Évaluation œnologique du bouchon de liège: réduction

Transcription

Transfert de Technologie et Amélioration
de la Compétitivité du Secteur du Liège
de l’Espace SUDOE
Évaluation
œnologique du
bouchon de liège:
réduction des
organochlorés
et apports de
composés positifs
dans le vin
Évaluation
œnologique du
bouchon de liège:
réduction des
organochlorés
et apports de
composés positifs
dans le vin
Auteurs:
ANTONIO PALACIOS GARCÍA
JOSÉ IGNACIO SAN ROMÁN
JORDI ROSELLÓ
MIQUEL PUXEU
JUAN-JOSÉ R. COQUE
SERGIO MOUTINHO
Coordination:
JORDI ROSELLÓ
Première édition: Juin 2015
© texte: les auteurs
© edition: VITEC - Parc Tecnològic del Vi
Réalisaton graphique: Gràficament
ISBN: 978-84-606-9043-6
DL T 906-2015
Index
Introduction................................................................................................................................. 5
Le problème de l’odeur de moisi du vin................................ 7
Antonio Palacios García et José Ignacio San Román
Étude de l’origine du 2,4,6-trichloroanisole
(TCA) dans le liège.................................................................................................. 19
Jordi Roselló, Miquel Puxeu et Juan-José R. Coque
Symbios: un processus de bouillage du
liège capable d’inhiber le développement
de substances provoquant des déviations
organolestiques.............................................................................................................. 33
Sergio Moutinho
Étude du profil sensoriel des bouchons
en liège naturel pour les vins tranquilles....................... 45
Jordi Roselló, Miquel Puxeu
et Juan-José R. Coque
Introduction
Cette publication a été élaborée dans le
cadre du projet SUBERVIN, dont l’objectif final
est l’amélioration de la compétitivité, de la valeur
ajoutée et du positionnement international du
secteur du liège.
La chaîne de production du liège a un client
fondamental, l’industrie vitivinicole, principale
destinataire de ses produits. La perte de parts
de marché du bouchon de liège face aux
bouchages alternatives implique la nécessité de
valoriser l’industrie du liège, qui transmet par son
produit des valeurs ajoutées allant du respect de
l’environnement à la responsabilité sociale. Le
projet prétend mettre à la portée des œnologues
des données objectives et utiles sur les bienfaits
de l’utilisation du bouchon de liège, recentrer les
connaissances existantes sur la relation liège-vin,
afin de mettre en valeur ses aspects positifs sans
perdre de vue ces points faibles.
Les composés organochlorés, présents
occasionnellement dans le liège, constituent
le principal enjeu d’amélioration pour les
entreprises du secteur du liège L’odeur de moisi
est une déviation aromatique provoquée par
des composés présents ou non dans le liège
et qui peuvent être transférés au vin après la
mise en bouteille. Ils provoquent des arômes
désagréables fréquemment décrits comme des
5
INTRODUCTION
odeurs de champignons, d’humidité, et de terre humide.
L’intérêt d’étudier l’odeur de moisi et ces causes est justifié
par les incidences économiques que cela entraîne pour le
secteur vitivinicole et pour le secteur du liège lui-même.
Les trois premiers chapitres de cette publication abordent
le problème complexe de la présence d’organochlorés dans
le liège de trois points de vue différents. Dans le premier,
nous présentons le problème en insistant particulièrement sur
l’impact sensoriel du TCA sur le vin. Dans le second chapitre,
nous étudions l’origine du TCA dans le liège à partir de
l’analyse d’autres composés organochlorés qui apparaissent
simultanément. Dans le troisième chapitre, nous présentons
la méthode Symbios, une méthode préventive qui inhibe la
formation d’organochlorés dans le liège.
Dans le dernier chapitre, nous déterminons le profil
aromatique des bouchons en liège naturel à partir de la
détection des composés positifs présents dans le liège et qui
peuvent contribuer à la qualité sensorielle des vins.
L’analyse des composés volatils du liège fournit une longue
liste de composés pouvant avoir un effet positif sur le vin.
Nombre de ces composés sont des substances aromatiques
d’origine naturelle et qui, dans de nombreux cas, proviennent
de la dégradation des polymères composant le liège.
L’origine géographique peut conditionner leur concentration
dans le bouchon fini, mais les techniques utilisées pour la
transformation et le bouillage du liège provoquent entre
autre, une augmentation significative de la concentration en
vanilline. Le liège contient également une grande quantité
de composés phénoliques de faible masse moléculaire,
principalement des aldéhydes phénoliques, des acides et des
ellagitanins, présents aussi dans le bois de chêne-liège qui
jouent un rôle important lors du vieillissement du vin.
Cette publication apporte des données objectives sur
la qualité du liège, dans le but de montrer à l’œnologue, au
travers du liège, un outil à sa disposition dans le processus
d’élaboration et d’amélioration organoleptique de ses vins.
