Étude des composés phénoliques chez les cépages
hybrides interspécifiques cultivés au Québec pour la
production vinicole
Mémoire
Marie-Pascale Gagné
Maîtrise en sciences et technologie des aliments
Maître ès Science (M. Sc)
Québec, Canada
iii
Résumé
Les composés phénoliques ont été peu étudiés dans les baies et les vins des cépages cultivés au Québec, malgré leur importance sur la qualité des vins. Au cours de ce projet, le profil des composés phénoliques a été étudié dans les baies et les vins de dix cépages rouges et blancs récoltés au Québec. Les résultats ont montré que les vins rouges contenaient une forte concentration en pigments rouges et peu de flavan-3-ols. Au contraire, les baies des cépages blancs avaient une teneur élevée en flavan-3-ols. L’impact de la présence de pigments sur la polymérisation des proanthocyanidines a été étudié en microfermentation et a permis de démontrer que la polymérisation des proanthocyanidines est accrue lorsqu’un moût blanc est fermenté avec un marc rouge. Ce projet a permis d'établir une base de connaissance sur les cépages hybrides qui contribuera au développement de vins nordiques de grande qualité.
v
Tables des matières
Résumé ... iii
Tables des matières... v
Liste des tableaux ... ix
Liste des tableaux - Annexe ... xi
Liste des figures ... xiii
Liste des abréviations et sigles ... xv
Remerciements ... xix
Avant-propos ... xxi
Introduction générale ... 1
Chapitre 1 Revue de littérature ... 3
1.1 Cépages hybrides ... 4
1.1.1 Industrie vinicole du Québec ... 4
1.1.2 Cépages cultivés au Québec ... 4
1.2 Composés phénoliques ... 6
1.2.1 Les polyphénols du raisin ... 6
1.2.2 Non-flavonoïdes ... 8 1.2.2.1 Acides phénoliques ... 8 1.2.2.2 Stilbènes ... 9 1.2.3 Flavonoïdes ... 12 1.2.3.1 Flavonols ... 12 1.2.3.2 Anthocyanes ... 13 1.2.3.3 Flavanols ... 17 1.3 Vinification ... 22
1.4 Qualités organoleptiques du vin associées aux composés phénoliques ... 22
1.4.1 La qualité du vin ... 22
1.4.2 Structure en bouche (mouthfeel) des vins rouges et blancs ... 23
1.4.3 Astringence et amertume associées à la qualité ... 23
1.4.4 Composés phénoliques du vin rouge ... 24
1.4.5 Composés phénoliques du vin blanc ... 25
1.5 Analyses des vins et raisins ... 25
vi
1.6 Hypothèse et Objectifs ... 29
Hypothèse ... 29
Objectif général ... 29
Objectifs spécifiques ... 29
Chapitre 2 Characterization of Phenolic Compounds of Enological Interest in Five Hybrid Grapes Varieties Grown in the Province of Quebec (Canada) ... 31
2.1 Résumé ... 33
2.2 Abstract ... 34
2.3 Introduction ... 35
2.4 Material and methods ... 38
2.4.1 Samples ... 38
2.4.2 Chemicals ... 38
2.4.3 Grape and must parameters ... 39
2.4.4 Winemaking ... 39
2.4.5 Phenolic compounds extraction from skins and seeds... 39
2.4.6 Wine metrics ... 40
2.4.7 Pigment in must, grape and wine ... 40
2.4.8 HPLC analysis of flavanols... 40
2.4.9 Statistical analysis ... 41
2.5 Results ... 42
2.5.1 Grape, must and wine metrics... 42
2.5.3 Grape and musts phenolic profile... 42
2.5.4 Wine phenolic profile ... 43
2.5.5 Principal component analysis ... 43
2.5.6 Redundancy analysis ... 44
2.6 Discussion ... 45
2.6.1 Phenolic profiles of grapes ... 45
2.6.2 Phenolic profile of wines and their relationship with grape phenolic composition ... 47
2.7 Conclusion ... 49
Acknowledgements: ... 49
Literature cited ... 50
vii Chapitre 3 Phenolic Compounds Profile of Five White Hybrids Grapes Grown in Quebec (Canada) for White
Wine Production ... 69
3.1 Résumé ... 71
3.2 Abstract ... 72
3.3 Introduction ... 73
3.4 Material and methods ... 75
3.4.1 Samples ... 75
3.4.2 Chemicals ... 75
3.4.3 Berry and must basic metrics ... 75
3.4.4 Winemaking ... 76
3.4.5 Wine metrics ... 76
3.4.6 Phenolic compounds extraction from skin and seed ... 76
3.4.7 HPLC analysis of flavanols... 77
3.4.8 Statistical analysis ... 77
3.5 Results and Discussion ... 78
3.5.1 Physiological characteristics ... 78
3.5.2 Technological attributes and wine metrics ... 78
3.5.3 Phenolic composition of berry and must ... 79
3.5.4 Phenolic composition of wines ... 81
3.6 Conclusion ... 83
Authors disclosure ... 83
Acknowledgement ... 83
Literature cited ... 84
Supplemental material ... 88
Chapitre 4 An Experimental Approach to the Impact of Red Pigments on the Polymerization of Flavan-3-ols during the Winemaking of the Fungus-Resistant Grape Frontenac ... 99
4.1 Résumé ... 101
4.2 Abstract ... 102
4.3 Introduction ... 103
4.4 Material and methods ... 105
4.4.1 Chemicals ... 105
4.4.2 Treatments ... 105
4.4.3 Fermentations ... 105
viii
4.4.5 HPLC analysis of flavanols... 106
4.4.6 Analysis of pigments ... 106
4.4.7 Statistical analysis ... 107
4.5 Results ... 108
4.5.1 Grape juice, skin and seed ... 108
4.5.2 Evolution of phenolic compounds during fermentation ... 108
4.5.3 Phenolic compounds from lees and remaining pomace ... 109
4.6 Discussion ... 111
4.6.1 Grapes ... 111
4.6.2 Phenolic profile during fermentation ... 111
4.6.3 Interaction of flavanols and pigments with lees and pomace ... 112
4.7 Conclusion ... 114
Acknowledgement ... 114
Literature cited ... 115
Supplemental material ... 118
Chapitre 5 ... 125
Conclusion générale et perspectives ... 125
5.1 Conclusion générale ... 127
5.2 Perspectives ... 128
Bibliographie - Revue de littérature ... 129
Chapitre 6 ... 141
Annexes ... 141
6.1 Annexe 1 Supplemental material for Chapter 2. ... 142
A1.1 Material and methods ... 142
A1.1.1 Total phenolic compounds analysis ... 142
A1.2 Results ... 143
6.2 Annexe 2 Supplemental material for Chapter 3. ... 151
A2.1 Material and methods ... 151
A2.1.1 Total phenolic compounds analysis ... 151
A2.2 Results ... 152
6.3 Annexe 3 Supplemental material for Chapter 4. ... 158
ix
Liste des tableaux
TABLEAU 1CROISEMENT ET GÉNÉTIQUE DES PRINCIPAUX CÉPAGES HYBRIDES ROUGES, RUSTIQUES ET SEMI-RUSTIQUES CULTIVÉS AU QUÉBEC (D'APRÈS DUBÉ ET TURCOTTE 2011) ... 5 TABLEAU 2CROISEMENT ET GÉNÉTIQUE DES PRINCIPAUX CÉPAGES HYBRIDES BLANCS RUSTIQUES ET SEMI-RUSTIQUES CULTIVÉS
AU QUÉBEC (D'APRÈS DUBÉ ET TURCOTTE 2011) ... 6 TABLEAU 3COMPARAISON DE LA TENEUR EN ACIDES PHÉNOLIQUES ET STILBÈNES DES CÉPAGES HYBRIDES ET DES CÉPAGES VITIS
VINIFERA. ... 11
TABLEAU 4COMPARAISON DE LA TENEUR EN FLAVONOLS ET ANTHOCYANES DES CÉPAGES HYBRIDES ET DES CÉPAGES VITIS VINIFERA. ... 16
TABLEAU 5COMPARAISON DE LA TENEUR EN TANINS DES CÉPAGES HYBRIDES ET DES CÉPAGES VITIS VINIFERA. ... 21
TABLE 6PHYSIOLOGICAL CHARACTERISTICS AND TECHNOLOGICAL ATTRIBUTES OF GRAPE AND MUST OF THE HYBRID GRAPE VARIETIES FRONTENAC,MARÉCHAL FOCH,MARQUETTE,SABREVOIS AND ST.CROIX, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 57 TABLE 7TECHNOLOGICAL ATTRIBUTES OF WINE OF THE HYBRID VARIETIES FRONTENAC,MARÉCHAL FOCH,MARQUETTE,
