Améliorer la qualité et la typicité des vins à l`aide des nouveaux

Améliorer la qualité et la typicité des vins
à l’aide des nouveaux outils biologiques
(Craft in fair Qual & T Project)
V I N I F I C AT I O N
FUSTER A., KRIEGER S.(1), RÉJALOT J.(2),
(1) Lallemand s.a, 130 route d’Espagne, B.P. 1021, 31023 Toulouse.
(2) Les Vignerons de Buzet, 47160 Buzet.
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Etat des lieux : pour les vinificateurs européens, la fermentation malolactique (FML) est de plus en plus une étape
nécessaire à l’optimisation de la quasi-totalité des vins de
qualité rouges comme blancs. Jusqu’à présent, cette étape
fondamentale du processus de vinification n’est pas
toujours maîtrisée, ce qui peut conduire :
• à des altérations organoleptiques (diminuant la qualité,
la typicité et la valeur du vin),
• à des risques d’instabilité,
• à des vins comportant un risque pour la santé humaine
(amines biogènes, carbamate d’éthyle).
Les solutions actuelles ne sont pas pleinement satisfaisantes.
En effet :
• Le chauffage des vins afin d’aider les bactéries indigènes
à démarrer la FML est une approche coûteuse qui n’offre
aucune garantie de succès. De plus, cette technique
comporte le risque d’aider au développement d’un microorganisme indigène indésirable.
• L’inoculation d’un vin récalcitrant avec un autre vin en
cours de FML ne permet pas d’assurer avec certitude le
démarrage rapide de la FML ou la qualité du vin. En effet,
le résultat obtenu pourra être différent de celui souhaité
du fait de variations de la flore bactérienne.
• Actuellement, on trouve sur le marché mondial une
dizaine de souches d’Œnococcus œni sélectionnées différentes, certaines étant disponibles sous une forme permettant l’ensemencement direct. Bien que retenues pour
leur polyvalence, ces bactéries n’offrent pas une totale garantie de succès. De plus, le faible nombre de préparations commerciales disponibles ne permet pas aux
vinificateurs de disposer de solutions spécifiquement adaptées à chacun de leurs problèmes.
• La production d’acidité volatile par les bactéries indigènes
et les conséquences fâcheuses de leur métabolisme sur les
qualités organoleptiques du vin sont imprévisibles et peuvent conduire à une perte de valeur des vins.
1
Le projet CRAFT Qual & T, un projet de longue
haleine.
1.1- Le projet CRAFT
Il s‘agit d’un programme financé par des fonds européens qui
associe des P.M.E. à des instituts et à un partenaire industriel. En
l’occurrence, ce projet regroupe :
Des producteurs de différents pays, de façon à assurer la
plus grande bio-diversité :
• la Cave Coopérative de Buzet qui est leader du projet, et la
Maison Bouchard Père & Fils (France),
• CVNE et Contino (Espagne),
• Primavera (Portugal),
• Tollo et Ruffino (Italie),
• Lenz Moser (Autriche).
Des instituts :
• I.T.V. France (station de Beaune) avec ses sélections sur vins de
Chardonnay et de Pinot noir de Bourgogne.
• Université de Vérone (Italie). Sélections sur vins du Venetto.
• Université de Valence (Espagne). Sélection sur vins de la Rioja,
• Weinbauamt d’Eisenstadt (Autriche). Sélection sur vins du
Burgenland.
Un partenaire industriel :
• Lallemand
1.2- Objectif fondamental
Contrôler la FML à l’aide d’outils biologiques innovants et ce afin
d’améliorer la qualité et la typicité des vins.
1.3- Stratégie du projet
Les moyens envisagés consistaient en la sélection, à l’échelle
européenne, puis le développement de nouvelles collections de
bactéries lactiques caractérisées sur la base de critères œnologiques.
Ainsi :
• une collection A a été constituée à partir des bactéries
lactiques performantes isolées par les instituts partenaires.
