Approches sensorielle et analytique de l'arôme fruité des vins rouges : infuence relative des levures et des bactéries lactiques

Alcoholic (AF) and malolactic (MLF) fermentations are important steps in red winemaking for the revelation of wine fruity aroma. To investigate the relative importance of fermentative microorganisms, we studied the influence of six yeasts/lactic acid bacteria (LAB) combination - three yeast strains, two LAB - on Bordeaux red wines fruity notes modulation. A first analytical approach showed the predominant influence of yeast strain on the concentration of more than 70 potential fruity note markers. Special study of esters showed a yeast strain effect since the end of FA that persists over time, despite MLF and changes caused by wine aging. Sensory studies also highlighted the major influence of yeasts on red wines fruity aroma modulations at different aging steps. Nevertheless, results suggested the role of other aromatic compounds in fruity note modulation, not quantified in the first part of this study. The study of fractions made by HPLC with wine organic extracts enables the identification of an interested fraction involved in aromatic variations related to the yeast strain. Analysis of this fraction by gas chromatography has not allowed identifying compounds involved in these organoleptic variations. However, we highlighted a thiophenone that could act as a mask of fruity aroma and a hydroxylated ester that could be an interesting marker of bacterial activity. Its role as enhancer of fruity esters aroma is also considered.Les fermentations alcoolique (FA) et malolactique (FML) sont deux étapes importantes de la vinification en rouge dans l’établissement de l’arôme fruité des vins. Afin d’étudier l’importance relative des microorganismes fermentaires, nous étudions l’influence de six couples levures/bactéries lactiques (BL) - trois souches de levures, deux de BL - sur la modulation des notes fruitées de différents vins rouges de Bordeaux. Une première approche analytique montre l’influence prédominante de la souche de levures sur la concentration de plus de 70 marqueurs potentiels de la note fruitée. L’étude particulière des esters montre que l’effet levures observé dès la fin de la FA persiste au cours du temps malgré la FML et les modifications engendrées par le vieillissement du vin. L’étude sensorielle conforte l’influence majeure des levures sur la modulation de l’arôme fruité des vins rouges à différents temps d’élevage. Néanmoins, les résultats obtenus suggèrent l’implication d’autres composés aromatiques dans la modulation de la note fruitée des vins, non quantifiés dans la première partie de cette étude. Un travail de fractionnement d’extraits de vin par HPLC permet par la suite l’identification d’une fraction d’intérêt impliquée dans des variations aromatiques liées à la souche de levures. L’analyse de cette fraction par chromatographie en phase gazeuse n’a pas permis d’identifier le ou les composés impliqués. Nous avons néanmoins mis en évidence une thiophénone qui pourrait agir en tant que masque de l’arôme fruité, ainsi qu’un ester hydroxylé qui pourrait s’avérer être un marqueur intéressant de l’activité bactérienne et dont l’effet exhausteur de notes fruitées est également envisagé comme perspectives

Two different Oenococcus oeni lineages are associated to either red or white wines in Burgundy: genomics and metabolomics insights

Oenococcus oeni is the bacterium most often associated with spontaneous malolactic fermentation (MLF) of wine. During MLF, malic acid is transformed into lactic acid and several metabolites are modified, modulating wine’s total acidity and improving its sensory properties. Previous works have suggested that certain genetic groups of O. oeni strains are associated to different kinds of products. In the present study we have spotted two groups of strains isolated mainly from Burgundy wines, one associated to red wines and the other to white wines. Sequencing 14 genomes of red and white wine strains revealed that they share a common ancestor that probably colonised two different substrates –red and white wine-associated environments–, diverging over time and disseminating to various regions. Their capacity to perform MLF and modify the volatile profile of wine was determined by fermenting a chardonnay wine and analysing its volatile fraction with a non-targeted metabolomics approach by GC-MS. The strains had a different impact on the volatile composition depending on their group of origin. These results show for the first time a correspondence between the product of origin of the strains and the volatile profile of the wines they produce. Furthermore, the genetic features that might be implied in these different phenotypes are examined

Analytical and sensorial approaches of red wines fruity aroma Influence of yeasts and lactic acid bacteria