SABREVOIS AND ST.CROIX, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 58 TABLE 8SIGNIFICANCE OF THE RDA MODELS AND CANONICAL AXES ASSESSED BY PERMUTATION TESTS (UP TO 1000
PERMUTATIONS ALLOWED), AND PROPORTION OF VARIANCE EXPLAINED BY EACH CANONICAL AXIS (%), FOR THE FOLLOWING RDA:PHENOLIC COMPOUNDS ... 58 TABLE 9FRESH WEIGHT OF SKIN, SEED AND HOLE BERRY, RESPECTIVE PROPORTION, DIAMETER AND AVERAGE NUMBER OF SEED OF THE HYBRID VARIETIES FRONTENAC BLANC,FRONTENAC GRIS,SEYVAL,ST.PEPIN AND VIDAL, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 89 TABLE 10TOTAL SOLUBLE SOLIDS (TSS), TITRATABLE ACIDITY (TA), PH, PRIMARY AMINO NITROGEN (PAN), AMMONIUM (NH3) AND
YEAST ASSIMILABLE NITROGEN (YAN) VALUES OF MUSTS OF THE HYBRID VARIETIES FRONTENAC BLANC,FRONTENAC GRIS, SEYVAL,ST.PEPIN AND VIDAL, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 90 TABLE 11ALCOHOL CONTENT, TITRATABLE ACIDITY (TA), GLYCEROL CONCENTRATION, VOLATIL ACIDITY CONTENT AND PH OF
WINES MADE FROM THE HYBRID VARIETIES FRONTENAC BLANC,FRONTENAC GRIS,SEYVAL,ST.PEPIN AND VIDAL,
xi
Liste des tableaux - Annexe
TABLE A1SKINS FLAVANOLS UNITS AND TOTAL PHENOLIC COMPOSITION OF THE HYBRID GRAPE VARIETIES FRONTENAC,MARÉCHAL FOCH,MARQUETTE,SABREVOIS AND ST.CROIX, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 143 TABLE A2SEEDS FLAVANOLS UNITS AND TOTAL PHENOLIC COMPOSITION OF THE HYBRID GRAPE VARIETIES FRONTENAC,
MARÉCHAL FOCH,MARQUETTE,SABREVOIS AND ST.CROIX, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 145 TABLE A3MUSTS FLAVANOLS UNITS AND TOTAL PHENOLIC COMPOSITION OF THE HYBRID GRAPE VARIETIES FRONTENAC,
MARÉCHAL FOCH,MARQUETTE,SABREVOIS AND ST.CROIX, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 147 TABLE A4WINE FLAVANOLS UNITS AND TOTAL PHENOLIC COMPOSITION OF THE HYBRID GRAPE VARIETIES FRONTENAC,MARÉCHAL
FOCH,MARQUETTE,SABREVOIS AND ST.CROIX, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 149 TABLE A5SKINS FLAVANOLS UNITS AND TOTAL PHENOLIC COMPOSITION OF THE HYBRID GRAPE VARIETIES FRONTENAC BLANC,
FRONTENAC GRIS,SEYVAL,ST.PEPIN AND VIDAL, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 152 TABLE A6SEEDS FLAVANOLS UNITS AND TOTAL PHENOLIC COMPOSITION OF THE HYBRID GRAPE VARIETIES FRONTENAC BLANC,
FRONTENAC GRIS,SEYVAL,ST.PEPIN AND VIDAL, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 154 TABLE A7MUST FLAVANOLS UNITS AND TOTAL PHENOLIC COMPOSITION OF THE HYBRID GRAPE VARIETIES FRONTENAC BLANC,
FRONTENAC GRIS,SEYVAL,ST.PEPIN AND VIDAL, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 156 TABLE A8WINE FLAVANOLS UNITS AND TOTAL PHENOLIC COMPOSITION OF THE HYBRID GRAPE VARIETIES FRONTENAC BLANC,
FRONTENAC GRIS,SEYVAL,ST.PEPIN AND VIDAL, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 157 TABLE A9INITIAL CONCENTRATION IN PHENOLIC COMPOUND IN THE SKIN, SEED (MG/KG SKINS OR SEEDS FW) AND JUICE (MG/L
JUICE EPICATECHIN EQ.) OF THE FRONTENAC,FRONTENAC BLANC AND FRONTENAC GRIS BERRIES SSED FOR THIS STUDY. ... 158 TABLE A10FINAL CONCENTRATION OF PHENOLIC COMPOUND (MG/L WINE) IN WINES ISSUED FROM THE FERMENTATION OF
DIFFERENT COMBINATION OF RED, WHITE AND GREY BERRIES (FRONTENAC,FRONTENAC BLANC AND FRONTENAC GRIS VAR.). ... 160 TABLE A11FINAL CONCENTRATION OF PHENOLIC COMPOUND (MG/KG LEES FW) IN THE LEES RECOVERED FROM THE
FERMENTATION OF DIFFERENT COMBINATION OF RED, WHITE AND GREY BERRIES (FRONTENAC,FRONTENAC BLANC AND FRONTENAC GRIS VAR.). ... 162 TABLE A12FINAL CONCENTRATION OF PHENOLIC COMPOUND (MG/KG POMACE FW) IN THE POMACE ISSUED FROM THE
FERMENTATION OF DIFFERENT COMBINATION OF RED, WHITE AND GREY BERRIES (FRONTENAC,FRONTENAC BLANC AND FRONTENAC GRIS VAR.). ... 164
xiii
Liste des figures
FIGURE 1ACIDES PHÉNOLIQUES A) BENZOÏQUE B) CINNAMIQUE, D’APRÈS RIBÉREAU-GAYON ET AL.,2006 B ... 9
FIGURE 2TRIHYDROXY-3,5,4'-STILBEN (RESVÉRATROL), D’APRÈS RIBÉREAU-GAYON ET AL.,2006B ... 10
FIGURE 3FLAVONOÏDES : A) FLAVONE (R3=H) ET FLAVONOL (R3=OH); B) FLAVANONE (R3=H) ET FLAVANONOL (R3=OH), D’APRÈS RIBÉREAU-GAYON ET AL.,2006 B ET MATTIVI ET AL.,2006 ... 13
FIGURE 4ANTHOCYANIDINES, D’APRÈS RIBÉREAU-GAYON ET AL.,2006 B ... 14
FIGURE 5ANTHOCYANES DIGLUCOSYLÉE (A), MONOGLUCOSYLÉE (B) ET ACÉTYLÉE (C), D'APRÈS RIBÉREAU-GAYON ET AL.,2006B ... 15
FIGURE 6FLAVANOL CATÉCHINE (A) ET ÉPICATÉCHINE (B), D’APRÈS RIBÉREAU-GAYON ET AL.,2006B. ... 18
FIGURE 7PROCYANIDINE A2, D'APRÈS RIBÉREAU-GAYON ET AL., 2006 B. ... 19
FIGURE 8PROANTHOCYANIDINE CONDENSÉ, D'APRÈS RIBÉREAU-GAYON ET AL., 2006B. ... 20
FIGURE 9CHROMATOGRAMS OF FLAVANOLS FROM ST.CROIX SKIN (A), SEED (B) AND WINE (C) BY HPLC-FLUORESCENCE. FLAVANOLS PEAKS IDENTIFICATION: MONOMERS (1), DIMERS (2), TRIMERS (3), TETRAMERS (4), PENTAMERS (5), HEXAMERS (6), HEPTAMERS (7), OCTAMERS (8), NONAMERS (9), DECAMERS (10) AND POLYMERS (>10). ... 59
FIGURE 10FLAVANOLS (MONOMERS, DIMERS, TRIMERS, TETRAMERS, PENTAMERS, HEXAMERS, HEPTAMERS, OCTAMERS, NONAMERS, DECAMERS AND POLYMERS) AND PIGMENT COMPOSITION (TOTAL ANTHOCYANIN AND POLYMERIC PIGMENT) FROM SKINS (A), SEEDS (B)(FLAVANOLS ONLY) AND MUSTS (C) OF THE HYBRID GRAPE VARIETIES FRONTENAC (N=4),MARÉCHAL FOCH (N=4),MARQUETTE (N=5),SABREVOIS (N=3) AND ST.CROIX (N=5), HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012. ... 62
FIGURE 11WINES FLAVANOLS (MONOMERS, DIMERS, TRIMERS, TETRAMERS, PENTAMERS, HEXAMERS, HEPTAMERS, OCTAMERS, NONAMERS, DECAMERS AND POLYMERS) AND PIGMENT (TOTAL ANTHOCYANIN AND POLYMERIC PIGMENT) COMPOSITION OF THE HYBRID GRAPE VARIETIES FRONTENAC (N=4),MARÉCHAL FOCH (N=4),MARQUETTE (N=5),SABREVOIS (N=3) AND ST. CROIX (N=5), HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012, AND MERLOT 2012 WINES (N=5) PURCHASED AT LOCAL STORE. ... 63
FIGURE 12PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS OF THE HYBRID GRAPES CULTIVARS FRONTENAC,MARÉCHAL FOCH,MARQUETTE, SABREVOIS, AND ST.CROIX HARVESTED IN QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012 BASED ON THE CHEMICAL COMPOSITION OF BERRY SKIN, SEED AND MUST.A:GRAPE VARIETIES PLOT (N=21);B:PLOT OF BERRY VARIABLES. VARIABLES ARE IDENTIFIED AS FOLLOW: TECHNOLOGICAL PARAMETERS (BLUE DIAMONDS):TOTAL SOLUBLE SOLIDS (BRIX), PH, TITRATABLE ACIDITY (TA);MUST PHENOLIC COMPOUNDS (RED SQUARES): POLYMERIC PIGMENTS (MPA), TOTAL PIGMENTS (MTA), TOTAL FLAVANOLS (MTPAC), MONOMERIC FLAVANOLS (MMONO), OLIGOMERIC FLAVANOLS (MOLIGO), POLYMERIC FLAVANOLS (MPOLY);SKIN PHENOLIC COMPOUNDS (GREEN TRIANGLES): POLYMERIC PIGMENTS (SKPA), TOTAL PIGMENTS (SKTA), TOTAL FLAVANOLS (SKTPAC), MONOMERIC FLAVANOLS (SKMONO), OLIGOMERIC FLAVANOLS (SKOLIGO), POLYMERIC FLAVANOLS (SKPOLY);SEED PHENOLIC COMPOUNDS (PURPLE DOTS): TOTAL FLAVANOLS (SDTPAC), MONOMERIC FLAVANOLS (SDMONO), OLIGOMERIC FLAVANOL (SDOLIGO), POLYMERIC FLAVANOLS (SDPOLY). 