para la composición aromática de los vinos (n = 24). El nivel de significación del 5% está representado por la línea de puntos. Los p-values de las variables acetato isoamílico (ISOAAC) y 3-mercaptohexanol (MINSA) se indican, respectivamente, por los círculos de color rojo y verde. El impacto del nitrógeno foliar sobre el perfil sensorial de los vinos tintos se resume en la Figura 4. Sin embargo, la técnica parece favorecer ligeramente vinos florales (valor de p = 0,06). Este aumento está relacionado con niveles más altos de dihidrocinamato etílico destacado en los vinos. La importancia de este efecto, aunque puede Sorprendentemente y al contrario de las observaciones anteriores sobre los vinos blancos y rosados, el contenido de los vinos en 3-mercaptohexanol 3 (p-value> 0,9) no se ve afectado por las pulverizaciones foliares (en verde en la figura 2). Es lo mismo para la 4MMP y el acetato de 3MH cuyo contenido es muy bajo en condiciones de vinificación en tinto. Varias hipótesis pueden ser propuestas para explicar estos fenómenos: - La perturbación de estas variables por un fuerte efecto de la matriz como observado por el equipo del LAAE durante los análisis - Las condiciones de vinificación en tinto (temperatura, turbidez) desfavorables para la liberación de estos compuestos en el vino. Esto es consistente con la hipótesis que el aumento en tioles observado en los vinos blancos sería debido a un aumento del nitrógeno disponible más que un aumento directo en el contenido en precursores. En efecto, se sabe que el impacto del contenido en nitrógeno de los mostos sobre el potencial aromático es menor en el caso de los tintos - La ausencia de azufre en las aplicaciones foliares. Durante las pruebas llevadas a cabo desde 2004 por el IFV Sud-Ouest, si la Figura 4: p-value de la ANOVA 3 factores realizada sobre los datos de cata (n = 24). El nivel de significación al umbral de 5% está representado por la línea de puntos. El p-value más cerca del umbral de significación se obtiene para el descriptor sensorial asociada con notas florales (NFlo). 89 ser buscada en particular en el caso de los vinos producidos por maceración carbónica, debe ser calificado dada la ganancia observada como baja (0.2 / 5 promedio en el carácter floral). Este impacto sensorial muy débil puede ser debido a la existencia de fuertes perturbaciones relacionadas con el desarrollo y la aplicación del análisis sensorial. En efecto, los vinos fueron catados por serie de variedad, todas las técnicas de vinificación combinadas. En este sentido, el fuerte impacto sensorial inducido por los diferentes tratamientos de maceración puede haber perturbado la calificación por el jurado de cata. Conclusión El estudio, llevado a cabo durante el último año del proyecto VINAROMAS sobre las variedades Fer Servadou y Cariñena, ha permitido evaluar el interés de fertilizaciones de nitrógeno foliar al envero (con una dosis de 20 unidades por hectárea) para la elaboración de vinos tintos. Además de la ganancia observada en nitrógeno en los mostos, la fertilización favoreció la asimilación de potasio causando una disminución de la acidez de los vinos. Con la variedad Cariñena, se observó también un aumento en el contenido en azúcar. Se noto una disminución significativa de algunos puntos del IPT en los vinos. Desde un punto de vista aromático, los efectos inducidos por la técnica son muy limitados. No se puso ver ningún cambio en el contenido en tioles varietales y la ganancia en algunos ésteres y acetatos (succinato de dietilo, butanoato de etilo, acetato de butilo y acetato de etilo) fue 90 muy débil en el marco de nuestro estudio. Es probable que este fallo esté relacionado con las condiciones de vinificación específicas del vino tinto (maceración, turbidez, temperatura) que parecen ser desfavorables para la formación de estas moléculas aromáticas. Así en nuestras condiciones de estudio y para la dos variedades, el interés de la fertilización de nitrógeno foliar no fue evidente. Referencias Bell, S-J. and Henschke, P.A. (2005) Implications of nitrogen nutrition for grapes, fermentation and wine. Australian Journal of Grape and Wine Research 11, 242–295. Charrier F. et Dufourcq T., 2007. Influence de l’apport d’azote foliaire sur le potentiel aromatique des vins blancs. 8ème Symposium d’œnologie de Bordeaux (France). 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Aplicación de chips de madera en la elaboración de vinos: resultados del proyecto VINAROMAS Simon Grelier1, Olivier Geffroy2, Ricardo Lopez3, Eric Serrano1, Thierry Dufourcq4, Juan Cacho3, Vicente Ferreira3 Société Boisé France, Domaine du Chapitre, 170, Bd du Chapitre, 34750 Villeneuve-lès-Maguelone, francia Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, V’innopôle, BP22, 81 310 Lisle Sur Tarn, francia 2 Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología. Universidad de Zaragoza, ZARAGOZA 4 Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, Domaine de Mons, 32100 CAUSSENS, francia Email : [email protected] 1 2 Introducción La madera en todas sus formas (chips, duelas...) se ha convertido en