6
LE PROBLÈME
DE L’ODEUR
DE MOISI
DU VIN
et
Antonio Palacios García José Ignacio San Román
LE PROBLÈME DE L’ODEUR DE MOISI
DU VIN
Antonio Palacios García1 et José Ignacio San Román2
1
Laboratorios Excell Ibérica, C/ Planillo Nº 12, Pabellón B; 26006 Logroño, Espagne,
www.labexcell.com.
E-mail: [email protected]
2
Département de Physiologie et de Pharmacologie, Universidad de Salamanca.
Bâtiment du Département, Campus Miguel de Unamuno. 37007 Salamanca, Espagne.
Introduction
Parmi les chloroanisoles identifiés comme source du défaut défini
comme une «odeur de moisi», le 2, 4, 6-trichloroanisole (TCA) est l’un
des contaminants majeurs. Dans le domaine du vin et des spiritueux,
la présence de TCA a été associée la plupart du temps à des problèmes de contamination des bouchons de liège, connue sous le nom de
«goût de bouchon» ou plutôt dénommée «odeur de moisi», comme
l’indique le titre du chapitre. L’origine du TCA dans le liège a fait l’objet
d’un grand nombre de recherches et il existe de nombreuses publications sur les différentes origines possibles du 2, 4, 6-trichlorophénol
(TCP), le précurseur direct du TCA, dans les planches et les bouchons
en liège. Les conditions de transformation du TCP en TCA sur la microflore du liège sont bien connues. Les conditions de formation de ces
contaminants organohalogénés ont été aussi plus ou moins élucidées
dans l’environnement forestier ou au cours du cycle de fabrication des
bouchons. En plus, les conditions de migration du TCA dans le vin sont
parfaitement connues et l’on a développé des techniques analytiques
du TCA tels que des instruments routiniers de contrôle qualité lors de
l’achat et de l’utilisation des bouchons dans la cave.
D’autre part, les cas de contamination des vins et des spiritueux
par TCA sans contact avec le liège contaminé sont moins fréquents,
mais relativement faciles à trouver. Dans cet article, nous pourrions
mettre en évidence des centaines de cas dans l’industrie vitivinicole
mondiale avec l’existence de défauts olfactifs dans les différents vins
présentant un aspect «moisi», transmis par le bois de chêne des fûts
8
Antonio Palacios García y José Ignacio San Román
pendant le vieillissement du vin, ou par des matériaux intrinsèques ou
extrinsèques de la cave agissant comme des vecteurs indirects via
l’atmosphère ou directs quand ils agissent par contact. Nous pourrions
aussi rapporter des cas où le véhicule du contaminant est l’eau utilisée
pour le nettoyage de la cave, qu’elle provienne de puits ou de sources
naturelles ou dans certains cas, de l’eau du réseau municipal contaminé par des halophénols et des haloanisoles.
Les problèmes environnementaux se concentrent principalement
dans les salles de vieillissement et de maturation du vin. Cela est dû
au fait que celles-ci présentent généralement une ventilation moins
importante et des structures-supports des fûts et des bouteilles en vin.
Cette situation est particulièrement préoccupante, car dans ces salles,
on conserve les vins qui requièrent un plus grand investissement, qui
s’adressent à des marchés plus exigeants et grâce auxquels on espère obtenir de plus gros revenus d’un point de vue financier. Il existe
une situation sérieuse de risque pour ces vins, car la contamination
environnementale s’absorbe et se concentre dans les matériaux poreux et plastiques d’usage courant dans les caves, tels que les bois de
construction, les murs, sols, bois de chêne (fûts, douelles, copeaux),
bentonite, terres de filtration, bouchons en liège et en silicone, cartons,
briques, tuyaux, etc., qui en étant en contact direct ou indirect avec
le vin l’altèrent. Parfois, il ne s’agit pas seulement de TCA, mais de
2,4,6-tribromoanisole (TBA), plus caractéristique de la contamination
environnementale.
Est-ce un problème exclusif du vin et des caves ?
Tout au long de l’histoire culinaire, les consommateurs ont vu
s’altérer les propriétés positives de certains aliments en raison de la
présence de substances entraînant un mauvais goût et qui peuvent
réduire drastiquement la palatabilité des aliments et des boissons. Vu
que certaines de ces substances chimiques contaminantes apparaissent dans des concentrations très faibles, l’identification des substances responsables est très limitée d’un point de vue scientifique. L’un
des composés les plus puissants responsables du mauvais goût/odeur
identifiée jusqu’à cette date est le TCA, connu en particulier comme
élément provoquant ce défaut dit de «l’odeur de moisi» dans les vins.