65 FIGURE 13REDUNDANCY ANALYSIS RELATING THE PHENOLIC COMPOSITION OF THE BERRIES (SKIN AND SEED, INDEPENDENT VARIABLES) TO THE PHENOLIC COMPOSITION OF THE WINES (DEPENDANT VARIABLES) MADE FROM THE HYBRID GRAPE VARIETIES FRONTENAC,MARQUETTE,MARÉCHAL FOCH,SABREVOIS AND ST.CROIX (N=33 SAMPLES).BERRY VARIABLES (INDEPENDENT VARIABLES; BLUE TRIANGLES) ARE IDENTIFIED AS FOLLOW: SKIN TOTAL PIGMENTS (SKTOTPIGM), SKIN TOTAL FLAVANOLS (SKTFLAV), SKIN POLYMERIC FLAVANOL (SKPOLY), SEED TOTAL FLAVANOLS (SDTFLAV), SEED MONOMERIC FLAVANOLS (SD1MERS), SEED DIMERIC FLAVANOLS (SD2MERS), MUST TOTAL PIGMENTS (MUTOTPIGM), MUST TOTAL FLAVANOLS (MUTFLAV), MUST POLYMERIC FLAVANOLS (MUPOLY), MUST OCTAMERIC FLAVANOL (MU8MERS), MUST HEPTAMERIC FLAVANOL (MU7MERS), MUST HEXAMERIC FLAVANOL (MU6MERS), MUST MONOMERIC FLAVANOL (MU1MERS). WINE VARIABLES (DEPENDENT VARIABLES; RED DIAMONDS) ARE IDENTIFIED AS FOLLOW: WINE TOTAL PIGMENT (WTOTPIGM), WINE TOTAL FLAVANOLS (WTFLAV), WINE OCTAMERIC FLAVANOL (W8MERS), WINE TRIMERIC FLAVANOL (W3MERS), WINE MONOMERIC FLAVANOL (W1MERS). ... 66 FIGURE 14FLAVANOLS COMPOSITION OF SKIN (A), SEED (B) AND MUST (C) OF THE HYBRID VARIETIES FRONTENAC BLANC,
xiv
SEASON 2012VALUES ARE LISTED AS MEAN ± STANDARD ERROR OF REPLICATES (FRONTENAC BLANC N=3;FRONTENAC GRIS N=3;SEYVAL N=3;ST.PEPIN N=3;VIDAL N=5).MEANS FOLLOWED BY A DIFFERENT LETTERS ARE SIGNIFICANTLY DIFFERENT ACCORDING TO THE FISHER'S LEAST SIGNIFICANT DIFFERENCE TEST (P≤0.05). ... 93
FIGURE 15WINE FLAVANOLS COMPOSITION OF THE HYBRID VARIETIES FRONTENAC BLANC,FRONTENAC GRIS,SEYVAL,ST.PEPIN AND VIDAL, HARVESTED IN THE PROVINCE OF QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012 AND COMMERCIAL RIESLING WINE PRUSHASED AT LOCAL STORE.VALUES ARE LISTED AS MEAN ± STANDARD ERROR OF REPLICATES (FRONTENAC BLANC N=3;FRONTENAC GRIS N=3;SEYVAL N=3;ST.PEPIN N=3;VIDAL N=3;RIESLING N=5).MEANS FOLLOWED BY A DIFFERENT LETTERS ARE SIGNIFICANTLY DIFFERENT ACCORDING TO THE FISHER'S LEAST SIGNIFICANT DIFFERENCE TEST (P≤0.05). 94 FIGURE 16PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS OF THE HYBRID GRAPES CULTIVARS FRONTENAC BLANC,FRONTENAC GRIS,ST.
PEPIN,SEYVAL AND VIDAL HARVESTED IN QUEBEC (CANADA), DURING THE SEASON 2012.A:GRAPE SAMPLES PLOT (A, N=17) AND B:BIPLOT OF BERRY VARIABLE.VARIABLES ARE IDENTIFIED AS FOLLOW:TECHNOLOGICAL PARAMETERS (BLUE DIAMONDS):TOTAL SOLUBLE SOLIDS (BRIX), PH, TITRATABLE ACIDITY (TA);MUST PHENOLIC COMPOUNDS (PURPLE DOTS): TOTAL FLAVANOLS (MTPAC), MONOMERIC FLAVANOLS (MMONO), OLIGOMERIC FLAVANOLS (MOLIGO), POLYMERIC
FLAVANOLS (MPOLY),SKIN PHENOLIC COMPOUNDS (RED SQUARES): TOTAL FLAVANOLS (SKTPAC), MONOMERIC FLAVANOLS (SKMONO), OLIGOMERIC FLAVANOLS (SKOLIGO), POLYMERIC FLAVANOLS (SKPOLY);SEED PHENOLIC COMPOUNDS (GREEN TRIANGLES): TOTAL FLAVANOLS (SDTPAC), MONOMERIC FLAVANOLS (SDMONO), OLIGOMERIC FLAVANOLS (SDOLIGO), POLYMERIC FLAVANOLS (SDPOLY). ... 96 FIGURE 17CONCENTRATION OF FLAVANOLS, TOTAL ANTHOCYANINS AND NON-BLEACHABLE POLYMERIC PIGMENTS IN THE SKIN, THE
SEED (FLAVANOLS ONLY) AND THE JUICE OF FRONTENAC,FRONTENAC BLANC AND FRONTENAC GRIS BERRIES.THE FLAVANOL CONTENT IS EXPRESSED AS MG/KG (SKIN OR SEED) EPICATECHIN EQ.FW FOR SKIN AND SEED, AND AS MG/L EPICATECHIN EQ. IN JUICE, WHEREAS THE CONTENT IN TOTAL ANTHOCYANINS AND POLYMERIC PIGMENTS IS EXPRESSED AS MG/KG (SKIN) MALVIDIN-3-GLUCOSIDE EQ.FW, IN THE SKIN, AND AS MG/L MALVIDIN-3-GLUCOSIDE EQ. IN THE JUICE. ... 119 FIGURE 18CONCENTRATION OF FLAVANOLS, TOTAL ANTHOCYANINS AND NON-BLEACHABLE POLYMERIC PIGMENT (MG/L MALVIDIN
-3-GLUCOSIDE EQ.) DURING THE ALCOHOLIC FERMENTATION (DAY 1 TO DAY 9) OF DIFFERENT COMBINATION OF FRONTENAC BLANC,FRONTENAC GRIS AND FRONTENAC GRAPE BERRIES AND JUICES.TREATMENTS ARE LABELLED AS FOLLOW:FRJ: FRONTENAC JUICE WITHOUT POMACE;FRJ+FRP:FRONTENAC JUICE WITH FRONTENAC POMACE;FRJ+FGP:FRONTENAC JUICE WITH FRONTENAC GRIS POMACE;FGJ:FRONTENAC GRIS JUICE WITHOUT POMACE;FGJ+FRP:FRONTENAC GRIS JUICE WITH FRONTENAC POMACE;FBJ:FRONTENAC BLANC JUICE WITHOUT POMACE;FBJ+FBP:FRONTENAC BLANC JUICE WITH FRONTENAC BLANC POMACE;FBJ+FRP:FRONTENAC BLANC JUICE WITH FRONTENAC POMACE. ... 120 FIGURE 19CONCENTRATION OF FLAVANOLS (MG/KG (LEES OR POMACE) EPICATECHIN EQ.FW), AND TOTAL ANTHOCYANINS AND
NON-BLEACHABLE POLYMERIC PIGMENTS (MG/KG (LEES OR POMACE) MALVIDIN-3-GLUCOSIDE EQ.FW) IN THE RESIDUAL LEES AND POMACE (INCLUDING SKIN AND SEED) ISSUED FROM THE ALCOHOLIC FERMENTATION OF DIFFERENT COMBINATION OF FRONTENAC BLANC,FRONTENAC GRIS AND FRONTENAC GRAPE BERRIES AND JUICES.TREATMENTS ARE LABELLED AS FOLLOW:FRJ:FRONTENAC JUICE WITHOUT POMACE;FRJ+FRP:FRONTENAC JUICE WITH FRONTENAC POMACE;FRJ+FGP: FRONTENAC JUICE WITH FRONTENAC GRIS POMACE;FGJ:FRONTENAC GRIS JUICE WITHOUT POMACE;FGJ+FRP:
FRONTENAC GRIS JUICE WITH FRONTENAC POMACE;FBJ:FRONTENAC BLANC JUICE WITHOUT POMACE;FBJ+FBP: FRONTENAC BLANC JUICE WITH FRONTENAC BLANC POMACE;FBJ+FRP:FRONTENAC BLANC JUICE WITH FRONTENAC POMACE. ... 121 FIGURE 20WINES RESULTING FROM THE ALCOHOLIC FERMENTATION OF DIFFERENT COMBINATION OF FRONTENAC BLANC,
FRONTENAC GRIS AND FRONTENAC GRAPE BERRIES AND JUICES.THE TREATMENTS ARE LABELLED AS FOLLOW:FBJ: FRONTENAC BLANC JUICE WITHOUT POMACE;FBJ+FBP:FRONTENAC BLANC JUICE WITH FRONTENAC BLANC POMACE; FBJ+FRP:FRONTENAC BLANC JUICE WITH RED FRONTENAC POMACE:FGJ:FRONTENAC GRIS JUICE WITHOUT POMACE; FGJ+FGP:FRONTENAC GRIS JUICE WITH FRONTENAC GRIS POMACE (DATA NOT SHOWN);FGJ+FRP:FRONTENAC GRIS JUICE WITH RED FRONTENAC POMACE;FRJ: RED FRONTENAC JUICE WITHOUT POMACE;FRJ+FRP: RED FRONTENAC JUICE WITH RED FRONTENAC POMACE;FRJ+FGP: RED FRONTENAC JUICE WITH FRONTENAC GRIS POMACE. ... 122
xv
Liste des abréviations et sigles
AVQ, Association des vignerons du Québec HPLC, high performance liquid chromatography
HPLC-DAD, high performance liquid chromatography-diode array detection
HPLC/ESI-MS/MS, high performance liquid chromatography-electrospray ionization tandem mass spectrometry
HPLC/Q-TOF MS/MS, high performance liquid chromatography-Ionization Quadropole-Time-of-Flight Mass Spectrometry
SAQ, Société des alcools du Québec PAC (s), polymères de proanthocyanidines
xvii
Nous pouvons accomplir ce que l'on veut, il
ne suffit que d'un peu de volonté.
xix
Remerciements
Je tiens d'abord à remercier ma mère et mon père, Bertanne et Marcel, ma soeur Jennifer et son conjoint Marc, ainsi que mon conjoint, Patrick, pour leurs encouragements et le soutient moral qu'ils m'ont apporté dans ce projet qui me tient à cœur. Merci de m'avoir supportée dans les moments plus difficiles, d'avoir été à mon écoute quand j'en avais besoin et de m'avoir aidé à pousser mon crayon pendant ces trois années. Sans vous, ce projet n'aurait pas été aussi bien accompli.