una herramienta esencial para la vinificación y el envejecimiento de los vinos. El reglamento CE 606/2009 en vigor ha ampliado recientemente el alcance de la utilización de trozos de madera, a la fase de fermentación (en las uvas frescas o de mosto) además de la fase de crianza ya autorizada. La madera se ha convertida en una poderosa herramienta para el enólogo. La amplia variedad de chips de madera (tostado, mezcla) asociada con una aplicación adecuada (adaptación de la dosis, etapa del proceso, duración del contacto) permite al técnico utilizar la madera para obtener un perfil específico (estructura aromática, dulzor), desarrollar las características afrutadas del vino o ocultar sus imperfecciones (dilución, notas vegetales). Durante los dos primeros años del proyecto VINAROMAS, varios tipos de chips de madera (6 para las variedades tintas, 2 para la variedad blanca) se llevaron a cabo sobre las variedades estudiadas (Garnacha, Cariñena, Fer Servadou y Gros Manseng). Este estudio ha permitido evaluar el efecto de la matriz, de la especie botánica, la etapa de utilización, el nivel de calefacción y la selección por el análisis de compuestos aromáticos marcadores de la madera y a través del análisis sensorial. 1. Materiales y métodos 1.1 Procedimientos implantados El protocolo experimental está incompleto porque los tipos de chips de madera han sido adaptados a las variedades de uva y a las añadas de estudio. Las adiciones se hicieron en diferentes momentos del proceso de elaboración de los vinos, con tiempo de contacto vino / madera y dosis adecuados. Para la uva Gros Manseng, el tratamiento testigo (TEM) fue vinificado sin adición de chips a 18 ° C. Los vinos tintos estándar (TEM) fermentaron a 25 º C durante 8 días. Las características de los tratamientos son los siguientes: - K1: El tratamiento K1 fue probado sobre uva de Gros Manseng en 2009 y 2010. Se compone de 85% de acacia (Robinia pseudoacacia), una madera que da características aromáticas florales. El 15% restante es de roble y tiene una alta concentración en compuestos de tostado (furfural, 5-hidroximetilfurfural, 5-metilfurfural, vainillina ...) y muy baja en taninos. La adición se realizó a una dosis de 3,5 g/L durante la fermentación. - K2: La modalidad K2 fue probada sobre Gros Manseng en 2009 y 2010. Se compone de 100% de roble albar (Quercus petraea). Se trata de una mezcla de dos selección/tratamiento térmico diferentes. 85% de la madera proviene de una selección que permite promover la frescura original de la madera y tiene una baja concentración en compuestos de tostado pero una alta riqueza en taninos. El otro 15% se caracteriza por altos contenidos en compuestos de tostado (siringaldehído, vainillina, whiskylactonas, furfural). La adición se realizó a una dosis de 3,5 g/L durante la fermentación. - COP1: Este tipo de chips se compone de 100% de roble, pero contiene dos productos diferentes. Se puso a prueba en 2009, sobre los vinos de Garnacha, Cariñena y Fer Servadou. 80% de la mezcla tiene un bajo contenido en lactonas y está equilibrado entre los diversos compuestos de tostado. El 20% restante se compone de madera rica en lactonas sin tostado. Se utilizó a una dosis de 5 g/L al final de la fermentación. Se mantuvo el contacto chips/vino durante 2 meses. - COP2: Este tipo de chips 100% roble, que se compone de dos productos diferentes, se puso a prueba en 2009 en los vinos de Garnacha, de Cariñena y de Fer Servadou. 20% de la mezcla consiste en madera que tiene un bajo contenido en lactonas y equilibrada entre los compuestos de tostado. 80% se compone de madera rica en compuestos lactonas sin tostado. Se utilizo a una dosis de 5 g/L al final de la fermentación. Se mantuvo el contacto chips/vino durante 2 meses. - COP3: Esta selección, probada en 2009 sobre los vinos de Garnacha, Carinena y Fer Servadou tiene como objetivo promover la frescura original de la madera. Después del tratamiento térmico, la madera está poco concentrada en compuestos de tostado pero rica en taninos. Se utilizó a una dosis de 5 g/L al final de la fermentación. Se mantuvo el contacto chips/vino durante 2 meses. - COP4DFA: Este roble, probado en 2010 sobre la variedad Fer Servadou, tiene una concentración alta en compuestos de tostado (furfural, 5-hidroximetilfurfural, 5-metilfurfural, vainillina...) y baja en taninos. La adición se realizó a una dosis de 1 g/L al inicio de la fermentación. Se mantuvo el contacto chips/vino durante 2 meses. - COP4FFA: Se trata del mismo roble previamente utilizado a la misma dosis (1 g/l) al fin de la fermentación en los vinos de Fer Servadou. Se mantuvo el contacto chips/vino durante unos diez días. - COP5: Se trata de una madera sin tostado rica en lactonas. Fue probada en 2010 en los vinos de Garnacha y Cariñena. La adición se realizó a una dosis de 5 g/L al final de la fermentación. Se mantuvo el contacto chips/vino durante 2 meses - COP6: Se trata de una madera sin tostado rica en taninos y pobre en lactonas. Fue probada en 2010 en los vinos de Garnacha y Cariñena. La adición se realizó a una dosis de 5 g/L al final de la fermentación. Se mantuvo el contacto chips/vino durante 2 meses. Ambos tipos de madera utilizados en este ensayo se han madurado durante 24 meses al aire libre, antes de ser procesado (sin/con tostado) por igual. Durante las dos vendimias del proyecto sobre la uva Gros Manseng, se estudiaron dos tipos de chips de madera (K1 y K2) en dos parcelas con características de producción diferentes. En 2009 y 2010 para las tres variedades de uva tinta, los chips (COP1, COP2, COP3, COP4DFA, COP4FFA, COP5 y COP6) se pusieron a prueba en dos lotes de uvas cosechadas a dos niveles de madurez. 