• une collection B a été constituée avec les bactéries isolées dans
les caves partenaires du projet au cours du premier millésime
suivant le démarrage du programme.
1.4- Risques du projet
Ils sont, comme pour tout projet innovant, de trois ordres :
• scientifique : ne sélectionner que des bactéries n’apportant
pas plus que celles déjà proposées, et qui ne pourront donc
pas aider les vinificateurs à atteindre leurs objectifs,
• technologique : ne pas avoir de corrélation entre les résultats
obtenus au laboratoire et ceux observés dans la pratique,
• industriel : dans la mesure où les caractères - notamment
physico-chimiques - du vin peuvent être très différents d’un
millésime à l’autre, on peut craindre qu’ils n’atteignent parfois
des valeurs rendant impossible l’utilisation efficace des bactéries
sélectionnées.
2
Résultats
De l’ordre de 100 bactéries (collections A + B) ont été caractérisées lors d’une étude systématique en milieu modèle ainsi que
dans des vins représentatifs de chacune des situations terroir.
Cette étude a porté sur différents paramètres de la FML. Chacun
des résultats obtenus (soit plus de 60 000 données) est compilé
dans une banque de données. La collection caractérisée au
cours de ce programme est la première au monde permettant :
• de garantir l’achèvement de la FML dans les vins des caves
associées,
• de proposer une gamme de bactéries très bien caractérisées
du point de vue de leur métabolisme et de leurs effets sur le
profil sensoriel des vins obtenus.
Cette banque de données permettra aux praticiens associés de
choisir la bonne bactérie pour résoudre leurs problèmes de FML,
mais aussi de mener à bien de nouvelles approches de vinification.
Revue Française d’Œnologie - mars/avril 2002 - N° 193
2.1- Etude écologique
extrêmement importantes d’amines biogènes. Elles n’ont bien
sûr pas été retenues pour les étapes ultérieures du programme
(figure 2).
Amines biogènes (mg/l)
8
Histamine
Tyramine
Phenethylamine
3-5 diaminobutane
Isoamylamine
3-5 diaminopentane
7
Les interactions entre micro-organismes du vin (bactérie-bactérie
et bactérie-levure) ont aussi été étudiées sur vin et sur milieu
modèle.
2.2.1- Conditions physico-chimiques du vin
A partir des premiers travaux de tri, basés sur les performances
fermentaires dans les conditions les plus difficiles (pH, alcool,
température et SO2) 20 bactéries sont apparues comme étant
particulièrement intéressantes, par rapport à celles déjà disponibles
dans les réseaux commerciaux.
2.2.2- Métabolisme des bactéries
L’évaluation du métabolisme des hydrates de carbone a mis en
évidence l’importante bio-diversité des bactéries des deux
collections. En effet :
• Certaines bactéries ne dégradent pas l’acide citrique, ou seulement dans une faible proportion, et ne produisent pas de
diacétyle.
• D’autres produisent moins d’acide acétique à partir du glucose
et du fructose,
• Certaines se sont avérées produire de très fortes quantités de
glycérol (les résultats présentés ci-dessous ont été obtenus sur
milieu synthétique) (figure 1).
Glycérol (g/l)
4
3
2
1
1
BC
2
Ba
ct
3
Ba
ct
5
Ba
ct
1
Ba
ct
7
0
Bactéries
Figure 2- Bactéries lactiques et amines biogènes
2.2.3- Facteurs microbiologiques
Les interactions entre levures et bactéries furent étudiées
au moyen de deux LSA commerciales (BC1 et BC2) : une
Saccharomyces cerevisiae var. bayanus et une Saccharomyces cerevisiae var. cerevisiae ainsi qu’avec une Brettanomyces indigène.
Les résultats ont clairement démontré que, dans le vin, les bactéries sont inhibées par Brettanomyces bruxellensis. Il est intéressant de noter que quelques bactéries ont montré des tolérances
supérieures se traduisant par une phase de latence plus courte.