Je tiens à remercier Dre Karine Pedneault, ma codirectrice de maîtrise, de m'avoir accordé sa confiance pour ce projet, de même que pour toute l'aide et le support apporté pour l'analyse des résultats ainsi que pour la rédaction d'articles. Merci également à mon directeur de maîtrise, Dr Paul Angers, pour ses conseils dans la rédaction d'articles ainsi que pour la présentation de mon séminaire de maîtrise.
Je remercie mes collègues à la maîtrise, Amélie Slegers et Catherine Barthe, sans qui les cours, travaux et expérimentations auraient été plus difficiles à réaliser, merci pour ses discussions intenses, libératrices et profitables, qui nous auront fait cheminer jusqu'à la fin de nos projets respectifs. Je tiens également à souligner l'excellent travail et le soutient formidable des professionnels de recherche et des stagiaires ayant participé au projet : Étienne Ouellet, Diane Gagnon (un merci particulier à Madame Gagnon, qui a toujours été présente pour moi au fil des années), Céline Paquin, Mélanie Martineau, Pascal Lavoie, Pascal Dubé, Véronique Richard, Sabrina Després, Pauline Vautard, Christelle Durand, Camille Blanc, Quentin Teulon, Alice Thomas, Catherine Saucier, Marie-Pier Vigneux et Tamara Truchon.
Je tiens finalement à remercier les vignobles ayant fourni les raisins étudiés dans ce projet de maîtrise ainsi que le Centre de développement bioalimentaire du Québec (CDBQ) ayant permis d'effectuer la vinification dans leurs locaux.
Un grand merci à tous d'avoir contribué à la réussite de ce projet de maîtrise, je ne suis que peu fière de cet accomplissement.
xxi
Avant-propos
Ce projet visait la caractérisation et l’étude des composés phénoliques dans les baies et les vins de dix cépages cultivés au Québec pour la production vinicole. L’échantillonnage des raisins, fait dans plusieurs vignobles du Québec, a permis une large sélection de cinq (5) cépages de raisins rouges et cinq (5) cépages de raisins blancs.
Le premier chapitre consiste en une revue de littérature dont la première partie traite de l'industrie vinicole et des principaux cépages cultivés au Québec. Une seconde partie porte sur les principaux composés phénoliques retrouvés dans les pellicules et les pépins de raisins, ainsi que leur impact sensoriel au niveau des vins. Une brève section traite de la vinification, de la façon dont sont extraits les composés phénoliques et comment leur modification structurale entraîne des changements dans le vin. La caractérisation organoleptique des composés phénoliques dans le vin est abordée dans la section suivante. Par la suite, une brève section traite des analyses chimiques pouvant être effectuées pour caractériser les différents composés phénoliques des raisins et des vins. Enfin, la dernière section de la revue de littérature consiste à l'élaboration de la problématique, des hypothèses et des objectifs du projet de recherche.
Le second chapitre est présenté sous la forme d'un article scientifique, dont je suis la principale auteure, appuyée par ma codirectrice, Dre Pedneault et mon directeur de maîtrise, Dr Angers. L'article est rédigé en anglais et s'intitule « Characterization of Phenolic Compounds of Enological Interest in Five Hybrid Grapes Varieties Grown in the Province of Quebec (Canada) ». Il sera soumis à un journal scientifique avec un comité de révision par les pairs.
Le troisième chapitre est présenté sous la forme d'un article, dont je suis la principale auteure, avec l'appui de Dre Pedneault et Dr Angers. Il est rédigé en anglais et s’intitule « Phenolic Compounds Profile of Five White Hybrids Grapes Grown in Quebec (Canada) for White Wine Production ». Il sera soumis à un journal scientifique avec un comité de révision par les pairs.
Le quatrième chapitre est présenté sous la forme d'un article scientifique, dont je suis l'auteure principale, toujours appuyée de ma codirectrice, Dre Pedneault et mon directeur à la maîtrise, Dr Angers. L'article est rédigé en anglais et s'intitule « An Experimental Approach to the Impact of Red Pigments on the Polymerization of Flavan-3-ols during the Winemaking of the Fungus-Resistant Grape Frontenac ». Il sera soumis à un journal scientifique avec comité de révision par les pairs.
xxii
L'implication de chacun des auteurs dans ces articles est la suivante :
Marie-Pascale Gagné : Candidate à la maîtrise, participation à la planification et réalisation des expériences, analyses des résultats et rédaction scientifique des articles.
Dre Karine Pedneault : Codirectrice de maîtrise, élaboration du projet, encadrement et supervision de l'étudiante, correction, révision et publication des articles.
Dr Paul Angers : Directeur de maîtrise, collaboration au projet, correction et révision des articles.
Le cinquième chapitre présente une conclusion générale du projet, les conclusions spécifiques de chacun des principaux résultats obtenus pour le projet et les perspectives d'avenir.
1
Introduction générale
La culture de vignes pour la production vinicole est connue depuis bon nombre d'années et l'étendue de cette production s'est d'abord propagée dans des endroits plus propices pour la culture du raisin et au fil du temps, jusqu'à se transmettre dans des endroits où la culture a longtemps été opinée mésadaptée. De nombreuses études ont été effectuées au cours des ans sur les raisins, de même que sur le produit de la vinification, afin de bien comprendre les multiples réactions qui se passent lors de la fermentation alcoolique. La vinification des raisins en vin implique de nombreux facteurs pouvant avoir un impact sur la qualité du produit qu'il importe de contrôler.
Au Québec, la culture de la vigne de façon industrielle est relativement récente et nécessite un approfondissement des connaissances acquises au fil des ans. En effet, les cépages cultivés au Québec sont spécifiques au climat nord-américain et la plupart des études effectuées sur les raisins et le vin ont été effectuées sur les cépages Vitis vinifera. Les cépages vinifera sont cultivés sur la majorité des continents, mais sont moins adaptés aux conditions climatiques du Québec. Des cépages hybrides interspécifiques ont donc été développés. Ces cépages sont mieux adaptés au climat froid ainsi qu'à la saison de croissance plus courte du Québec pour la production de raisins de bonne qualité pour la vinification.
Les études effectuées sur les raisins et le vin provenant de cépages hybrides sont peu nombreuses, notamment en ce qui concerne les composés d'importance oenologique, tels que les composés phénoliques. Les composés phénoliques présents dans les raisins sont transférés dans le vin compte tenu des conditions de vinification et apportent différents caractères organoleptiques dans le produit fini. Ces connaissances sont donc essentielles pour l'optimisation de la vinification des cépages hybrides et l'obtention de produits de grande qualité.
3
Chapitre 1 Revue de littérature
4
1.1
C
ÉPAGES HYBRIDES1.1.1 Industrie vinicole du Québec
L'existence du genre Vitis au Québec est connue depuis l'époque de la Nouvelle-France, où des vignes poussant à l'état sauvage furent découvertes sur l'île d'Orléans (AVQ 2012a). Ce n’est cependant qu’à la fin du 20e siècle que la culture de la vigne est devenue une activité agricole commerciale au Québec. En 2015, plus de 200 vignobles sont répertoriés au Québec, dont 130 fabricants artisanaux de vin (RACJ 2015a) et 11 fabricants industriels (RACJ 2015b), faisant de la province la troisième productrice en importance au Canada, après l'Ontario et la Colombie-Britannique. Plus de 45 différents cépages sont cultivés au Québec, où ils couvrent une superficie d’environ 800 hectares (AVQ 2012b). Les cépages rouges représentent environ 41 % du vin sec produit au Québec, les blancs environ 38 % alors que les derniers 21 % représentent les vins rosés, les vins doux (vendanges tardives, vin de glace) et les vins fortifiés. À la Société des alcools du Québec (SAQ), les ventes de vins québécois atteignent 15 millions de dollars pour l'année 2013 et plus de 100 produits différents sont présents sur les tablettes des succursales (SAQ 2013). Malgré tous, les vins québécois ne représentent que 0,5 % des ventes globales de la SAQ (SAQ 2013).
1.1.2 Cépages cultivés au Québec
Les vignes cultivées dans les vignobles québécois proviennent de croisements entre différentes espèces indigènes nord-américaines telles que Vitis labrusca, V. riparia, V. rupestris, V. aestivalis, V. berlandieri et V. cinerea et l'espèce européenne Vitis vinifera (Dubé et Turcotte 2011). L'espèce Vitis vinifera comprend plus de 10 000 cultivars connus, mais peu d’entre eux peuvent être cultivés de façon optimale dans les conditions climatiques du Québec (Bakker et Clarke 2012a; Dubé et Turcotte, 2011). Pour connaître une croissance idéale, les vignes Vitis vinifera sont plus restrictives quant au type de sol et au climat, d’où la nécessité de développer des vignes adaptées aux conditions de culture nord-américaines (Bakker et Clark 2012a). Les cépages hybrides ont été développés de façon à obtenir un potentiel de vinification intéressant, une bonne tolérance aux pathogènes, une croissance hâtive et une grande tolérance au froid.