91 1.2 Parámetros analíticos, sensoriales y estadísticos 8 parámetros enológicos clásicos fueron analizados por el IFV SudOuest en los vinos embotellados: alcohol, acidez total, ácido tartárico, pH, acidez volátil, potasio, IPT y antocianinas para los vinos tintos. 78 compuestos aromáticos diferentes que pertenecen a 14 familias químicas (esteres de etilo, acetatos, ácidos, alcoholes, aldehídos, cetonas, monoterpenoles, norisoprenoides, fenoles, derivados de vainillina, mercaptanos, cinnamatos, tioles varietales y pirazinas) fueron analizados en los vinos por el equipo del LAAE. Entre las moléculas conocidas como «marcadores» de la madera, se determinaron los contenidos en 2-furfuriltiol, guaiacol, whiskylactonas (cis y trans), eugenol, o- y m-cresol, 4-etil- y 4-vinilfenol, 4-etil y vinilguaiacol, sinringaldehído, vainillina, acetovanillona, vainillato de metilo y de etilo. El análisis sensorial se llevó a cabo por el jurado experto del IFV SudOuest compuesto por ocho catadores entrenados regularmente. Los vinos se clasificaron con 15 descriptores sensoriales en una escala discontinua de 0 a 5. Para los tintos, las concentraciones en compuestos marcadores de la madera fueron independientes de la fecha de vendimia y de la variedad, los valores fueron promediados para todas las variedades y todas las fechas de cosecha. Estos promedios fueron procesados mediante Análisis de Componentes Principales con el software Excel Stat. Para los vinos blancos de Gros Manseng, las composiciones de los vinos fueron analizados por análisis de varianza con tres factores (tratamiento x parcela x añadas) seguida de una prueba de comparación de medias de Fisher. 2. Resultados y Discusión Figura 1 : Análisis de Componentes Principales (PCA) de los contenido analizados en los vinos en compuestos aromáticos marcadores de la madera. F1(45.53) y F2(27.18) 15% de roble rico en furfural (que absorbe a 280 nm, la longitud de onda a la que se mide el IPT) y otros compuestos de tostado. Estos elementos son responsables de los efectos analíticos observados. Las dos especies tienen un impacto positivo en la generación de furfuriltioles en comparación con el control. EL tratamiento K2 se caracteriza por un mayor contenido en whiskylactonas pero debajo del umbral de percepción. Los contenidos en 3-mercaptohexanol (3MH) y en acetato de 3-mercaptohexilo (ac3MH) en los vinos no se ven afectados por la adición de chips de madera. 2.1 Datos generales sobre los vinos tintos La observación de la composición química de los vinos tintos muestra que, entre las moléculas aromáticas «marcadores» de la madera, solo el 2-furfuriltiol, el guaiacol, las whiskylactonas (cis y trans), la vainillina y el eugenol, sufren el impactado de la adición de chips de madera. El efecto de la adición de diferentes tipos de chips sobre la composición química de los vinos tintos es resumido en la figura 1. Es importante añadir que para las variedades tintas, la adición de trozos de madera no tuvo ningún efecto sobre los otros compuestos aromáticos del vino (esteres, acetatos, ácidos, alcoholes y tioles ...). El tratamiento COP6, pobre en lactonas, tiene una posición en el ACP cerca del tratamiento testigo (TEM). Los chips COP4 DFA y COP4 FFA muestran un contenido superior en guayacol y en 2 furfuriltiol. A pesar de los niveles superiores en whiskylactonas (Figura 5), el tratamiento «COP5» no se distingue en el ACP para esta variable. En 2009 y 2010, dos especies de madera, K1 (85% acacia + 15% roble rico en furanos a 3,5 g / L) y K2 (85% de roble bajo en furanos y whiskylactonas + 15% de roble rico en vainillina 3,5 g / l) fueron probados en los mostos de Gros Manseng. La adición de la madera K1 permite mantener las características “tiol» en los vinos reduciendo al mismo tiempo las notas herbáceas. El perfil aromático de los vinos se complica por la contribución de notas tostadas. Los chips de madera K1 mejoran el dulzor pero no afectan la percepción de acidez. Este tipo de madera respeta la frescura del perfil inicial, lleva dulzor disminuyendo las notas vegetales. La adición de la madera K2 provoca un cambio más importante en el perfil organoléptico reduciendo la acidez y aumentando la sensación de dulzor. Las notas lácticas, de coco o de vainilla son más pronunciadas. El impacto de los tipos de madera se puede resumir como sigue: El uso de acacia se limita generalmente a los vinos blancos, en los que llevan más sabor dulce que el roble (Quercus petraea), que es la especie más representada en enología. Solo el uso