En ce qui concerne les vins fermentés par les LSA commerciales,
dans les deux cas un développement précoce de la bactérie a
été observé. Cependant, avec la S. cerevisiae var. cerevisiae les
bactéries ont atteint un niveau de population supérieur à celui
qui a été observé avec la S. cerevisiae bayanus.
2.2.4- Effets qualitatifs des bactéries
Les effets des bactéries sur le profil des vins (couleur et arômes)
ont permis de mettre en évidence des différences d’une bactérie
à l’autre sur la couleur (anthocyanes, polyphénols totaux, et
intensité colorante) : certaines bactéries semblent mieux protéger
la couleur que d’autres. En ce qui concerne le diacétyle,
l’acétoïne et le 2,3-butanediol nous avons observé de grandes
différences au sein de chaque série (figure 3).
Diacétyle / acétoïne (mg/l)
400
0,45
0,4
350
0,35
300
0,3
250
0,25
Diac tyle [mg/l]
Acé ïne [mg/l]
200
0,2
150
0,15
100
0,1
50
0,05
ind
ig è
BC
1
-B
a
Vin
ct
8
3Bac
t9
9.1
Vin
3-
2Vin
Vin
3
2
-B
act
10
BC
Vin
3
igè
1Vin
9.1
ind
Bact 17
1-
Bact 20
Bact 13
Vin
Bact 16
Bac
Bac
Bact 19
Bact 9
1-
Bact 18
Bact 15
Vin
Bact 14
Bact 8
Vin
Bact 1
t9
t8
0
0
1-
0,5
5
Ba
ct
6
Les bactéries ont été caractérisées en ce qui concerne :
• leur comportement dans le vin selon les paramètres physicochimiques (tolérance aux pH bas, aux basses températures,
aux hauts degrés alcooliques et aux hauts niveaux de SO2
dans le vin),
• leur activité métabolique (dégradation des sucres et des acides
organiques, production de glycérol, d’éthanol, d’amines
biogènes, de polysaccharides) et leur production de composés
aromatiques (diacétyle, acétoïne, alcools supérieurs),
• les conséquences de leur métabolisme sur le profil des vins
(couleur, caractéristiques sensorielles et organoleptiques).
6
Ba
ct
11
2.2- Evaluation, au laboratoire, des effets qualitatifs
des bactéries en collection.
BC
Toutes les bactéries ont été caractérisées par leur empreinte
ADN au niveau de l’espèce (PCR) et au niveau de la souche
(PFGE et RAPD-PCR). Un dendrogramme a été obtenu à partir
de la comparaison des profils RAPD-PCR. Il a permis d’effectuer
un tri des bactéries les plus intéressantes.
Figure 3- Teneur en diacétyle et acétoïne de différents vins selon la
bactérie lactique ayant réalisé la FML
Figure 1- Variabilité de la production de glycérol
• La production de polysaccharides est également une donnée
extrêmement variable d’une bactérie à l’autre.
• Quelques bactéries produisent des quantités importantes à
Du point de vue de l’analyse sensorielle, certaines bactéries ont
entraîné d’importantes teneurs en diacétyle. Le niveau de diminution du diacétyle semble être sous la dépendance de la souche.
Les variations de teneurs en autres composés fermentaires
étaient homogènes ou non mesurables.
Revue Française d’Œnologie - mars/avril 2002 - N° 193
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2.3- Vinifications comparatives
Les études menées sur milieu modèle et sur vins témoins ont
permis de retenir un groupe de bactéries présentant une forte
tolérance envers les facteurs limitants du vin, ainsi que des
bactéries dotées d’activités métaboliques particulièrement
intéressantes. A partir de ce groupe, des bactéries permettant de
répondre aux besoins spécifiques exprimés par les différentes caves partenaires du projet ont été retenues pour des microvinifications ainsi que pour des vinifications à grande échelle.