Mais le vin n’est incontestablement pas le seul dans ce cas. Curieusement, le TCA se retrouve aussi dans les pommes, les raisins
secs, le poulet, les crevettes, les cacahuètes, les noix, le saké, le thé
vert, la bière et le whisky, entre autres, ainsi que dans différents produits emballés: c’est pourquoi l’industrie alimentaire devra faire par9
LE PROBLÈME DE L’ODEUR DE MOISI DU VIN
Figure 1: cagette de bois classique
pour les fruits avec des pommes
avec une contamination potentielle
par anisoles.
ticulièrement attention pour éviter cette contamination. Cela ne s’est
pas produit jusqu’à présent et l’on ne prend pas non plus en compte
la détérioration organoleptique que subissent les aliments contaminés
et qui sont par conséquent privés de leurs qualités sensorielles caractéristiques.
De nombreux lieux publics tels que les hôtels, les restaurants, les
hôpitaux, les hangars à vêtements et d’autres établissements ayant des
activités commerciales diverses devraient aussi se demander si l’un
des éléments pouvant déterminer l’échec de l’activité n’est pas cette
odeur «d’humidité», de «sciure mouillée» qui envahit de façon permanente le local, et auquel on finit par s’habituer et qui «disparaît» même
quand on subit des expositions continues; mais qui rompt le «charme
sensoriel» de celui qui pénètre subitement dans l’établissement et qui
remarque quelque chose d’étrange sans y faire très attention.
Physiologie de l’impact sensoriel du TCA
chez l’homme
Récemment, des chercheurs japonais ont publié dans une revue
scientifique spécialisée (PNAS) un travail très novateur par rapport à
l’effet olfactif du TCA sur le plan physiologique, au sujet duquel nous
formulerons certaines divergences d’opinions un peu plus loin. Il s’agit
d’Hiroko Takeuchi, biophysicien de l’université d’Osaka, et qui est à
la tête du groupe de chercheurs ayant étudié la sensibilité des cellules réceptrices olfactives individuelles au TCA. L’étude a été réalisée
sur des cellules olfactives isolées de salamandres en raison de leur
énorme taille, trois fois plus grande que celles des êtres humains, ce
qui a rendu possible la mesure des courants électriques générés dans
les membranes cellulaires, après avoir stimulé les récepteurs moléculaires correspondants, technique connue sous le nom d’élestroscopie
avec fixation de membranes ou patch-clamp en anglais. Ces courants
10
électriques sont générés par le flux d’ions de calcium qui traversent
la membrane cellulaire des canaux non spécifiques qui laissent passer aussi bien le Na+, que le Ca2+ et le K+. Dans des conditions physiologiques, quand ces canaux s’ouvrent, le Na+ et le Ca2+ pénètrent
dans la cellule, en même temps que ressort une petite quantité de K+.
Comme l’entrée de charges positives prédomine, la cellule se dépolarise et, si cette dépolarisation est suffisante, des potentiels d’action se
produisent. Secondairement, l’entrée de Ca2+ provoque l’activation des
canaux de Cl−, de sorte que le Cl− sort de la cellule, ce qui contribue à
la dépolarisation.
Les arômes et les goûts indésirables causés par la présence de
TCA sont connus depuis longtemps en œnologie, car ils annihilent les
qualités positives des vins. Cependant, la nouveauté apportée par ce
groupe de travail réside dans le fait qu’ils ont démontré que la molécule de TCA est capable d’atténuer les signaux olfactifs suite à la
suppression des stimuli reçus sur les canaux régulés par les nucléotides cycliques (CNG), sans susciter alors aucune réponse olfactive au
niveau du cerveau. Ce qui veut dire tout simplement que l’on subit une
annihilation momentanée et réversible du sens de l’odorat.
Selon ces données, le principal problème du TCA alors ne serait
pas son odeur, mais le fait qu’il soit capable d’inhiber la réponse olfactive de beaucoup d’autres substances. Non seulement il sent luimême mauvais, mais il annule en plus les arômes positifs du vin. Nous
sommes d’accord sur le fait que le TCA peut non seulement être détecté dans l’eau, même dans l’environnement, mais aussi que l’on peut
l’identifier très facilement en raison de son odeur caractéristique de
moisi et d’humidité. Si l’on peut le détecter et l’identifier dans l’eau et si
celle-ci est incolore, insipide et inodore, cela veut dire qu’il est capable
de stimuler certains récepteurs olfactifs. Cela est en désaccord avec
le travail présenté ici, car le groupe japonais ne trouve pas de réponse
au TCA dans ses cellules: pour peu que le sens de l’odorat fonctionne
chez les salamandres de manière semblable à son fonctionnement
chez l’homme, cela n’est pas surprenant, car seulement une partie des
neurones olfactifs exprimeront le récepteur spécifique qui reconnaît
le TCA et, peut-être, l’expérience repose-t-elle sur un neurone sans
réponse.