Les fermentations alcoolique (FA) et malolactique (FML) sont deux étapes importantes de la vinification en rouge dans l’établissement de l’arôme fruité des vins. Afin d’étudier l’importance relative des microorganismes fermentaires, nous étudions l’influence de six couples levures/bactéries lactiques (BL) - trois souches de levures, deux de BL - sur la modulation des notes fruitées de différents vins rouges de Bordeaux. Une première approche analytique montre l’influence prédominante de la souche de levures sur la concentration de plus de 70 marqueurs potentiels de la note fruitée. L’étude particulière des esters montre que l’effet levures observé dès la fin de la FA persiste au cours du temps malgré la FML et les modifications engendrées par le vieillissement du vin. L’étude sensorielle conforte l’influence majeure des levures sur la modulation de l’arôme fruité des vins rouges à différents temps d’élevage. Néanmoins, les résultats obtenus suggèrent l’implication d’autres composés aromatiques dans la modulation de la note fruitée des vins, non quantifiés dans la première partie de cette étude. Un travail de fractionnement d’extraits de vin par HPLC permet par la suite l’identification d’une fraction d’intérêt impliquée dans des variations aromatiques liées à la souche de levures. L’analyse de cette fraction par chromatographie en phase gazeuse n’a pas permis d’identifier le ou les composés impliqués. Nous avons néanmoins mis en évidence une thiophénone qui pourrait agir en tant que masque de l’arôme fruité, ainsi qu’un ester hydroxylé qui pourrait s’avérer être un marqueur intéressant de l’activité bactérienne et dont l’effet exhausteur de notes fruitées est également envisagé comme perspectives.Alcoholic (AF) and malolactic (MLF) fermentations are important steps in red winemaking for the revelation of wine fruity aroma. To investigate the relative importance of fermentative microorganisms, we studied the influence of six yeasts/lactic acid bacteria (LAB) combination - three yeast strains, two LAB - on Bordeaux red wines fruity notes modulation. A first analytical approach showed the predominant influence of yeast strain on the concentration of more than 70 potential fruity note markers. Special study of esters showed a yeast strain effect since the end of FA that persists over time, despite MLF and changes caused by wine aging. Sensory studies also highlighted the major influence of yeasts on red wines fruity aroma modulations at different aging steps. Nevertheless, results suggested the role of other aromatic compounds in fruity note modulation, not quantified in the first part of this study. The study of fractions made by HPLC with wine organic extracts enables the identification of an interested fraction involved in aromatic variations related to the yeast strain. Analysis of this fraction by gas chromatography has not allowed identifying compounds involved in these organoleptic variations. However, we highlighted a thiophenone that could act as a mask of fruity aroma and a hydroxylated ester that could be an interesting marker of bacterial activity. Its role as enhancer of fruity esters aroma is also considered

Isolation of Taste-Active Triterpenoids from Quercus robur: Sensory Assessment and Identification in Wines and Spirit

Six new triterpenoids (1–6), two known genins (7 and 8), and five known functionalized triterpenoids (9–13) were isolated from a Quercus robur heartwood extract. The purification protocol was guided by LC-HRMS by searching for structural analogues of bartogenic acid on the basis of their putative empirical formula. The structures of the new compounds were unequivocally elucidated using HRESIMS and 1D/2D NMR experiments. Sensory analyses were performed in water and in a non-oaked white wine on the pure compounds 1–13 at 5 mg/L. All molecules were perceived as bitter in water and wine, but they were mostly reported as modifying the wine taste balance. Using LC-HRMS, compounds 1–13 were observed in oaked red wine and cognac and were semiquantified in oak wood extracts. The influence of two cooperage parameters, oak species and toasting process, on compounds 1–13 content was studied. All compounds were found in quantities significantly higher in pedunculate than in sessile oak wood. Toasting is a key step in barrel manufacture and modulates the concentration of the discussed compounds. Significantly higher quantities were observed in untoasted wood compared to medium or highly toasted wood. These findings provide new insights into the molecular origin of taste changes due to oak aging

Approches sensorielle et analytique de l’arôme fruité des vins rouges. Influence majeure de la souche de levures.