de barricas de acacia está permitido en enología, los chips de esta especie están prohibidos. K1: perfil fresco = respecto del estilo inicial (tiol, frescura), en boca aumento de la sensación de dulzor K2: perfil suave= notas de madera más intensas (coco / leche, vainilla) con un mayor impacto en la boca (dulzor, disminución de la acidez) Los impactos significativos de la adición de chips de madera se resumen en la Tabla 1. Los resultados de los análisis demuestran que el tratamiento K1 tiene un fuerte impacto en el IPT y el contenido en guaiacol de los vinos. Otros fenoles tales como el 2,6-dimetoxifenol, el 4-alil-2,6-dimetoxifenol y el 4-etilguaiacol se ven afectados de manera significativa pero los niveles de concentración se mantienen por debajo del umbral de percepción. Estos datos son consistentes con la composición de la madera de esta modalidad, que contiene 2.2 Impacto de la etapa de adición 2.2 Impacto de la especie de madera en los vinos blancos 92 Tabla 1: Parámetros analíticos o aromáticos impactados significativamente por los tratamientos K1 y K2. Análisis de varianza / significación en la prueba de Fisher al 5% En 2010 con la variedad Fer Servadou, un tipo de madera rico en compuestos de tostado (furfural, 5-hidroximetilfurfural, 5-metilfurfural, vainilla...) se utilizó en dos etapas del proceso: inicio de la fermentación alcohólica (1 g/L) con 10 días de contacto y al fin de la fermentación alcohólica (1 g/l) con 2 meses de contacto. Los análisis (Figura 2) muestran un claro impacto del momento de adición sobre los contenidos en guaiacol y 2 furfuriltiol. El tratamiento en el que se ponía la madera al fin de la fermentación alcohólica (COP4FFA) tiene una concentración mucho más alta en estos dos compuestos. La integración de la madera en el proceso de vinificación no se debe hacer de forma aleatoria porque puede ser una importante palanca de control sobre el perfil sensorial. En este caso, la fermentación es un paso que tiene un efecto marcado sobre los compuestos de tostado. Esto resulta en una intensidad aromática superior en el caso del tratamiento COP4FFA. La adición tardía de roble en el proceso de elaboración tal como al final de la fermentación, marca mucho más los vinos. El impacto se mide también en la boca y se limita a una ligera ganancia en madurez de la fruta, en grasa (Figura 3). Estos efectos son mayores en la modalidad COP4FFA que en COP4DFA. Figura 3 : Comparación de los perfiles sensoriales de los tratamientos COP4 DFA y COP4 FFA. intensidad aromática, fruta roja, pirazinas, intensidad de la madera, coco, vainilla, tostado, graso, dulzor, acidez, astringencia, amargura, calor, taninos brutos, taninos duros, intensidad aromática, madurez de la fruta Figura 4: Comparación de los perfiles sensoriales de los tratamientos COP1, COP2 et COP3 - variedad Fer Servadou – Añada 2009 El análisis sensorial demuestra un impacto real en el perfil de vino de madera (Figura 4). Los tipos de madera ricos en compuestos de tostado permiten atenuar las notas a pirazinas de la matriz inicial mediante la introducción de notas tostadas y de vainilla. El tratamiento COP2 permite intensificar el carácter frutal de los vinos rojos presumiblemente debido a su riqueza en lactonas. 2.4 Impacto de la selección de la madera sin tostar Figura 2 : Contenidos en guayacol (notas humadas ; umbral de percepción = 15 µg/l) y en 2-furfuriltiol (notas de café ; umbral de percepción= 1 ng/l) medidos en los vinos experimentales - Promedio de dos observaciones por tipo de madera 2.3 Impacto del tipo de tostado sobre los vinos tintos Los chips de madera utilizados en 2009 (COP1, COP2 y COP3) en los vinos de Fer Servadou, Garnacha y Cariñena, permiten poner de relieve un efecto del tipo de tostado sobre el contenido de los vinos en compuestos aromáticos de la madera (Figura 1). Los tratamientos COP1, COP2 y COP3 difieren sólo en la selección de la madera y en el proceso de transformación aplicado. Parece que la modalidad COP1 es más rica en compuestos de tostado que COP2 que es también más rica que COP3. Estos elementos son consistentes con el proceso aplicado. El procesamiento térmico de la madera provoca la formación de compuestos tales como vainillina, acetovanillona, guaiacol y siringaldehído. Estos compuestos se encuentran en los vinos después del contacto con la madera. Tomado aisladamente, sus concentraciones se mantienen por debajo del umbral de percepción. La última parte del estudio pone de relieve el impacto de selección de la madera en el perfil sensorial de los vinos. En 2010, dos tipos de madera fresca sin tostar (COP5 y COP6) fueron aplicados en los vinos de Garnacha y de Cariñena. A pesar de que los dos tratamientos son de madera, sin tostar, tienen características muy diferentes. En efecto, el roble francés utilizado en la vinificación se multiplica por regeneración natural. Este modo de reproducción, junto con la implantación en diferentes suelos y condiciones climáticas de las diferentes áreas de cultivo, crea grandes variaciones en la composición química de los árboles. Es lo caso de los dos isómeros de la whiskylactona. Estas moléculas se difunden en el vino a partir de la madera, como se muestra en la Figura 5. Los vinos elaborados usando los chips de madera COP5 COP6 tienen diferentes perfiles analíticos. Los parámetros principalmente afectados son el nivel de madurez de la fruta, la intensidad aromática y el dulzor. El impacto aromático de la modalidad COP5 es mucho más pronunciado que COP6. El impacto es mayor en los vinos de Garnacha que de Cariñena. 