En général, on pense que les composés avec une mauvaise odeur/
un mauvais goût provoquent des odeurs exogènes désagréables en
excitant des récepteurs olfactifs spécifiques, se traduisant dans des
signaux qui s’interprètent comme de mauvaises odeurs au niveau
cérébral. Cependant, ces chercheurs ont découvert que la molécule
de TCA ne génère pas de réponses excitatrices sur les cellules réceptrices olfactives individuelles (ORC), mais elle exerce en revanche
11
Figure 2. Schéma du représente la membrane cellulaire des récepteurs sensoriels
avec différents types de canaux cationiques.
un puissant phénomène de suppression dans les canaux régulés par
les nucléotides cycliques (CNG) de ces cellules réceptrices. Vu que
les canaux CNG jouent un rôle clef dans la transduction olfactive,
la suppression de ceux-ci suggère une réduction dans le signal des
odeurs endogènes au lieu d’un effet d’addiction ou d’amplification du
signal des odeurs exogènes. Ce qui signifie une «cécité» transitoire
au niveau de la perception des arômes qui peuvent nous arriver de
l’extérieur. Figure 2.
De façon surprenante, le TCA a exercé un effet suppresseur beaucoup plus puissant sur les canaux des récepteurs CNG (100-1000 fois
plus) que d’autres agents qui fonctionnent comme des masquants olfactifs très connus et amplement utilisés en parfumerie, comme le cisdiltiazem, qui agit comme un bloquant et le géraniol (arôme de géranium), un puissant agent masquant que est utilisé d’habitude dans les
parfums. Cela peut expliquer l’arôme puissant et enivrant que dégagent
certains vins de la variété des vins de Muscat, riches en géraniol.
Ledit travail décrit également la grande puissance répressive en
matière d’intégration des signaux olfactifs temporaires et de la lente
récupération de l’effet suppresseur causé par le TCA. La puissance
suppressive sur les canaux CNG au niveau de la détection humaine
de molécules analogues au TCA, comme le TBA et ses précurseurs
(halophénols) a été aussi identifiée. Le TCA équivaut au TBA dans
son intensité, qui est beaucoup plus grande que le TCP; précurseur
du TCA. Ces découvertes expliquent pourquoi le TCA et le TBA sont
capables de fonctionner comme de puissants agents masquants et
bloquants olfactifs, réduisant l’intensité de la perception des autres
arômes propres à la matrice ou à l’environnement où ils sont situés,
mais elles n’expliquent pas pourquoi dans les vins contaminés par ces
molécules l’on identifie facilement des arômes de moisi et d’humidité.
Cette étude explique partiellement pourquoi les vins contaminés avec
des haloanisoles, en plus de paraître extrêmement neutres au niveau
12
Inhibition relative
des arômes, n’ont qu’une odeur d’humidité ou de moisi, alors que disparaît totalement tout autre arôme positif, comme les touches fruitées
ou boisées, même quand on retrouve des concentrations en dessous
des seuils olfactifs définis pour le TCA et le TBA selon la bibliographie.
De façon surprenante, dans ce travail, la suppression du signal
se produit même avec des concentrations extrêmement faibles en TCA
(niveau attomolaires, c’est-à-dire de 1.10-18 moles, trois millions de fois
plus petit qu’une mole). La forte sensibilité au TCA s’est associée à
l’intégration temporaire de l’effet de la suppression. On a confirmé aussi
le puissant effet suppresseur olfactif à cause du TCA et de composés
similaires, cela est relié à son caractère lipophilique, quantifié par le
coefficient de partage n-octanol /eau à un pH de 7,4, ce qui suggère
que le canal de suppression est influencé par l’irruption du TCA sur la bicouche lipidique des membranes plasmatiques des cellules réceptrices.
L’intensité de l’effet suppresseur du TCA dépend aussi de sa
concentration. Vu que le TCA n’est pas un bloquant d’un simple canal, la dose de suppression olfactive ne peut pas s’ajuster à l’équation de Michaelis-Menten, elle s’ajuste à une régression linéaire sur
l’échelle logarithmique, ce qui explique sa puissance de destruction
sur un intervalle étendu de concentrations, depuis le niveau attomolaire jusqu’aux concentrations en nanogrammes/l. La concentration en
TCA est capable de produire la suppression sur les cellules réceptrices
ORC. Dans l’expérimentation décrite, elle a été de 10 aM, ce qui la
même chose que 0,2 femtogramme/l (1·10-12 mg/l).
[TCA] (M)
Figure 3: Mesures d’intensité du courant électrique et effet suppresseur de la molécule de TCA sur les récepteurs olfactifs des salamandres. Le point rouge indique le
seuille olfactif typique de détection dans dégistateurs entraînés, et le point brun celle
la population générale.
13
De nouveau, à ce niveau, on peut formuler des doutes plus que
raisonnables concernant ces résultats. D’une part, ils illustrent le fait
que le TCA à des concentrations de 1·10-13 M n’a plus aucun effet
statistiquement significatif. Alors, comment est-il possible qu’il en ait
pourtant un, en utilisant une méthode différente de stimulation, à 1·1018
M? Il est évident que l’on ne connaît aucune substance possédant
des actions biologiques à cette concentration; ce serait une première,
c’est pourquoi il faut reconsidérer l’exactitude de certains résultats affichés dans la publication japonaise.