Ceci a permis de retenir un petit nombre de bactéries pouvant
être utilisées dans le cadre de besoins spécifiques des vinificateurs.
Selon la structure de vinification, les critères de choix de la
bactérie étaient :
1. Forte tolérance au SO2.
2. Pas ou peu de modification de la couleur et pas de déviation
aromatique.
3. Pas de production d’amines biogènes, ou de diacétyle.
Meilleur volume en bouche et contribution à la qualité et la
complexité aromatique du vin. Résistance aux basses températures (< 15 °C) , ainsi qu’à une acidité élevée.
4. Faible diminution de l’acidité, faible variation du pH après la
FML, faible production de volatile.
5. Cinétique de FML lente, stabilité microbiologique du vin, et
résistance aux fortes teneurs en alcool (> 14 vol %).
Un ou deux vins par site ont été retenus pour les vinifications
pilotes et en grand volume. Sur chaque site, plusieurs bactéries
de la collection A et B produites sous forme MBR (procédé
permettant l’ensemencement direct) étaient comparées à
2 bactéries commerciales (BC 1 et BC 2) qui ont servi de témoin.
Il s’agissait de rechercher, en conditions réelles, le ou les couples
vin/bactérie les plus proches des besoins des vinificateurs. Des
échantillons ont été prélevés avant inoculation (directe) des
bactéries, ainsi qu’au cours de la FML et après l’achèvement de
celle-ci afin de vérifier l’implantation des bactéries dans le vin,
ainsi que leurs performances fermentaires du point de vue de
leur résistance aux conditions du vin, de la cinétique de FML,
comme de celui de l’effet de la bactérie sur le profil du vin.
Les conditions expérimentales standard étaient les suivantes :
• Réhydratation (eau minérale) des bactéries pendant 20 minutes,
à 20-30°C.
• Ensemencement direct à population contrôlée : 2 106 cfu/ml.
• Pas de contrôle de la température de FML.
• Comptage de la population de bactéries (cfu/mL) et suivi de
l’acide malique (g/L).
Nous avons observé une grande variabilité des performances,
qui s’explique par une non moins grande variabilité des vins
selon leurs terroirs d’origine, leurs caractéristiques physicochimiques, ainsi que par l’effet du millésime (essais réalisés en
1999 et 2000). Les exemples les plus démonstratifs, pour les
deux millésimes, ont été obtenus sur les deux sites français.
A titre d’exemple, aux Vignerons de Buzet, les vins du millésime
1999 étant propices à la FML, les cinétiques y ont été rapides et
peu de différences de cinétique ont pu être observées d’une
bactérie à l’autre. Cependant, les profils aromatiques étaient,
eux, discriminants (figure 4).
En revanche, les vins bourguignons avaient des conditions de FML
plus défavorables aux bactéries , et les FML y furent plus lentes, mais
avec des différences importantes selon les bactéries comparées.
Une bactérie ( 99.1) a été, de façon répétée, la plus performante.
En revanche, les essais 2000 à la Maison Bouchard Père et fils, ont
été réalisés sur des vins plus tolérants aux bactéries lactiques : les
FML ont donc été plus rapides. Les essais comparatifs, en petit
volume, ont cependant montré des différences significatives : en
effet, sur Pinot noir les durées ont varié de 19 jours pour la plus
rapide des bactéries de la collection, à 80 pour la plus lente
(flore indigène). Sur Chardonnay, les durées de FML ont varié de
39 à 60 jours.
Aux Vignerons de Buzet, pour le millésime 2000, le vin 2 a
permis de comparer les bactéries suivantes : Flore indigène, BC 1,
BC 2, ainsi que 1, 2 et 3 (collection 2000).
Les cinétiques de FML grâce à ces différentes bactéries sont les
suivantes (figure 5).
