DS03 - Stimuler le renouveau industriel

Comprendre et prévenir la photocatalyse responsable du gout de lumière dans les vins blancs et les Champagnes – DeLight

Comprendre et résoudre l'apparition du gout de lumière dans les vins blancs et les Champagnes

Le gout de lumière sort de l'ombre! Grâce au projet De-Light nous avons élucidé les mécanismes photochimiques responsables de la formation du gout de lumière et proposé une solutions techniques pouvant prévenir sa formation tout en respectant les contraintes liées aux procédés viticoles en vigueur.

Les objectifs du projet De-Light sont d'élucider les mécanismes photochimiques responsables de la formation du gout de lumière et de proposer des solutions techniques

L'exposition à la lumière visible de certains vins blancs, rosés et Champagnes induit la formation d'un défaut organoleptique connu sous le nom de gout de lumière. Ce dernier est caractérisé par des odeurs de choux cuits, de serpillère, ou d'œufs pourris, ainsi qu'une amertume en bouche. Ce défaut peut être détecté par un panel d'experts après seulement 15 min d'exposition d'un verre de Champagne au soleil et l'utilisation de bouteilles en verre vert foncé n'est pas suffisant pour protéger durablement le contenu. Ce défaut nuit à la qualité du produit et limite les choix d'emballage à des containeurs opaques qui empêchent la vision du produit par le consommateur. A ce jour, aucune solution est disponible mise à part la protection à la lumière à travers l'utilisation de suremballages (sleeves, cartons) dont l'utilisation par les commerçants et les consommateurs n'est pas garantie. Pour limiter l'apparition du gout de lumière, nombreux producteurs limitent l'exposition du produit à la lumière lors de la vinification et ont installé des lumières rouges dans les caves.

La formation du gout de lumière est un processus complexe menant à la formation d'espèces soufrés volatiles dont le seuil de perception olfactif est très faible. Des études antérieures ont permis d'avancer l'hypothèse que l'absorption de la lumière visible par la riboflavine conduit à une réaction de photo-oxydation des acides aminés soufrés (méthionine, cystéine) présents naturellement dans les vins. Dans le cadre du projet De-Light, nous avons conduit des études photochimiques approfondies afin d'élucider pleinement le mécanisme photoinduit responsable de la formation des espèces soufrés volatiles. Ces études ont mis en évidence des lacunes importantes dans les études antérieures qui ont conduit à la formulation d'étapes mécanistiques en contradiction avec les observations expérimentales. En parallèle, des études par un panel d'experts sensoriels a permis de faire le lien entre la perception du gout de lumière et la concentration des espèces soufrés volatiles afin de mettre au point une technique pouvant limiter l'apparition du gout de lumière en piégeant un des composés précurseurs : la méthionine.

Nous avons pu montrer que seules la méthionine et la riboflavine participent aux cycle photocatalytique responsable de la formation du gout de lumière, et que les mécanismes proposés dans la littérature sont incorrects. L'importance de la teneur en oxygène, du pH de la solution, et de l'action de protection limitée des sulfites ont pu être quantifiés, ainsi que la formation d'espèces soufrés volatiles même dans le noir après exposition à la lumière. Grâce à ces résultats, nous avons mis au point une résine poreuse capable de piéger sélectivement la méthionine et ainsi abaisser sa concentration sous le seuil critique identifié par le panel d'experts sensoriels. Cette résine est inerte, facile à synthétiser, recyclable, et vraisemblablement apte au contact alimentaire. Elle est très efficace : seulement 150 mg suffisent pour protéger définitivement une bouteille de Champagne. Elle peut aussi servir à protéger des produits laitiers contre l'apparition du même défaut organoleptique. Une demande de brevet a été déposé et des discussions sont en cours avec des partenaires industriels pour son industrialisation. D'autres filières viticoles nous ont contacté en vue d'élargir les champs de protection à d'autres défauts organoleptiques tel le gout de bouchon ou le gout de fumée.