Conséquences de l’impact du TCA sur les caves
et pendant la consommation du vin
De tous les organes des sens, l’odorat se distingue par la rapidité
avec laquelle il s’adapte au stimulus. Cela est du fait que, quand les
cellules olfactives se sont «habituées» (phénomène d’habituation) à
une certaine odeur, elles cessent de la transmettre au cerveau. Cette
facilité à cesser de percevoir une odeur ne constitue pas pourtant une
limitation vraiment importante du quotidien des êtres humains, mais
elle peut néanmoins constituer une limitation très importante pour la
découverte d’une éventuelle contamination de la cave et, bien sûr,
pour une bonne dégustation du vin au moment de sa consommation
hédonique. D’autre part, on estime que parmi toutes les odeurs perçues, 75 % sont des odeurs désagréables, c’est pourquoi l’habituation
du sens de l’odorat est un avantage dans la majorité des cas.
• Contamination environnementale de la cave: Si jamais l’on est
soumis en continu à l’impact d’une atmosphère contaminée par
TCA, cette molécule va provoquer avec sa présence constante
une habituation du sens de l’odorat, qui n’émettra pas de signaux
indiquant sa présence, c’est pourquoi elle passera inaperçue sans
éveiller de soupçons qui nous obligeraient à remédier au grave
problème subi par l’atmosphère de la cave. Cela est dû au fait
que la perception de certains agents chimiques peut être altérée
par des contacts préalables à ceux-ci, en développant une tolérance quand l’exposition à un produit fait diminuer la réponse aux
expositions postérieures. En résumé, le TCA arrive à ce que nous
nous habituions à sa présence sans nous déranger, ce qui nous
fait penser que le problème n’existe pas vraiment et que c’est
juste le fruit de l’imagination des autres. Un problème ajouté à la
contamination environnementale est le fait que le vin est produit
14
depuis le départ avec une légère contamination en anisoles, c’est
pourquoi toute source externe additionnelle, comme peut l’être un
lot de liège avec un problème de contamination, va énormément
augmenter la fréquence des bouteilles affectées par un contenu
en TCA supérieur au seuil de détection, car l’on part d’une base
avec une présence en arrière-plan, mais constante dans toutes les
bouteilles. Voilà pourquoi il est important de réaliser des contrôles
atmosphériques périodiques de possibles contaminants environnementaux par le biais de pièges constitués de fibres spécifiques
pour les anisoles et leurs précurseurs.
• Contrôle qualité des bouchons ou des fûts contaminés: c’est
une pratique habituelle dans les caves pour diagnostiquer la présence de TCA dans le vin, dans les matériaux en liège et dans le
bois par le biais de la dégustation et de l’analyse sensorielle. Dans
le cas particulier des anisoles, nous avons un problème évident
de suppression temporaire quand notre glande pituitaire olfactive
entre en contact avec la molécule, en annihilant jusqu’à sa récupération, c’est pourquoi l’on a besoin d’un temps de repos après avoir
reçu le stimulus. L’adaptation olfactive se produit quand le stimulus
est constant ou quand il se répète rapidement, ce qui fait qu’il s’accompagne d’une réponse chaque fois plus réduite. Par exemple,
une exposition brève aux dissolvants diminue de façon notable,
mais passagère, la capacité de détection de ceux-ci. L’adaptation
a lieu aussi quand s’est produite une exposition prolongée à des
concentrations faibles ou alors rapidement, avec certains agents
chimiques, en présence de concentrations très élevées. Ce dernier peut provoquer une «paralysie» olfactive rapide et réversible.
Pour cette raison, il faut toujours accompagner l’évaluation sensorielle des vins et, le cas échéant, les contrôles sensoriels des bouchons par des analyses chimiques réalisées par chromatographie
en phase gazeuse et spectrométrie de masse, avec des appareils
technologiques qui ne subissent pas ces phénomènes d’habituation et de suppression sensorielles.
• Vente et consommation du vin: le défaut appelé à tort «odeur
de bouchon» que nous devrions appeler «odeur de moisi» est
l’unique défaut négociable a priori pour refuser un vin à table au
restaurant ou dans une boutique spécialisée. Il s’agit aussi d’un
grave problème au niveau de la distribution, qui provoque des
conflits entre les producteurs et les distributeurs du monde entier.