Les cépages cultivés au Québec sont principalement des hybrides français (Maréchal Foch, Seyval blanc, Vidal) et des hybrides américains (Frontenac, Marquette, Sabrevois, St. Croix, Frontenac blanc, Frontenac gris, St. Pépin; AVQ 2012b). Des hybrideurs ont effectué plusieurs croisements, à partir de différentes espèces de vignes, afin d'obtenir les principaux cépages rouge (Tableau 1) et blanc (Tableau 2) hybride, introduits depuis quelques années dans les vignobles du Québec.
5 La vinification des moûts de cépages hybrides rouges donne des vins assez variables simples ou complexes, d’acidité faible à moyenne, faiblement tanniques, certains fruités et d’autres fumés (Dubé et Turcotte, 2011). Des vins rouges, rosés, fortifiés et des vendanges tardives peuvent être produits à partir des cépages hybrides rouges (Dubé et Turcotte 2011). Les vins issus des cépages blancs ont une acidité relativement élevée, ils sont minéraux, frais, parfois avec une certaine amertume et présentent des arômes variés (Dubé et Turcotte 2011). À partir des raisins blancs, il est possible de produire des mousseux, des vins blancs, rosés ou fortifiés, des vins de glace ou des vendanges tardives (Dubé et Turcotte 2011).
Tableau 1 Croisement et génétique des principaux cépages hybrides rouges, rustiques et semi-rustiques cultivés au Québec (d'après Dubé et Turcotte 2011)
Cépages Croisement Génétique Hybrideur Cultivé au Québec Frontenac
(MN 1047) Landot (L. 4511) et Vitis riparia 89 25,4 % Vitis vinifera 10,2 % V. rupestris 50,4 % V. riparia 2,3 % V. labrusca 7,8 % V. berlandieri 2,3 % V. aestivalis
Jim Luby Depuis 2001
Maréchal Foch (Kuhlmann) MGt101-14 (V. riparia x V. rupestris) X Goldriesling (Riesling x Courtillier musqué) 50,0 % Vitis vinifera 25,0 % V. rupestris 25,0 % V. riparia Eugène Kuhlmann Depuis 1979 Marquette
(MN 1211) Ravat noir (S. 8365 x Pinot noir) X MN 1094 63,1 % Vitis vinifera 7,7 % V. rupestris 19,3 % V. riparia 4,3 % V. labrusca 3,4 % V. aestivalis 1,6 % poll. libre Peter Hemtsad et Jim Luby Depuis 2008 Sabrevois
(E.S. 2-1-9) (hybride entre E.S. 283 (E.S. 114 x Seyval) X E.S. 193 (MN 78 x Golden Muscat) 42,2 % Vitis vinifera 14,1 % V. rupestris 9,4 % V. riparia 25,4 % V. labrusca 6,6 % V. aestivalis 2,3 % poll. libre Elmer Swenson Depuis 1994 St. Croix
(E.S. 2-3-21) E.S 283 (E.S. 114 x Seyval) X E.S. 193 (MN 78 x Golden Muscat) 42,2 % V. vinifera 14,1 % V. rupestris 9,4 % V. riparia 25,4 % V. labrusca 6,6 % V. aestivalis 2,3 % poll. libre Elmer Swenson Depuis 1985
6
Tableau 2 Croisement et génétique des principaux cépages hybrides blancs rustiques et semi-rustiques cultivés au Québec (d'après Dubé et Turcotte 2011)
Cépages Croisement Génétique Hybrideur Cultivé au Québec Frontenac Blanc et Frontenac Gris (MN 1187) Landot (L. 4511) X
Vitis riparia 89 25,4 % Vitis vinifera 10,2 % V. rupestris 50,4 % V. riparia 2,3 % V. labrusca 7,8 % V. berlandieri 2,3 % V. aestivalis
Par une mutation sur le Frontenac, découverte au Minnesota (gris, blanc) et indépendamment au Canada (blanc) Depuis 2008 (2011 pour Front. blanc) Seyval Blanc
(S.V. 5-276) Rayon d'Or (S 4986) X S 5656 54,7 % Vitis vinifera 31,2 % V. rupestris 14,1 % V. aestivalis
Bertille Seyve Depuis 1979
St. Pépin
(E.S. 282) E.S. 114 (Mn78xRosette) X Seyval 39,8 % Vitis vinifera 28,1 % V. rupestris 6,3 % V. riparia 12,5 % V. labrusca 13,3 % V. aestivalis
Elmer Swenson Depuis 1987
Vidal Rayon d’Or (S 4986) X
Ugni blanc 75,0 % Vitis vinifera 15,6 % V. rupestris 9,4 % V. aestivalis
Jean-Louis Vidal Depuis 1979
Les cépages hybrides ont une génétique très différente des cépages Vitis vinifera, ce qui leur confère certaines particularités agronomiques et chimiques. Ainsi, la production de plusieurs métabolites secondaires d’importance œnologique se trouve affectée.
1.2
C
OMPOSÉS PHÉNOLIQUES1.2.1 Les polyphénols du raisin
Les composés phénoliques ayant un impact sensoriel sur le vin proviennent du métabolisme secondaire de la vigne et se retrouvent principalement dans le raisin et dans la rafle. Le raisin est le fruit de la vigne et provient du cycle de reproduction de la plante; sa croissance et son développement sont issus d’un processus long et complexe, dicté en partie par différentes hormones de croissance telles que les cytokinines et les gibbérellines (Ribéreau-Gayon et al., 2006a). Le raisin est divisé en trois parties principales, soit la pulpe, la pellicule et les pépins. La pulpe représente 80 à 85 % du poids total de la baie et est composée principalement d’eau, de sucres, d’acides organiques et en plus faible quantité, de minéraux et de composés azotés (Navarre et Langlade 2010). La pellicule du raisin représente environ 2 à 3 % du poids de la baie et est constituée de composés phénoliques, de composés aromatiques libres et liés, ainsi que de composés
7 pectiques et minéraux (Navarre et Langlade 2010). Les pépins représentent 5 à 8 % du poids total de la baie et ils sont essentiellement constitués de composés phénoliques et d’acides gras (Navarre et Langlade 2010).
La composition phénolique des raisins et du vin est très variable d’un cépage à l’autre, aussi, plusieurs études ont été réalisées sur la composition phénolique des cépages Vitis vinifera (Travaglia et al., 2011; Adams 2006; Downey et al., 2006; Kennedy et al., 2006; Romero-Cascales et al., 2005; González-Manzano et al., 2004; Monagas et al., 2003; Burns et al., 2002; Harbertson et al., 2002; Vivas de Gaujelac et al., 2001; Kennedy et al., 2000; Mazza et al., 1999; Gawel 1998). Par contre, à ce jour, peu d'études se sont concentrées sur la caractérisation de la composition phénolique des cépages hybrides (Springer et Sacks 2014; Manns et al., 2013; Sun et al., 2012; Sun et al., 2011; Applequist et al., 2008).
Les principaux composés phénoliques retrouvés dans les raisins proviennent de deux classes : les non-flavonoïdes et les flavonoïdes. Parmi les composés non-flavonoïdes, on retrouve les acides hydroxybenzoïques et hydroxycinnamiques (acides phénoliques), ainsi que les stilbènes. Les flavonols, anthocyanes et flavanols, retrouvés sous diverses formes moléculaires (monomères, dimères, etc.) font partis de la classe des flavonoïdes. Les acides phénoliques présentent un potentiel sensoriel de faible importance; d’autres composés comme les stilbènes possèdent un potentiel bioactif et sont connus pour leurs impacts positifs sur la santé humaine (Rentzsch et al., 2009; Ribéreau-Gayon et al., 2006 b). Les composés non-flavonoïdes contribuent au rehaussement et à la stabilisation de la couleur ainsi qu’aux saveurs dans les vins (Rentzsch et al., 2009) et les acides phénoliques sont reconnus comme d'importants précurseurs de phénols volatils (Bakker et Clarke 2012b).
Les principaux composés de la classe des flavonoïdes présents dans les raisins sont les flavonols, les flavanones (dihydroflavonols), les anthocyanes et les flavanols, dont les proanthocyanidines (Lorrain et al., 2013; Terrier et al., 2009). Les flavonoïdes comportent un squelette commun de 15 carbones C6-C3-C6, formé
de trois anneaux (A, B, C), dont deux anneaux benzènes (A et B) unis par un anneau pyranne (C) (Lorrain et al., 2013; Huang et al., 2012). Les composés phénoliques de la classe de flavonoïdes sont principalement responsables de la coloration jaune (pigments flavonols) ou rouge à bleue (pigment anthocyanes), de même que de l'astringence, de l'amertume et du corps (tanins) retrouvés dans les vins.
8
1.2.2 Non-flavonoïdes
1.2.2.1 Acides phénoliques
Les acides phénoliques sont des dérivés d’acides benzoïques (acides gallique, catéchique, vanillique, gensitique, syringique, p-hydroxybenzoïque, protocatéchuique et salicylique) et d’acides cinnamiques (acides coumarique, caféique, caftarique, coutarique, fertarique, férulique et sinapique) (Navarre et Langlade 2010; Rentzsch et al., 2009). Ces acides sont présents dans la pellicule et la pulpe des raisins (Navarre et Langlade 2010). Dans les vins, les acides phénoliques ne comportent pas de saveur ou d’odeur particulière (concentration trop faible) pouvant influencer les paramètres organoleptiques, mais sont considérés comme d’importants précurseurs d’arômes, tels que les éthyles phénols, qui sont des arômes non désirables dans le vin (Bakker et Clarke 2012a; Ribéreau-Gayon et al., 2006 b). En outre, ils sont facilement oxydables; leur oxydation engendre la formation de quinones qui provoquent le jaunissement, voire le brunissement dans les vins rouges, mais surtout dans les vins blancs, ce qui peut rapidement dégrader la qualité des vins (Navarre et Langlade 2010).