93 Conclusión y perspectivas. La madera es un elemento importante en la construcción del perfil aromático de un vino. Tiene una composición variable y se puede aplicar durante diferentes etapas del proceso de elaboración. En las variedades estudiadas, el uso de chips ayuda a dirigir los perfiles de vino : - En la variedad Gros Manseng: mantener los aromas de tipo varietal y reequilibrar la boca en el caso de la Acacia o aumentar la sensación de dulzor, disminuir la acidez a través del uso de madera muy rica en compuestos de furfural. - En los vinos tintos: reducir las notas pirazinas y aumentar la fruta madura, la estructura en boca. Este fenómeno es más pronunciado a medida que la concentración de compuestos de tostado aumenta. El manejo de las condiciones de utilización de la madera puede modular significativamente la relación entre la madera y el vino, como se muestra en la prueba llevada a cabo en 2010 en la variedad Fer Servadou. En este sentido, la fermentación es un paso importante. Se reduce el impacto de los compuestos de tostado mediante la promoción de la expresión de la fruta de la uva. Teniendo en cuenta los impactos causados por la madera, es esencial utilizar esta herramienta de forma controlada para lograr el impacto deseado. Figura 5: Contenidos promedios en c-whiskylactona (notas de coco ; umbral de percepción = 78 µg/l) y en t-whiskylactona (notas de coco ; umbral de percepción = 790 µg/) medidos en los vinos experimentales. 94 Influencia de la ruta de vinificación sobre el potencial aromático de los vinos de Gros Manseng Thierry Dufourcq1, Sandrine Nardi1, Olivier Geffroy2, Eric Serrano2, Ricardo Lopez3, Juan Cacho3 Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, Domaine de Mons, 32100 CAUSSENS, Francia Institut Français de la Vigne et du Vin Pôle Sud-Ouest, V’innopôle, BP22, 81 310 Lisle Sur Tarn, Francia 3 Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología. Universidad de Zaragoza, ZARAGOZA Email : [email protected] 1 2 Introducción El Gros Manseng es una variedad de uva blanca cultivada en los viñedos del macizo de los Pirineos franceses y de la Gascoña (suroeste de Francia). Pertenece a un grupo de variedades cuyo origen Pirenaico Atlántico se ha aclarado recientemente gracias al uso de marcadores moleculares (Bordenave et al., 2007). Su origen geográfico e histórico se encuentra cerca del golfo de Gascoña. Esta zona habría sido uno de los refugios europeos de Vitis vinífera durante los periodos glaciales. Esta variedad de uva contribuye a la originalidad de la composición varietal de los viñedos del sur-oeste de Francia. En 2010, 2900 ha de Gros Manseng se cultivaron en Francia, principalmente en las Côtes de Gascogne, en producción de vino con apelación geográfica (IGP) o con apelación de origen (AOP) Jurançon, Tursan, Irouléguy y Pacherenc-du-vic-bilh. El potencial enológico de esta variedad de uva es original, tiene la capacidad de acumular azúcares durante la maduración mientras conserva un alto nivel de acidez. Esta originalidad se convierte en una limitación cuando se trata de producir vino seco, porque hay que encontrar un compromiso entre el grado alcohólico potencial que puede llegar a ser limitante y la acidez que se intenta controlar. A nivel aromático, los vinos de Gros Manseng presentan un potencial increíble y diversificado. Encontramos en los vinos de esa variedad de uva tanto tioles varietales en alta cantidad (Tominaga 2000, Dagan 2006), como compuestos derivados de precursores glicosídicos, terpenos y norisoprenoides (Dagan, 2006). Por fin, la presencia de precursores de sulfuro de dimetilo ha sido demostrada en las uvas, lo que permite al vino expresar notas de trufa durante su envejecimiento (Dagan, 2006). En el contexto del proyecto VINAROMAS, tratamos de complementar el conocimiento sobre el potencial aromático de los vinos de Gros Manseng. Numerosos compuestos odorantes fueron analizados en el vino por el LAAE de la Universidad de Zaragoza. El objetivo fue caracterizar el impacto de diferentes prácticas de vinificación tales como la maceración pre-fermentación de la uva, el almacenamiento con las borras o la realización de la fermentación maloláctica. de carbono para minimizar el contacto con el oxigeno del aire. El objetivo no era caracterizar los efectos de las cepas de levadura o de nutrientes específicos, por esta razón se usó la misma cepa de levadura cada año sobre todos los lotes. Se constituyeron 6 lotes por parcela y año: 2 lotes testigo, 2 con maceración prefermentativa, 1 con almacenamiento sobre las borras, 1 con realización de la fermentación maloláctica. Los itinerarios de vinificación experimentados