Il existe d’autre part un consensus au niveau des concentrations
en TCA portant atteinte aux propriétés sensorielles du vin, avec
15
des barèmes approximatifs de 3-4 nanogrammes/l de TCA pour
les experts et les goûteurs entraînés et de 8-9 nanogrammes/l
pour les consommateurs. Ces seuils sensoriels peuvent être définis par des dégustations triangulaires avec des panels composés
d’un nombre important de goûteurs et de consommateurs. Le seuil
de détection sensorielle indique la concentration à laquelle nous
percevons quelque chose de différent par rapport à un échantillon témoin, mais aussi celle à laquelle nous sommes capables de
définir à quoi est due la différence. Cependant, dans le cas du TCA
et des molécules équivalentes, l’altération organoleptique se produit au niveau de leur concentration molaire, comme nous avons
pu le vérifier, en raison de leur effet suppresseur sur les cellules
réceptrices olfactives. Par conséquent, afin de profiter du vin dans
toute son intensité, il ne s’agit pas seulement de dépasser ou non
certaines concentrations, mais il faut qu’elles soient totalement absentes. Toutefois, les seuils définissent des concentrations avec un
risque commercial et ils restent valables dans le cas des contrôles
de qualité, aussi bien des bouchons que des vins. Il ne faut pas
confondre le plaisir hédonique de la consommation du vin avec des
concepts techniques qui définissent le problème d’un point de vue
professionnel.
Conclusions
• La présence de contaminants dans la cave constitue un problème
grave qui peut affecter la qualité des vins, car le vin, en raison de sa
condition hydro-alcoolique, absorbe très facilement tout contaminant capable de se volatiliser à basse température et de se déplacer à cause de l’humidité relative. La contamination des matériaux
stockés dans une atmosphère contaminée peut être concentrée
dans le temps. Face au TCA, notre système sensoriel olfactif ne
nous permet pas de détecter le problème de nous-mêmes, voilà
pourquoi un contrôle strict de l’atmosphère des zones sensibles
de la cave est nécessaire. Aujourd’hui, il existe des systèmes spécifiques d’échantillonnage de dernière génération basés sur des
polymères absorbants (fibres), beaucoup plus sélectifs que les
pièges à bentonite.
• Le contrôle systématique des matériaux de construction utilisés
dans les caves, et le contrôle des biens de production œnologiques
est incontournable pour éliminer de potentielles sources de contamination et pour assurer l’absence d’haloanisoles dans le vin par
16
la suite. Il existe des techniques pour mesurer le risque de contamination des fûts neufs et des bouchons en général et en TCA
en particulier. Lors de l’exportation de matériaux sur de longues
distances, en particulier lorsque des conteneurs maritimes sont
utilisés, il est également indispensable de procéder à un contrôle
environnemental avant leur chargement.
• Les limites du consensus pour définir à partir de quelle concentration en TCA ou en TBA nous avons une atteinte à l’encontre
des caractéristiques sensorielles du produit ne sont pas tout à fait
claires, pour définir leur présence, les seuils de détection publiés
dans la bibliographie sont effectivement valides. Cependant, au
regard de résultats scientifiques montrés ici, le phénomène de la
suppression et donc l’inhibition olfactive peuvent altérer la perception des arômes positifs d’un vin à partir de concentrations extrêmement faibles, mais assurément pas autant que l’indique le travail publié récemment par le groupe japonais.
Bibliographie
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suppressor of olfactory signal transduction. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/
pnas, 1-6.
[8] Howland, P.R., Pollnitz, A.P., Liacopoulos, D., McLean, H.J., Sefton, M.A.
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corks. Australian Journal of Grape and Wine Research, 3, 141-145.
[9] Takeuchia, H., Katoc, H., Kurahashia, T. 2013. 2,4,6-Trichloroanisole
is a potent suppressor of olfactory signal transduction. Proceedings of
the National Academy of Sciences, September 16, 2013, doi: 10.1073/
pnas.1300764110.
18
ÉTUDE DE L’ORIGINE DU
2,4,6-TRICHLOROANISOLE
(TCA) DANS LE LIÈGE
ÉTUDE DE L’ORIGINE DU
2,4,6-TRICHLOROANISOLE (TCA)
DANS LE LIÈGE
Jordi Roselló1, Miquel Puxeu1 et Juan-José R. Coque2
1
VITEC - Parc Tecnològic del Vi, Route de Porrera, Km.1, 43730 Falset, Espagne,
www.vitec.cat
2
Instituto de Investigación de la Viña y el Vino, Universidad de León,
Avenue de Portugal, 41, 24071 León, Espagne
Introduction
Le liège, tiré de l’écorce du chêne-liège (Quercus suber L.), est
reconnu comme la méthode la plus efficace pour fermer des bouteilles
de vin pour permettre son bon développement et vieillissement. Cependant, parce que c’est un produit naturel, le bouchon en liège peut
présenter quelques défauts parmi lesquels le problème connu sous le
nom de goût de bouchon ou odeur de moisi. Il consiste dans l’apparition dans le vin de métabolites d’origine microbienne qui apparaissent
sur le bouchon en liège, et que ce dernier donne au vin après la mise
en bouteille, en entraînant la contamination du vin par des arômes
indésirables, souvent définis comme des arômes d’humidité, de terre
humide ou de champignons [1]. Ces arômes masquent les arômes
naturels des vins, en modifiant négativement leurs propriétés organoleptiques naturelles et en empêchant leur commercialisation, face
au rejet des consommateurs, ce qui génère évidemment des pertes
économiques pour le secteur vitivinicole [2].