La composition des acides phénoliques des raisins varie en fonction du cépage, des conditions de croissance ainsi que des conditions climatiques (Rentzsch et al., 2009). Les acides hydroxycinnamiques ont un rôle important dans la copigmentation avec les anthocyanes et peuvent contribuer à intensifier la couleur des vins rouges (Rentzsch et al., 2009). Les acides phénoliques des cépages Vitis vinifera et des hybrides interspécifiques sont semblables en concentration (Liang et al., 2012; Liang et al., 2011), les deux étant dominés en concentration par l'acide caféique et coumarique, en tant qu'acides hydroxycinnamiques.
9
a) b)
Acides benzoïques R2 R3 R4 R5 Acides cinnamiques
Acide p-hydroxybenzoïque
H H OH H Acide p-coumarique
Acide protocatéchique
H OH OH H Acide caféique
Acide vanillique
H OCH3 OH H Acide férulique
Acide gallique H OH OH OH Acide sinapique Acide syringique H OCH3 OH OCH3 Acide salicylique OH H H H Acide gentisique OH H H OH 1.2.2.2 Stilbènes
Les stilbènes sont principalement représentés par le trans-resvératrol, qui est situé dans les pellicules des raisins et qui comporte une fonction de protection aux stress biotiques tels que les maladies fongiques, et aux stresses abiotiques tels que les rayons ultraviolets du soleil (Navarre et Langlade 2010; Rentzsch et al., 2009). La concentration de stilbènes dans le vin dépend du climat, du cépage, de l’occurrence de maladies fongiques dans le vignoble, de la lumière et des méthodes œnologiques employées pendant la vinification (Perrone et al., 2007; Gambuti et al., 2004; Cantos et al., 2003). Perrone et al. (2007) a constaté que le vin rouge contient plus de stilbènes que le blanc, en raison du contact prolongé des pellicules lors de la macération. De nombreuses études ont démontré le potentiel bioactif du trans-resvératrol, notamment comme cardioprotecteur antioxydant, anticarcinogénique et antimutagène (Ohr 2013, Buiarelli et al., 2007). Le resvératrol est retrouvé en plus grande concentration, environ deux fois plus, dans les vignes hybrides que dans les vignes Vitis vinifera (Liang et al., 2012; Liang et al., 2011).
R
5R
4R
2R
3O
OH
R
5R
4R
2R
3O
OH
Figure 1 Acides phénoliques a) benzoïque b) cinnamique, d’après Ribéreau-Gayon et al., 2006 b
10
Figure 2 Trihydroxy-3,5,4'-stilben (resvératrol), d’après Ribéreau-Gayon et al., 2006b
11
Tableau 3 Comparaison de la teneur en acides phénoliques et stilbènes des cépages hybrides et des cépages Vitis vinifera.
Baie Vin
Cépage Composé Méthode d'analyse Teneur (unités) Réf. Méthode d'analyse Teneur dans le vin (mg/L) Réf.
Hybrides Acides hydroxybenzoïques HPLC/Q-TOF MS/MS 0,014-0,069 mg/g poids frais 1 HPLC/ESI-MS/MS 9,92-17,94 mg/L1 8 Acides hydroxycinnamiques 0,281-10,095 mg/g poids frais 6,88-106,72 1 Resvératrol HPLC-fluorescence 2,1-2,8 mg/L2 4 V. vinifera Acides hydroxybenzoïques HPLC/Q-TOF MS/MS 0,008-0,081 mg/g baie poids frais
2 HPLC-MS/MS 18,43-42,57 3 mg/L éq. acide gallique 5 Acide hydroxycinnamiques 0,066-0,822 mg/g
baie poids frais
4,18-20,863 mg/L éq. acide
cafféique
Resvératrol 0,000-0,024 mg/g
baie poids frais HPLC 5,37-13,67
3 mg/L 6
ND 50-100 µg/g pellicules 3 ND 1,3 mg/L 3,7
1 Cépages hybrides cultivés en Chine.
2 Maréchal Foch et Baco noir, cultivés au Canada.
3 Vitis vinifera cv. Cabernet sauvignon, cultivé dans différentes régions de la Chine.
Références : (1) Liang et al., 2012; (2) Liang et al., 2011; (3) Baliga et Katiyar 2006; (4) Nikfardjam et Pickering 2008; (5) Li et al., 2011; (6) Perrone et al., 2007; (7) Ribéreau-Gayon et al., 2006 b; (8) Zhao et al., 2011.
12
1.2.3 Flavonoïdes
1.2.3.1 Flavonols
Les principaux flavonols et flavanones (dihydroflavonols) présents dans les raisins sont le kaempférol, la quercétine, l'isorhamnétine, la myricétine, la laricitrine, et la syringétine (Figure 3) (Ribéreau-Gayon et al., 2006b). Les flavonols sont des pigments jaunes et les flavanones sont plus pâles; tous deux sont généralement retrouvés sous leur forme glycosylée dans les raisins (Ribéreau-Gayon, et al., 2006 b). Les flavonols sont présents dans les pellicules et les feuilles des vignes où ils ont un rôle de protection contre les rayons ultraviolets du soleil (Navarre et Langlade, 2010; Terrier et al., 2009).
La teneur et la composition en flavonols des raisins dépendent du stade de développement de la baie, de la génétique de la vigne ainsi que des facteurs environnementaux (Terrier et al., 2009). Certains auteurs ont démontré que le profil des flavonols est spécifique pour chaque cultivar et peut donc être utilisé pour la classification taxonomique des cépages (Masa et al., 2007; Mattivi et al., 2006). Des études ont démontré une faible quantité kaempférol et quercétine dans les cépages blancs alors que les dérivés de kaempférol, myricétine, et quercétine semblent être spécifiques aux cépages rouges (Ribéreau-Gayon et al., 2006b). Le contenu en flavonols chez les vignes hybrides est dominé par la myricétine, suivi par la quercétine (Liang et al., 2012), tandis que le flavonols majoritaire chez la vigne Vitis vinifera, est la quercétine (Liang et al., 2011).
13 a) b) a) R3 = OH R3' R5' Aglycone H H Kaempférol OH H Quercétine OH OH Myricétine OCH3 H Isorhamnétine OCH3 OH Laricitrine
OCH3 OCH3 Syringétine
b) R3 = OH OH H Dihydroquercétine
(taxifoline)
1.2.3.2 Anthocyanes
Les anthocyanes des raisins sont des pigments rouge monoglycosylés d'anthocyanidines (aglycones) (Figure 4), dont les principaux sont la malvidine, la cyanidine, la delphinidine, la péonidine et la pétunidine (Bakker et Clarke, 2012a; Ribéreau-Gayon et al., 2006 b; Monagas et Bartolomé, 2009). Les anthocyanes sont présentes dans les pellicules des raisins rouges et parfois dans la pulpe, notamment chez les cépages dits « teinturiers » (Navarre et Langlade, 2010).
Vivas de Gaujelac et al. (2001) a indiqué que le cultivar, la maturité, les conditions climatiques, la région de production et le rendement fruitier font varier la composition en anthocyanes dans les baies. La composition des anthocyanes provenant des cépages Vitis vinifera et des cépages hybrides permet d'en faire la discrimination (Burns et al., 2002; Revilla et al., 2001). Dans les cépages hybrides, une proportion significative des anthocyanes est retrouvée sous la forme diglucosylée (Figure 5a), alors que ces formes ne sont retrouvées qu’en traces chez la plupart des cépages Vitis vinifera (Tian et al., 2005), où les anthocyanes sont surtout monoglucosylés (Figure 5b) ou acétylés aux acides p-coumarique (Figure 5c), caféique ou acétique (Navarre et Langlade 2010; Monagas et Bartolomé 2009; Ribéreau-Gayon et al., 2006 b). Selon une étude de Picariello et al., (2012), les anthocyanes sous la forme diglucosylée, bien que retrouvées chez
O OH R' 3 R' 5 R 3 O OH O H O OH R' 3 R' 5 R 3 O OH O H
Figure 3 Flavonoïdes : a) flavone (R3 = H) et flavonol (R3 = OH); b) flavanone (R3 = H) et flavanonol (R3 = OH), d’après Ribéreau-Gayon et al., 2006 b et Mattivi et al., 2006
14
certains cépages V. vinifera, sont présentes en plus grande concentration dans les cépages non-vinifera ainsi que chez les hybrides interspécifiques (Picariello et al., 2012). Balík et al. (2013) présente une revue des différents anthocyanes retrouvés dans des cépages V. vinifera comparé à celles retrouvées dans des cépages hybrides interspécifiques, cultivés en République Tchèque. Brièvement, les hybrides interspécifiques se sont avérés être les plus concentrés en anthocyanes, où la forme diglucosylée était particulièrement présente chez les hybrides Français-Américains (Balík et al., 2013).
R'3 R'5 Aglycone
OH H Cyanidine
OCH3 H Péonidine
OH OH Delphinidine
OH OCH3 Pétunidine
OCH3 OCH3 Malvidine
Figure 4 Anthocyanidines, d’après Ribéreau-Gayon et al., 2006 b
8 5 7 6 2 3
O
+ 4 2' 3' 5' 4'OH
O
H
OH
OH
R'
5R'
315 A. Anthocyane 3,5-diglucoside
B. Anthocyane 3-monoglucoside
C. Anthocyane 3-monoglucoside acétylée à l'acide p-coumarique en position 5 du glucose
Figure 5 Anthocyanes diglucosylée (A), monoglucosylée (B) et acétylée (C), d'après Ribéreau-Gayon et al., 2006b
16
Tableau 4 Comparaison de la teneur en flavonols et anthocyanes des cépages hybrides et des cépages Vitis vinifera.
Cépage Composé
Baie Vin
Méthode
d'analyse Teneur (unités) Réf. Méthode d'analyse Teneur dans le vin (unités) Réf.