fueron los siguientes: -Vinificación estándar o testigo: se despalilla la uva, se estruja y se prensa directamente. La clarificación tiene lugar 24 a 48 horas después del prensado. Se realiza la fermentación a 17°C y se trasiega el vino 7 días después del fin de la fermentación alcohólica. -Vinificación con maceración: se maceran las uvas a 16°C durante 18 horas empleando un gas inerte. Luego, la vinificación se hace como la vinificación testigo. - Almacenamiento con las borras: se prensa directamente la uva y después se deja el mosto en frio con las borras durante 2 semanas. -Fermentación maloláctica: al fin de la fermentación alcohólica realizada según el protocolo estándar (testigo), los vinos fueron inoculados con bacterias lácticas y se mantuvieron los vinos a una temperatura controlada de 20 ° C. Los vinos fueron dejados con las lías hasta la finalización de la maloláctica o si no durante un período máxima de ocho semanas. Se conservaron los vinos con gas inerte durante todo este período. 78 diferentes compuestos aromáticos que pertenecen a 14 familias químicas (ésteres de etilo, acetatos, ácidos, alcoholes, aldehídos, cetonas, terpenoles, norisoprenoides, fenoles, derivados de vainillina, mercaptanos, cinnamatos, tioles varietales y pirazinas) fueron analizados en los vinos por el equipo del LAAE. Se llevó a cabo el análisis sensorial por un panel de expertos de enólogos y técnicos. Los vinos fueron calificados en una escala de 0 a 10 mediante 15 descriptores sensoriales. El conjunto de datos se analizó estadísticamente usando el software XLSTAT. 1. Materiales y métodos 2. Resultados El estudio ha sido llevado a cabo durante tres años (de 2009 a 2011) sobre dos parcelas de Gros Manseng cultivadas en la zona de producción de Gascoña. Dos tipos de parcelas fueron seleccionados durante tres años. La selección fue efectuada sobre diferencias de tipos de suelo, el criterio mayor fue la alimentación hídrica Todas las vinificaciones fueron realizadas a escala planta piloto (30 litros) en la bodega experimental del Instituto Francés de la Viña y del Vino situada en Caussens (Gers). Los vinos fueron elaborados en condiciones reductivas durante la fase prefermentativa, fraccionando dosis de sulfitos entre cada operación y mediante el uso de dióxido 2.1 Características de las 3 añadas estudiadas.. La tabla 1 presenta las características de las 3 añadas estudiadas en comparación con los valores promedio observados en Gascoña. El índice de Huglin, el índice de sequia (Tonietto et Carbonneau, 2004) y el estado de estrés hídrico de las diferentes parcelas (Van Leeuwen et al., 2001) permiten tener una visión global de la variaciones observadas. 95 de otras rutas porque fueron mantenidos a 20°C con las lías y sin protección durante varias semanas. 3. Impacto de las técnicas de vinificación sobre la composición aromática de los vinos Tabla 1: descripción simplificada de las condiciones de estudio y de las parcelas 2.2 Impacto de las técnicas de vinificación sobre la composición de los vinos LEl análisis de los datos (Figura 1) muestra la agrupación de los individuos por parcela y por vendimia. El Eje principal del grupo está constituido por la variable «nivel de pH». Los vinos del año 2009 para la parcela A y los vinos de 2010 para la parcela B se encuentran mezclados aunque sus condiciones de producción sean completamente diferentes. Los grupos de individuos de A y B en 2011 no se difieren en el análisis de componentes principales (ACP). Otro grupo está formado por la parcela B de 2010 y el último grupo por la parcela A en 2009. Se analizaron 78 compuestos aromáticos en los vinos embotellados. En total, 27 de estos compuestos mostraron concentraciones medias por encima de sus umbrales de percepción. En este artículo solo presentamos los compuestos que tienen un número de unidades de olor (NUO) superior a 5 y un coeficiente de variación superior a 30%, lo que puede reflejar un posible efecto de la ruta del vino. Hemos seleccionado 18 compuestos odorantes (Tabla 2). Los datos de proyección en un plano de componentes principales muestran una distribución de individuos según la añada. Así pues, parece que la añada es un factor más importante que la parcela y la ruta de vinificación sobre la composición de los vinos aromáticos (Figura 2). Dentro de los datos de cada añada, los datos se reparten sobre un eje «tioles-esteres-acetatos-fruta» para 2010 y un eje «tioles ahumado» en 2011 y 2009. El análisis por ANOVA de los datos da estas conclusiones: - El 3-mercaptohexanol encontrado en los vinos de la parcela B es significativamente superior a los vinos de la parcela A. Los vinos de Gros Manseng elaborados a partir de uvas provenientes de una parcela con mayor producción y sin estrés hídrico tiene un contenido en tioles superior. - La maceración ha permitido aumentar significativamente el contenido en acetato de isoamilo, en acetato de butilo y en β-damascenona de los vinos - El almacenamiento con las borras ha tenido un fuerte impacto sobre la producción de acetato de 3-mercaptohexilo y en menor medida sobre el contenido en 