Bien que plusieurs métabolites microbiens provoquent l’odeur de
moisi, tels que le gaïacol, la géosmine, le 2-méthylisobornéol, les pyrazines, etc., le principal agent responsable de ce défaut est le 2,4,6-trichloroanisole (TCA), car il a été identifié dans plus de 80 % des vins
affectés par ce défaut [3]. Le TCA à des concentrations très faibles
(1,5-3 ng /l) est capable de donner aux vins un arôme désagréable de
champignons ou de moisi.
Actuellement, il n’y a pas de traitement totalement efficace pour
éliminer la contamination en haloanisoles du liège, bien que l’industrie
du liège fasse de grands efforts en matière de recherche pour tenter
20
de minimiser le problème. Parmi les recommandations que réalisent
les entreprises qui fabriquent le liège des bouchons, on peut mentionner celles-ci:
• Application des standards de qualité qui minimisent les possibilités de contamination par chloroanisoles.
• Éviter l’introduction dans les installations industrielles de
matériaux contaminés, essentiellement du bois traité au
pentachlorophénol (PCP) ou des peintures et vernis contenant du 2,4,6-tribromophénol (TBP).
De même, les entreprises appliquent différentes stratégies technologiques (protégées par un brevet dans la plupart des cas) dont
l’objectif est l’élimination partielle ou totale du composé TCA, les plus
représentatives étant celles-ci:
• Application de vapeur, d’eau sous pression ou de mélanges
hydro-alcooliques pour extraire les composés présents
dans le liège.
• Extraction à base de CO2 à l’état supercritique, qui selon
des études indépendantes a donné de bons résultats. L’inconvénient de cette technique est que l’on peut pour l’instant l’appliquer seulement au liège broyé.
• Stérilisation complète du bouchon de liège à partir du développement d’un accélérateur d’électrons, éliminant les
micro-organismes qui pourraient produire le TCA.
Toutes ces stratégies de réduction du TCA ont deux inconvénients
majeurs, tout d’abord, elles n’éliminent pas le problème, parce qu’elles
parviennent seulement à le réduire dans une certaine proportion, et
parce qu’elles sont principalement appliquées sur du liège broyé.
Parallèlement au développement industriel de méthodes curatives,
des progrès dans la compréhension de l’origine du TCA dans le liège
permettront la conception et la mise en œuvre de stratégies de prévention pour éviter l’apparition du problème.
L’origine du TCA dans le liège suscite une forte controverse et a fait
l’objet de plusieurs publications [4, 5]. Les hypothèses actuellement
acceptées sont les suivantes:
• Synthèse chimique: Formation de 2,4,6-trichlorophénol
(TCP) à partir des faibles niveaux de chlore et de phénols
présents dans l’environnement. Biométhylation subséquente et accumulation du TCA qui en résulte dans le liège.
21
ÉTUDE DE L’ORIGINE DU 2,4,6-TRICHLOROANISOLE (TCA) DANS LE LIÈGE
• Déshalogénation du PCP anthropique par l’action de microorganismes.
• Utilisation de pesticides dans la forêt comportant du TCP.
Biométhylation subséquente et accumulation dans le liège.
• Utilisation du chlore dans le processus de fabrication.
•Biosynthèse de novo des composés organochlorés.
La synthèse chimique des chlorophénols
Burttschel [5] a indiqué dans sa publication que 2,5 équivalents
de chlore réagissent avec le phénol dans une solution aqueuse pour
former des mélanges de 2-chlorophénol et de 4-chlorophénol (composants mineurs), du 2,4-dichlorophénol et du 2,6 -dichlorophénol et
du TCP comme composant majoritaire. Ces réactions sont affectées
par le pH, avec un pH optimum de 8. Aucun phénol méta-substitués ni
tétrachlorophénol ni pentachlorophénol n’a été détecté.
Le chlore est présent dans l’eau du réseau domestique, dans les
produits de nettoyage et d’assainissement. Il est capable de pénétrer
dans les systèmes de collecte des eaux usées où il peut réagir avec
des phénols dérivés de matériaux végétaux, en offrant les conditions
adéquates à la production de chlorophénols avec jusqu’à 3 atomes de
chlore. Le TCP peut également se former à partir de l’incinération de
matières organiques, ce qui contribue à la présence de chlorophénols
dans l’environnement et ce qui lui offre la possibilité de s’accumuler
dans les tissus de plantes vivaces.