Article dans une revue professionnelleLa typicité se définit comme la propriété d’appartenance à un type distingué et identifié par un groupe humain de référence (Casabianca et al., 2005). Ainsi, il est depuis longtemps observé de façon empirique l’existence d’une expression fruitée des vins rouges, et, de façon plus spécifique aux vins de Bordeaux, de notes évoquant les fruits rouges et noirs comme la framboise, la cerise ou encore le cassis. Récemment, l’existence d’un espace sensoriel propre à ces vins a été démontrée (Pineau, 2007). Ces notes fruitées, non détectées dans le moût, sont révélées au cours des différentes étapes de vinification et d’élaboration des vins. Les fermentations alcoolique et malolactique constituent des étapes clés dans la libération ou la genèse des arômes du vin. Plusieurs travaux ont tenté de déterminer l’influence des souches de levures ou de bactéries lactiques (BL) sur la modulation organoleptique du vin sans qu’aucun consensus ne puisse encore être établi (Álvarez-Pérez et al., 2012 ; McDaniel et al., 1987; Henick-Kling et al., 1994 ; Antalick et al., 2012). L’interprétation moléculaire de cette spécificité des vins rouges de Bordeaux est rendue difficile par le manque de connaissances sur les composés aromatiques responsables de ces nuances. Depuis plusieurs décennies, de nombreux travaux se sont attachés à la caractérisation moléculaire des composés volatils du vin. Les premières études réalisées sur des vins blancs ont permis de faire l’association entre certains arômes caractéristiques et une ou plusieurs molécules d’intérêt (Marais, 1983 ; Tominaga et al., 1998). De nombreux auteurs ont abordé l’étude de l’arôme fruité des vins rouges en tentant d’identifier les composés aromatiques clés responsables de ces odeurs (Moio et Etievant, 1995 ; Kotseridis et Baumes, 2000 ; Campo et al., 2007 ; Siebert et al., 2008). S’il n’a pas encore été possible d’identifier des molécules spécifiques, expliquant à elles seules la typicité de l’arôme fruité, l’existence de tels composés ne peut pour autant être définitivement exclue. Néanmoins, plusieurs travaux récents ont démontré l’importance des interactions perceptives entre plusieurs familles d’odorants tels que des composés d’origine variétale comme les norisoprénoïdes à 13 atomes de carbone (Pineau et al., 2007), les lactones (Loscos et al., 2007) ou les thiols (Tominaga et al., 1998), ou des composés fermentaires comme les esters (Lytra et al., 2012). Par ailleurs, plusieurs études ont visé à déterminer l’impact de micro-organismes fermentaires sur la modulation des teneurs en divers marqueurs potentiels de l’arôme fruité. Là encore, aucun consensus n’a pu réellement être mis en évidence. La variation de la note fruitée des vins rouges semble impliquer des phénomènes plus complexes qu’un simple effet souche et pourrait résulter d’effets liés aux propriétés de la matrice, combinés à l’influence de la souche de levures et/ou de la souche de BL. Au vu de ces dernières acquisitions, nous avons choisi, dans le cadre de ce travail, d’étudier l’impact organoleptique relatif des levures et des BL sur les nuances de l’arôme fruité de plusieurs vins rouges bordelais. Une approche par l’analyse chimique et sensorielle de vins produits dans des conditions de fermentation classique ou de microvinification a été effectuée pour trois sites en Bordelais sur deux millésimes. Il a été choisi de travailler sur le Cabernet- Sauvignon. Plusieurs couples levures/BL ont été sélectionnés et implantés dans des cuves de quelques hectolitres à plusieurs dizaines d’hectolitres

Ethyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate enantiomers: quantitation and sensory evaluation in wine

Aim: To investigate chemical and sensory characteristics of ethyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate in wines.[br/] Methods and results: Ethyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate has been recently identified as a potential marker of lactic acid bacteria esterase activity. Enantiomers of this fruity ester were quantitated in 99 wines from various vintages and French regions using chiral gas chromatography (γ-cyclodextrin phase). Analyses revealed the predominant presence of the R enantiomer in red and white wines, with a maximum R/S enantiomeric ratio of 94/6 in a 1993 red wine. Results also highlighted greater levels of the ester in red than white wines, depending on grape origin. The detection thresholds of the R- and S-form were estimated at 4 µg/L and 1.5 µg/L in water and 51 mg/L and 21 mg/L in red wine, respectively. Moreover, ranking tests made with levels found in wines did not show significant sensory differences.[br/] Conclusion: The concentrations found in wines were considerably below the detection threshold, indicating no direct effect of these compounds on fruity aroma modulation. The absence of significant difference in sensory tests demonstrates that ethyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate does not contribute significantly to the fruity aroma of red wine.[br/] Significance and impact of the study: To our knowledge, no previous research had determined the enantiomeric distribution and the sensory characteristics of this compound in wine