3-mercaptohexanol. Estos efectos son más pronunciados en la parcela B. Finalmente, varios compuestos aromáticos están influidos por la realización de la fermentación maloláctica (con o sin éxito) tales como el furfuriltiol y su forma «metilada». Ambos compuestos tienen olores de humo y de café (Tominaga y Dubourdieu, 2006), lo que puede sugerir o recordar una crianza en barricas de roble. Las concentraciones en butirato y hexanoato de etilo han sido aumentados con este tratamiento. Figura 1: Análisis de componentes principales sobre los datos analíticos de los vinos de Gros Manseng - parcelas A y B; 3 añadas 2009 a 2011; tres rutas de vinificación con maceración (MP), almacenamiento (ST) o fermentación maloláctica (ML). Los resultados muestran también el impacto de la maceración en la reducción de la acidez del vino (pH y acidez total). El tratamiento de almacenamiento tiene poco impacto sobre las características de los vinos. La fermentación maloláctica no se ha realizado completamente en el vino debido a un pH muy bajo del mosto. En algunos vinos ML (2/6), se degradó el 50% del ácido málico. Estos vinos se diferencian 96 Tabla 2: compuestos aromáticos analizados en los vinos de Gros Manseng con una concentración superior a sus umbrales de percepción Tabla 3: descriptores sensoriales empleados por el panel de cata para caracterizar los vinos experimentales su acetato en los vinos. El almacenamiento permite también mejorar la intensidad de percepción aromática en la boca. La maceración disminuye la percepción ácida. Estas dos técnicas contribuyen a la mejora de los vinos. La maceración parece interesante en el caso de parcelas con poca producción y sin estrés hídrico. El análisis de los compuestos muestra una ganancia en acetatos (amilo, butilo) y en β-damascenona. Al catar, los vinos parecen más frutados. La realización de la fermentación maloláctica (o la crianza con las lías a 20°C en nuestro caso) produce vinos que se describen en la nariz como «atrufado» y «aroma de roble». La intensidad de este último descriptor es muy débil pero significativamente diferente. Aquí estas percepciones pueden estar relacionadas con un aumento significativo del furfuriltiol y del méthylfuranethiol. Figura 2 : Análisis de componentes principales sobre los datos de análisis de los compuestos aromáticos en los vinos de Gros Manseng elaborados a partir de la uva de las dos parcelas (A y B), de tres añadas (2009 a 2011) y según tres rutas de vinificación con maceración (MP), con almacenamiento (ST) o con fermentación maloláctica (ML). 4. Impacto de las rutas de vinificación (ITK) sobre la percepción sensorial de los vinos El panel de cata (10 catadores en promedio) está compuesto por profesionales que trabajan en la producción, en la consultoría o en la investigación. Los vinos fueron catados jóvenes, en el año que sigue a sus elaboraciones y algunos meses después del embotellado (entre abril y junio). Los catadores tienen una buena experiencia en el campo de la cata y la practican regularmente. 15 descriptores sensoriales (8 para la nariz y 7 para la boca) fueron seleccionados para este trabajo. La notación se hizo sobre una escala de 0 a 10. El análisis de los datos de cata (Tabla 4) confirma el impacto mayor de la añada en la percepción de los vinos de Gros Manseng. 80% de los descriptores (12/15) presentan diferencias significativas según el año de producción. Esto es consistente con el análisis de los datos de composición aromática medidos ya presentados. Las diferencias mayores entre las parcelas conciernen a la percepción de acidez en boca y las notas tiol afrutado. Las parcelas de Gros Manseng con altos rendimientos y sin estrés hídrico producen vinos con mayor acidez y mayor contenido en tiol lo que se confirma con los análisis. Este resultado confirma también los conocimientos empírico sobre la variedad. En cuanto a las rutas de vinificación, la maceración o el almacenamiento con las borras han mejorado la intensidad del carácter tiol afrutado en relación con el contenido en 3-mercaptohexanol y en Tabla 4: Resumen de los ANOVA realizados sobre los datos sensoriales las pruebas de Fischer: * significativo al 5%; *** significativo al 1% con la prueba de Fischer Conclusión Este trabajo complementa el conocimiento del potencial aromático de la uva Gros Manseng. Ha permitido estudiar el efecto de rutas de vinificación simples tales como la maceración y la fermentación maloláctica sobre varios compuestos aromáticos del vino. Está claro que para esta variedad, la añada es un factor que importa más en la composición aromática de los vinos que las condiciones de producción (carga y nivel de estrés hídrico), y que las rutas vinificación prueba. Estos resultados nos llevan a considerar que la caracterización de una cosecha debe ser más precisa (precocidad, temperatura, precipitaciones) y su integración debe hacerse con los compuestos metabólicos (aminoácidos, ácidos grasos, precursores aromas varietales). 