Le projet a permis la découverte d'une solution technique permettant de prévenir la formation du gout de lumière à travers l'utilisation d'une résine pour piéger la méthionine pendant le processus de vinification. Cette découverte sera valorisée par un partenaire industriel dans le cadre d'un projet de maturation.

Le projet a bénéficié d'une forte coopération entre les partenaires, ce qui a permis au consortium de générer d'excellents résultats de nature fondamentale et appliqué. Un premier article expliquant le mécanisme photoinduit responsable du gout de lumière est paru dans la revue Food Chemistry (IF = 7.5), qui est la revue expérimentale la plus citée dans le domaine agroalimentaire. Ces résultats ont également fait l'objet de deux conférences invitées (dont un plénière à l'international) et communications orales. En parallèle, la mise au point d'une résine capable de piéger sélectivement la méthionine dans les solutions hydroalcooliques est un vrai exploit et a fait l'objet d'un dépôt de brevet. Un groupe industriel s'est manifesté pour accompagner son développement à travers un projet de maturation afin d'aboutir à un produit commercial. Le dépôt du brevet (en décembre 2021) permet de communiquer plus largement ces résultats à travers des publications dans des revues scientifiques à comité de lecture de fort impact. Ce projet a également permis la formation d'un étudiant en thèse et d'un chercheur postdoctoral.

L'exposition des vins blancs et Champagnes à la lumière provoque des odeurs de chou cuit et de serpillère ("goût de lumière"). Cette déviation organoleptique est due à un processus de photooxidation par la riboflavine des acides aminés soufrés présents naturellement dans les vins. Ce phénomène reste mal compris en dépit d'un grand intérêt industriel en raison de la complexité de la matrice et des nombreux processus possibles. Le projet DeLight combine des études sensorielles avec des études fondamentales des processus photoinduits sur des solutions modèles et authentiques afin d'aboutir à une description complète du cycle photocatalytique. Pour cela, nous allons combiner des études avancés de distribution de photoproduits (rendements quantiques), spectroscopie d'absorption résolue dans le temps, et spectroelectrochimie afin d'identifier et de quantifier l'ensemble des processus photochimiques opérant dans le processus photocatalytique. L'objectif principal est un démonstrateur de photoprotection pouvant combiner l'utilisation de photoprotecteurs naturels avec des techniques de vinification, fermentation, et packaging. Le projet repose sur une collaboration avérée entre le Centre de Recherche Pernod Ricard, G. H. Mumm et le groupe de photochimie de l'ISM (Univ. Bordeaux). L'équipe ISM possède une grande expérience dans les domaines de la photocatalyse, la photochimie, et la reconnaissance moléculaire. Elle jouit d'une forte reconnaissance internationale dans ces domaines. Le Pernod Centre de Recherche est le premier centre de recherche du groupe Pernod-Ricard, un des plus grands groupes industriels dans le domaine des spiritueux et Champagnes. Il centralise les projets de recherche trans-sectoriels du groupe et a collaboré avec G.H. Mumm et l'ISM dans l'élucidation du mécanisme de photovieillissement des Champagnes dans le cadre de deux projets de stage Masters, et avec l'ISM sur un sujet de trois ans portant sur le comportement photochimique de l'anéthol. Les résultats obtenus au cours du projet DeLight permettront de mettre au point des stratégies de protection des vins blancs et Champagnes pour lequel il n'y a à ce jour aucune solution à l'exception d'utiliser un containeur opaque. Ensemble, les partenaires proposeront un démonstrateur combinant une ou plusieurs voies de protections étudiées au cours du projet permettant une protection efficace en l'absence d'un containeur opaque.

Coordinateur du projet

Madame Brigitte BIBAL (Institut des Sciences Moléculaires)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

PR SA PERNOD RICARD
ISM Institut des Sciences Moléculaires

Aide de l'ANR 372 846 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2018 - 36 Mois

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