J. Nat. Prod.

Quercoresinosides A and B (1 and 2), two new lignans, were isolated from a toasted Quercus petraea heartwood extract along with a known compound, 3-methoxy-4-hydroxyphenol 1-O-β-d-(6′-O-galloyl)glucopyranoside (3). The purification protocol was based on a taste-guided approach that sought to reveal new bitter compounds released from oak wood into wines and spirits. HRMS and NMR data were used to establish that compounds 1 and 2 are lignan derivatives bearing a glucosyl unit and a galloyl unit at the same positions. Hydrolysis of these compounds showed that they could be distinguished by the absolute configuration of their respective lyoniresinol genin as determined by chiral LC-HRMS in comparison with (+)- and (−)-lyoniresinol standards. Sensory analyses were performed in a non-oaked wine on the pure compounds 1–3. The three molecules exhibited a bitter taste at 2 mg/L that was particularly intense for compounds 2 and 3. Finally, LC-HRMS demonstrated the occurrence of compounds 1–3 in oaked wine and brandy, which supports the hypothesis of their contributions to the increase in bitterness during oak aging

Contribution of Grapes and Oak Wood Barrels to Pyrrole Contents in Chardonnay Wines: The Influence of Several Cooperage Parameters

The influence of some enological parameters on pyrrole concentrations in Chardonnay wines was studied. First, a quantitative method to assay five pyrroles was optimized and applied to determine their content in wines produced in different containers. All pyrroles were observed in wines aged in a stainless-steel tank, which indicated that they have a varietal or fermentative origin. However, their concentrations were significantly higher in wines made in new barrels than in older barrels or in a stainless-steel tank, so oak wood may largely contribute during the winemaking process. A quantitative method to assay pyrroles in oak wood extract was also developed to study the influence of several cooperage parameters such as different types of traditional toasting, as well as the temperature and the time of toasting. Significant differences were observed on pyrrole concentrations in oak wood extracts according to these different cooperage parameters. These findings bring new perspectives to the monitoring of winemaking and the aging of Chardonnay wines

Recherches sur la typicité des vins de Chardonnay de Bourgogne. Identification et quantification de nouveaux marqueurs de l’arôme de noisette

Article dans une revue professionnelleLe Chardonnay est l’un des cépages blancs les plus cultivés au monde et à l’origine des vins blancs secs les mieux valorisés. Des travaux antérieurs ont montré qu’il existe un espace sensoriel propre aux vins qui en sont issus, c’est-à-dire que les experts reconnaissent distinctement leur signature parmi des vins provenant d’autres cépages. Toutefois, selon le terroir et le mode de vinification, il donne des vins aux expressions contrastées, allant de notes simples (fruité, beurré, boisé) jusqu’à des nuances de fruits secs, de bergamote et de fleurs blanches. Ces arômes plus complexes sont notamment rencontrés dans les grands vins de Bourgogne mais demeurent largement inexpliqués au niveau moléculaire. La mise en œuvre conjointe de méthodes d’analyse chimique des composés volatils et d’analyse sensorielle a permis d’établir un lien entre la présence de thiols polyfonctionnels connus et les notes d’agrumes et de pierre à fusil. En outre, cinq molécules appartenant à la famille des pyrroles et possédant un arôme de noisette ont été identifiées. Leurs teneurs dans les vins de Chardonnay sont significativement plus élevées que dans les vins blancs d’autres cépages. Cependant, elles demeurent nettement inférieures à leur seuil de détection. Ces pyrroles n’ont donc pas d’impact direct sur l’arôme des vins de Chardonnay. Toutefois, des dérivés thiol de deux molécules, le 1-méthylpyrrole-2-méthanethiol et le 1-éthylpyrrole-2-méthanethiol, à l’odeur de noisette grillée, ont été mis en évidence pour la première fois dans du vin. Les concentrations mesurées dans des vins de Chardonnay sont supérieures aux seuils de détection de ces deux composés, ce qui confirme leur influence sur l’arôme de noisette de ces vins

Food chem.

This research investigated the influence of lactic acid bacteria (LAB) strains on ester levels in Bordeaux red wines. These wines were made in five Bordeaux areas in two vintages, using three yeast strains. Malolactic fermentation (MLF) was carried out using industrial starters or indigenous strains, each in triplicate. Ester concentrations were determined by liquid-liquid-extraction- or HS-SPME-GC/MS at various stages in the winemaking process. The levels of most compounds were slightly impacted by LAB, depending on grape variety. Nevertheless, branched hydroxylated esters, such as ethyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate and ethyl 2-hydroxy-4-methylpentanoate were the only compounds to be strongly influenced by the bacteria strain, regardless of matrix composition or the yeasts used for alcoholic fermentation. Moreover, the effect observed after MLF persisted over time, for at least 12 months. These esters are apparently important markers of LAB esterase activity. To our knowledge, this was the first time they had been identified in this role