97 La maceración es una técnica interesante para cualquier tipo de uva de Gros Manseng. Permite aumentar el contenido en tioles varietales, en esteres, en acetatos responsable de aromas afrutados y en β-damascenona descrita como potenciador de fruta (Pineau et al., 2007). El almacenamiento con las borras ha dado resultados interesantes aumentando el contenido en acetato de 3-mercaptohexilo en los vinos. Todavía es necesario optimizar esta técnica. En este trabajo, la realización de la fermentación maloláctica fue un fracaso debido a dificultades de implantación de las bacterias en los mostos. Sin embargo, la conservación de los mostos con las lías a 20°C durante unas semanas ha permitido producir un vino diferente del testigo por aumento del contenido en compuesto azufrados tales como el furfuriltiol y el metilfuranethiol comunicando aromas de trufa y de madera. Esta técnica es interesante siempre que sea posible controlar la aparición de notas de reducción desagradables. Falta por estudiar la combinación de estas técnicas, así como el empleo de chips de madera para construir perfiles de vinos más complejos. Los análisis de compuestos aromáticos son indicadores para analizar las rutas de vinificación y confirman las impresiones sensoriales y ayudan a reproducir la calidad de los vinos. Referencias bibliográficas Bordenave L., Lacombe T.,Laucou V., Boursiquot J.M., 2007. Etude historique, génétique et ampélograhique des cépages Pyrénéo-Atlantiques. Bulletin de l’OIV, p920-922. Dagan L., 2006. Potentiel aromatique des raisins de Vitis vinifera L. cv. Petit Manseng et Gros Manseng. Contribution à l’arôme des vins de pays Côtes de Gascogne. Thèse, Montpellier, 2006. Pineau B., Barbe J.C., Van Leeuwen C., Dubourdieu D., 2007. Which Impact for β-damascenone on Red Wines Aroma. J. Agric. Food Chem., 55, 4103-4108. Tominaga T., Baltenweck-Guyot R., Peyrot Des Gachons C. et Dubourdieu D. 2000. Contribution of volatile thiols to the aromas of white wines made from several Vitis vinifera Grape Varieties. American Journal of Enology and Viticulture. 51, p178-181 Tominaga T., Dufourdieu D., 2006. A novel methodfor quantification of 2-Methyl-3-furanthiol and 2-furanmethanethiol in wines made from Vitis vinifera grape varieties. J. Agric. Food Chem, 54, 29-33. Tonietto J., Carbonneau A., 2004. A multicriteria climatic classification system for grape-growing regions worldwide. Agricultural and Forest Meteorology, 124, p81-97. Van Leeuwen C., Gaudillere J-P., Tregoat O., 2001. L’évaluation du régime hydrique de la vigne à partir du rapport isotopique 13C/12C. l’intérêt de sa mesure sur les sucres du moût à maturité. Journal International Science Vigne Vin, 35, n°4, p 195-205 Otras referencias: Observatorio de la viticultura francesa :http://www.si-vitifrance.com/ consultado en octubre 2012. Les Blancs, Sauvignon B, Sémillon B, Gros Manseng, Petit Manseng, 2001. Síntesis de trabajos de selección clonal. Chambres d’Agriculture d’Aquitaine, 16p. El Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología (LAAE) somos un grupo de científicos de la Universidad de Zaragoza especialistas en el estudio analítico del aroma, particularmente en el estudio del aroma del vino. Nuestros conocimientos, experiencia e instrumentación nos permiten abordar con garantías de éxito cualquier problema relacionado con el aroma, gusto y sabor de cualquier producto. En el caso del vino le podemos asesorar tanto acerca de la naturaleza y origen de sus defectos como acerca de posibles acciones de mejora. Nuestro laboratorio está preparado para realizar cualquier análisis de una especie volátil, por difícil que ésta sea Además, nuestro laboratorio ofrece una serie de análisis normalizados: Compuestos mayoritarios Compuestos minoritarios Azufrados volátiles Mercaptanos polifuncionales Alquilmetoxipirazinas Aldehídos Aromas polares (furaneol, sotolon, maltol) Precursores en uvas y vinos Perfiles olfatométricos Etilfenoles y TCA Aminoácidos Aminas biógenas Puede ponerse en contacto con nosotros a través de nuestra página web www.laae.es o por correo electrónico en [email protected] 98 LEVULINE ® SYMBIOSE TM FLAVIATM BIODIVATM Passer au niveau supérieur LEVEL2 ® TD LALVIN ICV TANDEM ® Explorer l’univers de la biodiversité des levures ! La grande variété de levures naturelles sélectionnées reflète la biodiversité de la microflore présente au cours de la fermentation alcoolique des vins. Cependant, cet univers est encore sous exploité au regard du grand nombre d’espèces et de sous espèces (autres que Saccharomyces) qui sont présentes dans la plupart des moûts de raisins. Au cours de la fermentation spontanée, l’activité microbienne engendre une succession d’activités enzymatiques qui contribuent sans aucun doute, positivement ou négativement, à la complexité aromatique et à la diversité des vins. Avec Level 2 Solutions, Lallemand innove en introduisant de nouvelles espèces et de nouveaux modes de gestion des fermentations alcooliques (Inoculation séquentielle) maîtrisés et sécurisés qui ouvrent de nouveaux horizons aux vinificateurs. Lallemand SAS - BP 59-31702 Blagnac Cedex-France/Tel:+ 33(0)5 62 74 55 55/fax:+33(0)5 62 7455 00 Un monde de solutions naturelles pour valoriser vos vins / www.lallemandwine.com