Hybrides Flavonols
HPLC-MS/MS-ESI
0,8-11,6 mg/100g baies poids sec, quercetine-3-o-glucoside1 1 HPLC-DAD-ESI-MS 62-151 µmol/L4 7 Anthocyanes HPLC 990-1260 mg/kg baie 2 HPLC 670-900 mg/L2 2 HPLC 150-225 mg/L3 3 V. vinifera Flavonols HPLC Blanc : 2-3 mg/kg baie Rouge : 4-78 mg/kg baie 4 ND Blanc : 1-3 mg/L Rouge : 100 mg/L 5 Anthocyanes HPLC 582-1110 mg/kg baie 6 225-361 mg/L 6
1 Lucie Kulhman, Castel 19637, Leon Millot, Baco noir et Maréchal Foch, cultivés au Canada. 2 Maréchal Foch et Baco noir, cultivés aux États-Unis.
3 Maréchal Foch, Corot noir et Marquette, cultivés aux États-Unis. 4 Isabel, cultivé au Brésil.
Références : (1) Ratnasooriya et al., 2010 ; (2) Sun et al., 2011; (3) Manns et al., 2013; (4), Mattivi et al., 2006; (5) Ribéreau-Gayon et al., 2006 b (6) Romero-Cascales et al., 2005; (7)
17 1.2.3.3 Flavanols
Les flavanols (ou flavan-3-ols) présents dans les raisins et les vins sont composés de monomères de (+)-catéchine, de ()-épicatéchine, de (+)-gallocatéchine, de ()-épigallocatéchine et de ()-épigallocatéchine-3-O-gallate (Figure 6A et 6B) (Lorrain et al., 2013; Mcrae et Kennedy 2011; Ribéreau-Gayon et al., 2006 b). Les unités flavan-3-ols sont retrouvées sous forme de monomère ou sous forme polymérisée (oligomères ou polymères) dans les raisins.
Les monomères, dimères et oligomères atteignent leur concentration maximum à la véraison, puis leur contenu diminue lentement dans le raisin jusqu’à sa maturité, en raison de l’augmentation de la polymérisation (Gonzalez-Manzano et al., 2004). Le degré de polymérisation (dPM) des flavanols, la structure des unités flavan-3-ols et la position des liens entre ces unités varient grandement selon le cultivar, les conditions de croissance et selon le stade de développement des raisins et confèrent aux flavanols une grande diversité de structures complexes (Lorrain et al., 2013; Huang et al., 2012; Terrier et al., 2009; Gonzalez-Manzano et al., 2004). Leur conformation tridimensionnelle dépend de plusieurs facteurs tels que la stéréochimie et le degré d’hydroxylation des flavan-3-ols et de la présence d’estérifications sur la molécule (Xie et Dixon, 2005).
18
a) b)
Catéchine Épicatéchine
R' = H, R'' = (+)-catéchine (2R, 3S) R' = H, R'' = H : ()-épicatéchine (2S, 3S) R' = OH, R'' = H : gallocatéchine R' = OH, R'' = H : épigallocatéchine R' = H, R'' = acide gallique : galloyl catéchine
(catéchine-3-O-gallate) R' = H, R'' = acide gallique : galloyl épicatéchine (épicatéchine-3-O-gallate)
Les dimères d’unités flavan-3-ols sont des proanthocyanidines (PACs) de type A (C30H24O12) (Figure
7) ou B (C30H26O12) alors que les trimères sont des PACs de type C ou D (Ribéreau-Gayon et al., 2006 b). Les
unités monomères des types B sont reliées par des liens interflavonoïdes et hydrolysables, entre les carbones C4-C6 ou C4-C8 (Huang et al., 2012; Terrier et al., 2009). Des dimères de type B, les B1-B4 et leurs isomères
B5-B8 sont les plus communs (Ribéreau-Gayon et al., 2006b). Les liens interflavonoïdes des dimères de type B
peuvent se former également entre les carbones C4-C6 ou C4-C8, de même que par les positions C2-O-C7 ou
C2-O-C5 (Huang et al., 2012; Terrier et al., 2009).
Chez les cépages V. vinifera, Bourzeix et Weyland (1986) ont montré que les pépins de raisins contenaient principalement des proanthocyanidines B2 alors que dans les pellicules, le type B1 est majoritaire.
Vivas de Gaujelac et al. (2001) ainsi que Krueger et al. (2000) ont seulement rapporté des traces de types A dans les raisins et une majorité de types B, en étudiant les liens interflavonoïdes. Les liens interflavonoïdes des unités flavan-3-ols des trimères de type C correspondent à deux liens du type B, alors que ceux de type D correspondent à un lien du type A et un du type B. Cinq cent différents trimères, dont seulement quelques-uns ont été identifiés, peuvent être retrouvés dans les raisins (Ribéreau-Gayon et al., 2006 b). Les oligomères de proanthocyanidines comprennent entre trois et dix unités de flavan-3-ols et une infinité d'isomères peuvent être formés (Ribéreau-Gayon et al., 2006b).
8 5 7 6 2 3 O 4 1' 2' 6' 3' 5' 4' OH OH R' OR'' OH O H 8 5 7 6 2 3 O 4 1' 2' 6' 3' 5' 4' OH OH R' OR'' OH O H
Figure 6 Flavanol catéchine (A) et épicatéchine (B), d’après Ribéreau-Gayon et al., 2006b.
19
Figure 7 Procyanidine A2, d'après Ribéreau-Gayon et al., 2006 b.
Les polymères de proanthocyanidines (PACs), aussi appelé « tanins condensés » incluent généralement plus de dix unités flavan-3-ols ainsi que des anthocyanidines, et sont unis par des liens covalents (Figure 8) (Mcrae et Kennedy, 2011; Ribéreau-Gayon et al., 2006 b). Leur nom vient de leur capacité de relarguer les anthocyanidines (procyanidines ou prodelphinidines) lorsqu’ils sont chauffés en présence d’acide (Lorrain et al., 2013; Terrier et al., 2009). Dans le raisin, les PACs sont localisés dans la pellicule et les pépins, où se retrouvent en une plus grande concentration comparativement aux pellicules (Lorrain et al., 2013; Navarre et Langlade, 2010). La caractérisation des PACs chez les cépages V. vinifera a permis de montrer que les PACs des pépins comportent un dPM plus faible (2-17) et ceux des pellicules un dPM plus élevé (3-83) (Souquet et al., 2006; Monagas et al., 2003; Brossaud et al., 2001; Cheynier et al., 1998). Les tanins des pellicules sont situés dans des vacuoles sous forme libre ou liés avec les polysaccharides ou les protéines de la paroi cellulaire (Navarre et Langlade, 2010).
Les PACs des pellicules sont principalement des procyanidines, composées des sous-unités (+)-catéchine et épi(+)-catéchine, ainsi que des prodelphinidines, constituées principalement des sous-unités ()-épigallocatéchine et où des traces de (+)-gallocatéchine et d’()-()-épigallocatéchine-3-O-gallate sont retrouvées (Souquet et al., 1996; Prieur et al., 1994). Un faible pourcentage des proanthocyanidines estérifiées avec l’acide gallique est retrouvé dans les pellicules (Terrier et al., 2009).
Les PACs des pépins sont retrouvés autant dans l’enveloppe interne que dans l’enveloppe externe du pépin, mais ces derniers sont les seuls à être extractibles lors de la vinification (Navarre et Langlade, 2010). Les PACs des pépins sont principalement constitués des procyanidines, composés des sous-unités de
20
(+)-catéchine et de ()-épicatéchine (Souquet et al., 1996; Prieur et al., 1994). Elles sont retrouvées sous leur forme libre ou estérifiées à l’acide gallique dans une proportion plus élevée que les PACs des pellicules (Prieur et al., 1994).
Selon Liang et al. (2012, 2011), la concentration des flavanols dans les raisins de cépages hybrides étudiés est supérieure, environ cinq fois plus élevée, que la concentration retrouvée dans les cépages Vitis vinifera. Néanmoins, Springer et Sacks (2014), Manns et al. (2013), Sun et al. (2012), Sun et al. (2011), sont arrivés à la conclusion que les vins rouges produits à partir de cépage hybride contenaient moins de tanins que les vins produits à partir de cépage Vitis vinifera.
Procyanidine : R = H Prodelphinidine : R = OH
21
Tableau 5 Comparaison de la teneur en tanins des cépages hybrides et des cépages Vitis vinifera.
Cépage Composé
Baie Vin
Méthode d'analyse Teneur (unités) Réf. Méthode d'analyse Teneur dans le vin (mg/L) Réf.
Hybrides Tanins HPLC 0,82-1,5 mg/g baie 1, 2 HPLC 29-63,6 mg/L 1, 2
V. vinifera Tanins Spectrophotométrie (UV-vis) 1,02-1,92 mg-baie 3 Spectrophotométrie (UV-vis) 68-594 mg/L 3 1,22-2,09 mg/baie 4 308-825 mg/L 4
22
1.3
V
INIFICATIONLa composition et la concentration des composés phénoliques dans le vin sont étroitement liées aux pratiques œnologiques. Leur extraction est principalement effectuée par diffusion à partir du marc vers le moût, un phénomène se produisant surtout pendant la macération des raisins foulés dans le jus/vin (Louise Joscelyne 2009; Gomez-Miguez, et al., 2007). Le poids moléculaire des composés, le contrôle de la température, le temps de macération, la concentration en éthanol, en dioxyde de soufre (SO2) et en oxygène
(O2), l'égrappage, l'ajout d'enzymes, la sélection des levures et le foulage sont des facteurs pouvant influencer
l’extraction des composés phénoliques dans le vin (Louise Joscelyne 2009; Ribéreau-Gayon et al., 2006a). Les composés flavanols sont plus facilement extractibles à partir des pellicules que des pépins, ce qui fait que le temps de macération a une grande influence sur la composition phénolique du vin (Gonzalez-Manzano et al., 2004). Dans la vinification rouge, les pigments sont extraits les premiers, suivis des flavanols provenant des pellicules, et enfin des flavanols issus des pépins (Terrier et al., 2009). La concentration en éthanol facilite un peu l'extraction des pigments et des flavanols des pellicules, alors que l’extraction des flavanols provenant des pépins en est augmentée (Canals et al., 2005; Gonzalez-Manzano et al., 2004). Selon une étude de Gonzalez-Manzano et al. (2004), l'extraction des flavanols provenant des pépins de raisins arriverait à la fin de la période de fermentation alcoolique et serait augmentée avec le prolongement du temps de macération avec le marc (Gonzalez-Manzano et al., 2004, Canals et al., 2005). Les pratiques oenologiques sont appliquées selon le contenu des raisins en pigments et en flavanols, afin d’obtenir une balance adéquate entre les tanins et la couleur dans le vin (Ribéreau-Gayon et al., 2006a). Par exemple, des raisins contenant un haut taux de flavanols de poids moléculaire élevé (>50), doivent être macérés de façon à minimiser l'extraction des tanins plus agressifs, tandis que des raisins dont la teneur en flavanols est faible (PM<15), devraient subir une macération plus longue, afin d’améliorer leur extraction (Ribéreau-Gayon et al., 2006a).