Acide malique (g/L)
BC 1
BC 2
Bact rie 1
Bact rie 2
Bact
Flore indigène
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
5
10
25
30
35
Les mêmes observations sont faites sur les vins Buzet 1 et Buzet 2.
A savoir :
• les deux préparations commerciales et la bactérie 3 donnent
les cinétiques les plus rapides (durée totale de FML de l’ordre
de 15 jours),
• les bactéries 1 et 2 ont des cinétiques comparables et un peu
plus lentes que les 3 bactéries précédemment citées,
• la flore indigène finit sa FML en dernier (35 jours).
Par ailleurs, du point de vue organoleptique, une différence
significative de la qualité générale du vin Buzet 2, en faveur des
bactéries sélectionnées, a été mise en évidence (particulièrement grâce à une nette réduction de l’astringence du vin)
(figure 6).
Fruits rouges
Longueur
Corps
18
1,8
Floral
Végétal
1
0,8
Bactérie commerciale 1
11,88
Bactérie 99.1
14
1,4
Foin
20
Durée (jours)
Figure 5- Buzet 2 - FML : cinétiques comparées. Merlot - pH 3,59.
TAV 12,9 %, AT 4,4 g/l H2SO4.
Bactéries indigènes
Boisé
15
Acidité
Epices
Banane
1
Sueur
Astringence/
Amertume
Longueur
Epices
Lactique
Réduit
Oxydé / Acétaldéhyde
Indigènes
Cassis
30
BC 2
Amertume/Astringence
Figure 4- Analyse sensorielle, Pinot noir, 1999
Figure 6- Dégustation Merlot 2000 (Buzet)
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Bact 8
40
3
Conclusion
3.1- Résultats des vinifications
En 1999, il a mis en évidence que :
• 99.1 s’est remarquablement comportée dans chaque modalité,
quels que soient les vins et les conditions de FML (utilisée en
grand volume, au cours du millésime 2000, elle a confirmé ses
bons résultats de 1999).
• deux autres bactéries utilisées en 1999 se sont également
montrées intéressantes, l’une d’entre elles ayant de très bons
résultats d’implantation.
En 2000, si l’on fait abstraction des deux bactéries déjà
commercialisées, 3 autres bactéries se sont montrées particulièrement intéressantes tant du point de vue de leur cinétique
fermentaire que de la qualité des vins obtenus (figure 7).
bactéries
B7
☺
☺
☺
B6
B3
B5
B4
B2
B 19
MBR 2
MBR 1
indig
5
10
15
Duré
25
30
35
40
45
Figure 7- Millésime 2000, durée moyenne de FML, 8 essais (micro vinifs)
(MBR = procédé permettant l’ensemencement direct).
3.2- Conséquences pratiques
Dans un premier temps, 5 bactéries ont été sélectionnées sur la
base des résultats obtenus en micro-vinification et en grand
volume. Toutes ont d’excellents résultats du point de vue de leur
implantation dans les vins, sont très tolérantes aux conditions
limitantes du vin et, enfin, font la preuve de propriétés organoleptiques intéressantes.
Ce premier groupe de 5 bactéries est, en termes de cinétique,
au moins aussi performant que les préparations commerciales
actuellement proposées sur le marché mondial, et présente de
plus des caractéristiques novatrices notamment au niveau
sensoriel ainsi que sur les aspects santé et résistances à certaines
conditions extrêmes rencontrées dans le vin.
En conséquence, trois d’entre elles ont été multipliées à l’échelle
industrielle, de façon à être mises à disposition des partenaires
dès le millésime 2001.
Remerciements
Le projet Qual & T “Amélioration de la qualité et la typicité des vins
européens par l’utilisation de nouveaux outils biologiques” était
soutenu par la communauté européenne dans le cadre du
programme CRAFT in Fair (FAIR-CT98-96401).
Mots clés : vinification, fermentation malolactique, bactéries.
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