Élimination de molécules phytosanitaires par des voies biologiques

International audienceLes molécules phytosanitaires sont initialement utilisées pour lutter contre les ravageurs et maladies atteignant de nombreuses productions végétales, afin de préserver leur rendement. Cependant, depuis ces dernières décennies, de plus en plus de substances classées à risque pour l’environnement et pour la santé animale et humaine sont retirées du marché. Ainsi, au sein de l’Union européenne, l’EFSA (agence européenne de sécurité des aliments) a réduit fortement le nombre de molécules autorisées et sur l’ensemble des 900 substances actives disponibles en 1993 avant le début de l’évaluation européenne, plus de 70 % ont disparu aujourd’hui. Des limites maximales de résidus (LMR) à ne pas dépasser dans les produits d’origine animale ou végétale destinés à la consommation humaine sont fixées pour différentes productions alimentaires dont le raisin par le règlement européen (CE) n° 396/2005. Il est notable qu’actuellement aucune limite n’est définie pour le vin ni pour aucun produit transformé que ce soit aux niveaux européen ou international.Toutefois, en l’état actuel de la règlementation, il est admis qu’un vin ne doit pas contenir des teneurs supérieures aux LMR fixées pour les raisins de cuve. L’OIV (Organisation internationale de la vigne et du vin) a adopté une méthode de dosage des résidus phytosanitaires qui garantit la performance analytique et la fiabilité des résultats (méthode OIV-MA-AS323-08 de type II - Résolution OENO 436/2012).Pour une bonne interprétation des résultats analytiques, une limite de quantification (LQ, plus petite concentration quantifiée avec une incertitude acceptable par la méthode d’analyse) et une limite de détection (LD, plus petite quantité détectée mais non quantifiée par la méthode d’analyse) sont définies par chaque laboratoire pour chacun des résidus phytosanitaires recherchés. L’IFV (Institut français de la vigne et du vin) mène depuis quelques années des études permettant de dresser un état des lieux des résidus phytosanitaires présents dans les vins et explore les voies envisageables pour réduire leurs concentrations tant au niveau du vignoble qu’au niveau de la cave. Ces travaux ont montré que sur environ 140 molécules analysées dans le vin, aucune ne dépassait les LMR et les molécules mesurées au-dessus de la LQ étaient principalement des antifongiques. Dans le cadre du programme de recherche « Produire des vins sans résidus quantifiables » financé entre 2019 et 2022 par la région Occitanie et l’Europe, l’IFV en partenariat avec Inter Rhône, l’Université de Bourgogne et les laboratoires Dubernet, a travaillé sur l’élimination des molécules phytosanitaires dans les moûts et les vins par différents leviers. Les résultats présentés dans les précédents articles publiés dans la Revue des Œnologues (n° 188 et 189), ont montré la possible réduction de résidus quantifiables dans les vins par des leviers viticoles et œnologiques.Cependant, certaines molécules demeurent récalcitrantes dans les vins comme fluopyram et pyriméthanil et des investigations supplémentaires par des voies biologiques ont été explorées pour tenter de les réduire. L’Université de Bourgogne a montré que les bactéries qui acquièrent un phénotype biofilm sont capables de synthétiser une matrice comprenant une multitude de composés extracellulaires qui lui confèrent des propriétés de résistance à des environnements stressants et qui participent à la filtration naturelle de molécules aromatiques relativement apolaires. Ainsi, les biofilms bactériens d’Œnococcus œni retiennent des produits volatils du bois et des polyphénols du raisin indépendamment de leur moment d’ajout lors des étapes d’élaboration du vin. En revanche, les alcools supérieurs issus du métabolisme levurien, très polaires, ne sont pas du tout retenues par le biofilm. Les bactéries lactiques produisent naturellement des exopolymères (ECS) dont la composition chimique évolue au cours de leur phase de croissance. Cet article présente les résultats obtenus avec l’utilisation de la bactérie lactique Lactiplantibacillus plantarum WCFS1 cultivée sous deux états physiologiques: planctonique (PL) et biofilm (BF) pour la détoxification en pesticides de moûts des millésimes 2019, 2020 et 2021. Les exopolymères de cette bactérie ont été volontairement mis en contact avec ces moûts de raisin pour montrer leur efficacité vis-à-vis de la réduction sélective de molécules phytosanitaires

Efficiency of population-dependent sulfite against Brettanomyces bruxellensis in red wine