1.4
Q
UALITÉS ORGANOLEPTIQUES DU VIN ASSOCIÉES AUX COMPOSÉS PHÉNOLIQUES1.4.1 La qualité du vin
Le vin est consommé pour le plaisir et l’achat d’une bouteille est influencé par différents facteurs, dont la qualité. La qualité du vin est plutôt subjective et elle se définit selon des caractères intrinsèques ou extrinsèques, qui expriment la quantité de plaisir qu'en procure la consommation (Sáenz-Navajas et al., 2013; Ferreira et al., 2009). Les caractères extrinsèques se définissent selon le prix, la marque, l’étiquette, la variété, l’âge du vin, la région et le pays d’origine du vin, la forme de la bouteille ainsi que sa couleur (Sáenz-Navajas et al., 2013). La qualité intrinsèque du vin est définie des paramètres physiques sensoriels tels que le cépage,
23 les arômes, la structure en bouche, la fraîcheur, l’onctuosité, l’alcool et le potentiel de garde (D’Alessandro et al., 2013; Ferreira et al., 2009; Breton 2005). La qualité d’un vin est jugée lors de la consommation : le produit doit être sans défaut, présenter une intensité favorable pour les arômes et les saveurs (fruité, boisé, grillé) et cela, bien nuancé (Lukic et al., 2008).
1.4.2 Structure en bouche (mouthfeel) des vins rouges et blancs
La qualité des vins rouges et blancs est influencée par la teneur et la structure des composés phénoliques du raisin qui permettent de prévoir le potentiel organoleptique du vin. Les critères de qualité sont différents pour les vins rouges et blancs. La qualité du goût et de la structure en bouche des vins est principalement associée à trois des cinq sens physiologiques, soit la vue (couleur, limpidité), le goût (onctuosité, fraîcheur, acidité) et le toucher (corps, astringence) (Lawless 2010).
Le goût du vin est largement déterminé par l’équilibre entre les goûts acides et sucrés. L’acidité du vin est due à sa forte teneur en acides organiques et doit être modérée, car trop élevée, elle donne un goût aigre au vin et trop basse, le vin paraît fade (Bakker et Clarke 2012b). La sucrosité correspond au caractère sec du vin. Elle est attribuable à la teneur en sucres résiduels du vin et en influence la viscosité (Bakker et Clarke 2012b). L’acidité et la sucrosité du vin doivent être contrebalancées pour donner un vin bien équilibré (Bakker et Clarke 2012b). La perception tactile du vin est notamment associée à la texture (grasse, filante), à l’astringence (structure en bouche) et à la sensation de chaleur due à l’alcool (Lawless 2010; Bakker et Clarke 2012b). La structure en bouche est particulièrement importante dans les vins rouges, mais elle aussi importante dans la perception du corps des vins blancs.
1.4.3 Astringence et amertume associées à la qualité
Lea et Arnold (1978) ont décrit l’astringence comme une sensation de sécheresse et de rugosité résultant d’une augmentation de la friction entre la langue et les parois buccales. Aujourd’hui, l’astringence est définie comme une sensation tactile entre les protéines salivaires riches en proline et le vin, qui forment des complexes et précipitent dans la bouche (Canon et al., 2013; Mcrae et Kennedy 2011; Mcrae et al., 2010; Gawel 1998). Au contraire, l'amertume est plutôt décrite comme étant un goût perçu par les récepteurs sensitifs de la langue (Lawless 2010; Peleg et al., 1999).
L’astringence du vin est en grande partie attribuable à la structure et au degré de polymérisation des flavanols retrouvés dans le vin, tandis que la sensation d’amertume est plutôt attribuable aux composés phénoliques de faible poids moléculaire (Kinnamon 1996; Spielman et al., 1996; Spielman 1992). Ainsi, les monomères de flavanols sont considérés plus amers ou même acides ou métalliques, qu’astringents. D’autres composés du vin tels que les flavanones, les acides phénoliques, les complexes anthocyanes-tanins et le
24
tyrosol, ont la capacité de produire une certaine amertume dans les vins, mais ils sont habituellement présents à des concentrations en dessous de leurs seuils de perception sensorielle (Lorrain et al., 2013; Bakker et Clarke 2012b; Hufnagel et Hoffmann 2008). L’astringence augmente avec le pourcentage de galloylation (estérification à l’acide gallique) et avec l’augmentation du degré de polymérisation, des dimères aux polymères, jusqu’à ceux-ci deviennent insolubles et précipitent (Vivas 2007). Cheynier et al. (2006) a confirmé la solubilité et le caractère astringent des polymères avec un haut dPM (jusqu'à > 70 dPM) dans une solution d'eau et d'alcool. Plusieurs auteurs (Frazier et al., 2003; de Freitas et Mateus 2001; Lea 1992) ont rapporté que la capacité de lier les protéines est due à la flexibilité des tanins qui ont la facilité de former des liens. Selon une étude de Lorrain et al. (2013) certaines interactions entre les composés phénoliques et les composés volatils (arômes) peuvent affecter la perception sensorielle du vin.
1.4.4 Composés phénoliques du vin rouge
Les composés phénoliques impliqués dans la qualité organoleptique des vins rouges sont principalement les pigments et les flavanols. Ces derniers modulent la couleur, la structure en bouche, la possibilité de vieillissement du vin ainsi que sa stabilité dans le temps (Lorrain et al., 2013; Harbertson et Spayd 2006; Vivar-Quintana et al., 2002; Peleg et al., 1999; Gawel 1998).
Les flavanols, particulièrement les polymères, apportent l'astringence et l'amertume au vin rouge. Chez les cépages V. vinifera, l'extraction poussée des flavanols donne des vins rouges de caractère râpeux ou trop astringents, tandis qu'une extraction insuffisante donne des vins avec peu de corps (Bakker et Clarke 2012b). La présence de tanins hydrolysables peut également être détectée dans les vins rouges ou blancs; les tanins hydrolysables (gallotanins et ellagitanins) proviennent typiquement du chêne utilisé pour le vieillissement du vin en baril (Ribéreau-Gayon et al., 2006b).
25
1.4.5 Composés phénoliques du vin blanc
Les composés phénoliques des vins blancs sont semblables à ceux des vins rouges, excepté que les pigments sont présents en très faible concentration dans les raisins blancs et donc pratiquement absents des vins blancs (Burns et al., 2002). Les principaux composés phénoliques retrouvés dans les vins blancs sont en plus faible concentration que dans le vin rouge et sont principalement des acides phénoliques (voir section 1.2.2.1), des flavonols (voir section 1.2.3.1) ainsi que des flavanols (voir section 1.2.3.3) de petits poids moléculaires (Ribéreau-Gayon et al., 2006 b; Ribéreau-Gayon 1964). Les flavonols et flavanones sont retrouvés en faible quantité dans les vins blancs et sont principalement impliqués dans la couleur du vin (Terrier et al., 2009).
La structure en bouche est plus souple pour les vins blancs que pour les rouges, quoique tout aussi importante, puisque les flavanols sont faiblement extraits en raison de l'absence de macération prolongée avec le marc (Terrier et al., 2009). Fisher et al. (2000) ont déterminé qu'une concentration au-dessus de 4 mg/L d'acide caftarique, un acide hydroxycinnamique (voir section 1.2), apporte une certaine amertume au vin (Bakker et Clarke 2012b; Fisher et al., 2000). L'amertume est également apportée par les monomères de flavanols, dont une concentration au-delà de 35 mg/L peut être considérée comme indésirable, quoique rarement atteinte dans le vin blanc (Bakker et Clarke 2012b).
1.5
A
NALYSES DES VINS ET RAISINS1.5.1 Les analyses chimiques des raisins et des vins
Les analyses chimiques des raisins et du vin ont beaucoup évolué durant les dernières décennies. Le contenu en composés phénoliques totaux peut être obtenu par la méthode de Folin-Ciocalteu, qui est une méthode spectroscopique basée sur la propriété d'oxydoréduction des phénols et leur absorbance à 280 nm (OIV 2009).
Les techniques utilisées pour la détection et la quantification des pigments (anthocyanes) sont principalement des méthodes d'estimation spectrométrique, car dans le raisin et le vin, une certaine proportion des anthocyanes est complexée avec les tanins ou d'autres composés phénoliques, ce qui les rend difficilement mesurables (Ribéreau-Gayon et al., 2006b). Les anthocyanes libres, les pigments monomériques et une partie des pigments polymériques peuvent être quantifiés en équivalent malvidine-3-glucoside par la méthode du blanchiment au SO2 de Ribéreau-Gayon (Ribéreau-Gayon 1965). La lecture au
