Recherches sur l’origine et les effets secondaires des propriétés stabilisantes du chitosane fongique dans le vin – CHITOWINE

En 2018, lors de la première année du projet ANR, un important travail de screening sera effectué afin de déterminer (1) le spectre antiseptique du chitosane parmi les espèces microbiennes du vin et (2) si des souches moins sensibles ou même résistantes existent au sein des espèces étudiées. Plusieurs souches modèles seront alors choisies pour une étude plus approfondie.
Avec ces souches, nous analyserons l'influence de différents paramètres de réaction sur l'efficacité du traitement (paramètres du vin, lots de chitosane, dose, temps de contact, niveau de population ...). Différents plan d’expérience complémentaires seront réalisés à cet effet. Ce travail sera réalisé en collaboration entre l’Unité Œnologie et Microflora (ADERA).
Parallèlement, différentes fractions homogènes de chitosane (en termes de MW et de DA) seront préparées et caractérisées par l’Institut Pascal, et leur activité antiseptique sera mesurée sur la sélection de souches modèles.

Le projet a débuté en janvier 2018. Les travaux de screening sont terminés et en cours d'analyse. Nous débutons les expérimentations visant à comprendre le mode d'action du chitosane sur quelques souches modèle.

A venir

..Brasselet C., G. Pierre, P. Dubessay, M. Dols-Lafargue, J. Coulon, J. Maupeu, A. Vallet-Courbin, H. De Baynast, T. Doco, P. Michaud, C. Delattre. 2019 Modification of chitosan: How generating new functional derivatives? Applied Sciences, 9(7), 1321; doi:10.3390/app9071321.

Dols-Lafargue M., M. Paulin, C. Miot Sertier, P. Ballestra, W. Albertin, A. Marchal, I. Masneuf-Pomarède, C. Delattre, G. Pierre, P. Dubessay, C. Gardarin, P. Michaud, T. Doco, J. Coulon, A. Massot, A. Vallet-Courbin, and J. Maupeu 2018. Research on the origin and the side effects of chitosan stabilizing properties in wine. Poster présenté au Congrès Applied Natural Products: from discoveries to innovations, 11-13 Juin, Ecole Polytechnique, Palaiseau, France

PAULIN, M, C. MIOT SERTIER, L. DUTILH, O. CLAISSE, P. BALLESTRA, W. ALBERTIN, A. MARCHAL, I. MASNEUF-POMAREDE, C. BRASSELET, C. DELATTRE, G. PIERRE, P. DUBESSAY, C. GARDARIN, P. MICHAUD, T. DOCO, J. COULON, A. MASSOT, A., DUTILH L., VALLET-COURBIN, J. MAUPEU, M. DOLS-LAFARGUE 2019. Research on the origin and the side effects of chitosan stabilizing properties in wine. Conference présentée au 11th international symposium of Oenologie, 25-29 juin 2019,
Bordeaux, France.
Brasselet C, G. Pierre, P. Dubessay, P. Michaud, C. Gardarin, M. Dols-Lafargue, T. Doco, J. Coulon, J. Maupeu, C. Delattre. 2019. Large production of oligo and low molecular weight fungal chitosan using a green chemistry process. Conference présentée à Eurocarb 2019, Leiden, the Netherlands, 30 juin-4 juillet 2019

Le chitosane fongique, polysaccharide de glucosamine et N-acetyl-glucosamine dérivé de la chitine-glucane extraite d’A. niger ou A. bisporus, est autorisé comme agent antiseptique dans le vin, depuis 2009 (OIV). Seul, le chitosane fongique est autorisé dans le vin, excluant ceux extraits de crustacées. A la dose maximale autorisée de 10g/hl (OIV), il permettrait d’éliminer efficacement Brettanomyces bruxellensis, levure productrice de phénol volatils et principal agent d’altération des vins rouges. Bien que le chitosane fongique soit hautement renouvelable, biocompatible (DJA équivalente à celle du saccharose) et non allergisant, les viticulteurs lui préfèrent le traitement au SO2 (sulfites), pourtant classé parmi les allergènes alimentaires prioritaires. En effet, le chitosane apparait comme un produit peu sûr car de nombreuses informations contradictoires circulent sur son efficacité et surtout, sur ses effets secondaires vis-à-vis des microorganismes bénéfiques ou sur le gout du vin. Ces contradictions pourrait être liées à l’hétérogénéité des lots de chitosane commercialisés, à la diversité des vins traités (composition chimique, itinéraire de vinification) mais aussi, à la très grande diversité génétique des microorganismes présents dans le vin, récemment mise en évidence.
Le projet CHITOWINE repose sur la collaboration de 3 partenaires académiques, une cellule de transfert de technologie et un partenaire industriel. Il a pour objectif de statuer clairement sur le potentiel et les limites de l'utilisation du chitosane fongique comme agent antimicrobien dans le vin. Ainsi, le travail proposé permettra mieux définir le spectre d’action antiseptique du chitosane fongique, grâce au screening d’une large collection microbienne, représentative de la diversité inter et intraspécifique de l’écosystème vin (16 espèces, 200 souches). Les caractéristiques chimiques essentielles à l’activité antiseptique du chitosane (degré d’acétylation, masse molaire, solubilité) et l’influence des paramètres extrinsèques de réaction (pH, température, dose) seront évaluées. De plus, les effets physiologiques du chitosane seront recherchés par une batterie de tests biochimiques, microscopiques et transcriptomiques, afin d'identifier, si possible, les cibles moléculaires du chitosane et de comprendre les différences de sensibilité observées entre les espèces et entre souches d’une même espèce. Des préconisations et mode d’emploi plus sûrs seront proposés et évalués au laboratoire et en chai. La nécessité de traitements supplémentaires (filtration, traitements enzymatiques) pour éliminer complètement B. bruxellensis et l'efficacité du chitosane fongique pour résoudre d'autres problèmes microbiologiques sera examinée. Les conséquences sur la stabilité colloïdale et les propriétés organoleptiques des vins seront étudiées. Des méthodes de contrôle de la qualité des lots de chitosane fongique, de détection des souches résistantes ou de détermination des résidus après traitement du vin seront développées et optimisées.
Les résultats seront largement diffusés, de manière efficace et moderne, à un large public (scientifiques, étudiants, professions viti-vinicoles, fournisseurs de produits œnologiques, instances décisionnelles comme l’OIV). Si l’emploi du chitosane fongique confirme qu’il est sûr et efficace pour traiter certaines contaminations œnologiques (B. bruxellensis ou autre), il pourrait, dans ces cas spécifiques, remplacer efficacement le SO2 comme agent antimicrobien Ceci permettrait d’en limiter les doses d’emploi, dans une démarche d’amélioration du caractère naturel et durable de la filière viticole (défi 5, axe 4). Les retombées économiques et sociétales seront importantes car cette filière est le deuxième secteur exportateur en France et le vin un symbole de l’art de vivre à la française.