International audienceBrettanomyces bruxellensis is considered as a spoilage yeast encountered mainly in red wine. It is able to reduce vinylphenols from phenolic acids to ethylphenols. These volatiles are responsible for the phenolic "Brett character" described as animal, farm, horse sweat and animal leather odors. Other molecules are responsible for organoleptic deviations described as "mousiness taint". SO2 is the product most often used by winemakers to prevent B. bruxellensis growth. Usually, the recommended molecular dose of SO2 (active SO2, mSO(2)) is highly variable, from 03 to 0.8 mg/L. But these doses do not take into account differences of strain resistance to sulfites or population levels. Moreover, SO2 is known as a chemical stressor inducing a viable but nonculturable (VBNC) state of B. bruxellensis. These cells, which are non-detectable by plate counting, can lead to new contamination when the amount of sulfite decreases over time. Consequently, we first assessed the effect of SO2 levels in red wine on two strains with phenotypically different sulfite resistances. Then, we studied the relationship between amounts of SO2 (0, 0.5, 0.9 and 1.1 mg/L active SO2) and population levels (10(3), 10(4) and 10(5) cells/mL) in red wine. Yeasts were enumerated by both plate counting and flow cytometry over time using viability dye. Our results showed different SO2 resistances according to the strain used. A relationship between yeast population level and SO2 resistance was demonstrated: the higher the yeast concentration, the lower the efficiency of SO2. Under certain conditions, the VBNC state of B. bruxellensis was highlighted in red wine. Yeasts in this VBNC state did not produce 4-EP. Moreover, cells became culturable again over time. All these results provide new information enabling better management of sulfite addition during wine aging

L’efficacité du sulfite sur Brettanomyces bruxellensis dépend de la population présente

International audienceBrettanomyces bruxellensis est une levure d’altération du vin avec de faibles besoins nutritionnels, résistante à l’éthanol et aux faibles pH, lui permettant une implantation en vin durant ou après la fermentation alcoolique (Conterno et al., 2006). B. bruxellensis est capable de produire des phénols volatils (éthyl-4-phénol, éthyl-4-gaïacol et éthyl-4-catéchol) (Oelofse et al., 2008). Ces molécules volatiles odorantes amènent un caractère phénolé et animal au vin connu sous le nom de « caractère Brett ». D’autres molécules (2-acetyltetrahydropyridine and 2-ethyltetrahydropyridine) produites par B. bruxellensis sont également responsables d’une déviation organoleptique appelée communément « goût de souris ». C’est pourquoi, différents traitements sont disponibles pour prévenir les contaminations par B. bruxellensis. Le sulfite reste le principal adjuvant utilisé pour éviter le développement de B. bruxellensis. Cependant, l’évaluation de l’efficacité du sulfite est complexe car cette levure peut être plus ou moins tolérante à ce traitement et l’efficacité est connue pour être souche dépendante (Barata et al., 2008)

Diversité des Brettanomyces et de leur résistance au SO2. Les nouvelles avancées vers une meilleure gestion du SO2 en vinification.

Article de revue professionnelleDes recherches ont été menées par le Groupe National « Lutte contre Brettanomyces » et plus particulièrement sur la relation SO2 et Brettanomyces bruxellensis afin d’approfondir les connaissances sur le comportement de la levure et d’apporter des données essentielles à une bonne gestion du risque. Une grande diversité de la levure Brettanomyces a été mise en évidence (identification de différents groupes génétiques) ainsi que des comportements différents vis-à-vis du SO2 : sensibles, tolérants ou résistant. Grâce à la mise au point d’un outil prédictif (TYP \ Brett), les professionnels pourront connaître le groupe génétique pour mieux intervenir. Ces travaux ont également mis en évidence la nécessité d’adapter la dose de SO2 actif en fonction du niveau de population de B. bruxellensis, mais également l’importance d’avoir des méthodes de détection estimant les niveaux de contamination réels de population viable en s’affranchissant des faux positifs (levures mortes ou viables non-cultivables). Un outil d’aide à la décision, le modèle Brett permettra de prédire le risque de développement de B. bruxellensis et la production de phénols en fonction des paramètres œnologiques du vin notamment la dose de SO2 actif. Il sera d’une grande utilité aux vignerons dans la lutte du risque Brettanomyces

New molecular evidence of wine yeast-bacteria interaction unraveled by non-targeted exometabolomic profiling

International audienceIntroduction Bacterial malolactic fermentation (MLF) has a considerable impact on wine quality. The yeast strain used for primary fermentation can systematically stimulate (MLF+ phenotype) or inhibit (MLF-) bacteria and the MLF process as a function of numerous winemaking practices, but the underlying molecular evidence still remains a mystery.Objectives The goal of the study was to elucidate such evidence by the direct comparison of extracellular metabolic profiles of MLF? and MLF-phenotypes.Methods We have applied a non-targeted metabolomic approach combining ultrahigh-resolution FT-ICR-MS analysis, powerful statistical tools and a comprehensive wine metabolite database.Results We discovered around 2500 unknown masses and 800 putative biomarkers involved in phenotypic distinction. For the putative biomarkers, we also developed a biomarker identification workflow and elucidated the exact structure (by UPLC-Q-ToF-MS2) and/or exact physiological impact (by in vitro tests) of several novel biomarkers, such as D-gluconic acid, citric acid, trehalose and tripeptide Pro-Phe-Val. In addition to valid biomarkers, molecular evidence was reflected by unprecedented chemical diversity (around 3000 discriminant masses) that characterized both the yeast phenotypes. While distinct chemical families such as phenolic compounds, carbohydrates, amino acids and peptides characterize the extracellular metabolic profiles of the MLF? phenotype, the MLF-phenotype is associated with sulphur-containing peptides.Conclusion The non-targeted approach used in this study played an important role in finding new and unexpected molecular evidence