Dégradation des chlorophénols dans l’environnement
Les chlorophénols avec le plus grand nombre d’atomes de chlore
(TCP, TeCP et PCP) ont été fabriqués et utilisés avec de nombreux
objectifs depuis les années 1970, depuis que les entreprises DOW et
Monsanto ont introduit le PCP comme conservateur pour le bois en
1936. Le PCP a été utilisé en tant que biocide sous les noms commerciaux de Dowcide 2S, Omal et Phenaclor. Le PCP est le biocide le plus
efficace parmi ces trois organochlorés, en raison de sa plus grande
toxicité et persistance. Généralement, les préparations à base de PCP
sont des mélanges avec 3-10 % de TeCP et des proportions mineures
de TCP (comme des sous-produits), mais elles ne contiennent pas de
dichlorophénols. Une quantité estimée à 200 000 tonnes de chlorophénol a été utilisée chaque année dans le monde à partir des années
1970, la moitié étant du PCP. Les chlorophénols ont été employés
dans l’agriculture en tant que biocides (herbicides, fongicides et insec22
ticides), dans l’industrie comme conservateurs pour le bois, en particulier le PCP comme thermicide, comme agent antimicrobien dans les
tours de refroidissements, dans les adhésifs, les peintures au latex, les
revêtements des boîtes destinées aux aliments.
Suite à la synthèse des composés chlorés et à leur utilisation
comme biocides, les chlorophénols se sont accumulés dans les cours
d’eau et dans la terre, même dans des zones à l’écart. L’utilisation
de biocides chlorophénoliques a été interdite ou restreinte depuis les
années 1980.
La biodégradation des chlorophénols a été étudiée en tant que
méthode de biorestauration des sols fortement contaminés par le PCP
et les phénols connexes. Plusieurs micro-organismes se sont montrés
capables de dégrader ces composés bien que les conditions nécessaires soient improbables dans la nature. Plusieurs articles expliquent
comment fonctionnent les traitements de décontamination des sols en
employant des micro-organismes capables de dégrader les chlorophénols. Les techniques utilisées pour activer ces micro-organismes
sont l’exposition à des composés en rapport, mais avec une toxicité
moindre, l’introduction d’oxygène et de nutriments dans l’environnement et, si possible, l’augmentation de la température.
Plusieurs sortes de bactéries aérobies sont capables de dégrader les chlorophénols en introduisant un groupe hydroxyle en position para- par rapport au groupe hydroxyle présent afin de produire la
chlorohydroquinone correspondante; ensuite, on élimine le chlore de
la molécule et enfin l’on rompt l’anneau aromatique pour produire du
méthane et du dioxyde de carbone. La susceptibilité de la dégradation
des chlorophénols se réduit quand augmente le nombre d’atomes de
chlore. La position des atomes de chlore dans la molécule, affecte
également la susceptibilité, les composés présentant des chlores en
position méta- par rapport au phénol présentent une plus grande résistance à la dégradation.
Les bactéries anaérobies utilisent la déchloration pour dégrader les
chlorophénols, les atomes de chlore étant remplacés par des atomes
d’hydrogène. La vitesse de dégradation du PCP et du TCP sont similaires dans des conditions anaérobies. Mikesell et Boyd [7] démontrent
la formation de TeCP et de TCP comme produits intermédiaires de la
dégradation du PCP conjointement à d’autres chlorophénols et chloroanisoles. Puhakka et Melin [8] montrent que la déshalogénation du
PCP dans des conditions anaérobies produit des dichlorophénols et
monochlorophénols. Bryan et Schultz [9] énumèrent les 25 métabolites de la dégradation du TCP mais ni le TCP ni le TCA ne sont présents. En général, les composés produits à partir du PCP ont tendance
à retenir les atomes de chlore en position méta- par rapport au groupe
23
hydroxyle et il n’y a production ni de TCA ni de TCP en tant que composés majoritaires.
Les champignons basidiomycètes sont les principaux responsables
du recyclage de la matière organique d’origine végétale en raison de
leur capacité à dégrader l’hémicellulose, la lignine et la cellulose.
Les champignons basidiomycètes sont capables de dégrader les
chlorophénols anthropogéniques et, pour cette raison, ils ont été utilisés pour le traitement des sols contaminés par les biocides. Ce sont
des organismes efficaces pour transformer une vaste gamme de composés chlorés par le biais de réactions d’oxydo-réduction. Les enzymes
extracellulaires telles que les peroxydases et les laccases sont actives
dans la dégradation des lignines et elles sont considérées comme responsables de la dégradation des organochlorés. Ces champignons
sont capables de transformer le PCP et le TCP en p-benzoquinone qui
en résulte, puis, par la suite, en p-benzohydroquinone. Sous certaines
conditions, ces métabolites peuvent être minéralisés en dioxyde de
carbone, mais dans d’autres cas, ils sont partiellement métabolisés et
ils s’incorporent à ces produits intermédiaires à l’humus du sol.
L’utilisation de biocides dans la forêt
Des biocides élaborés à partir de PCP et de 2,3,5,6-tétrachlorophénol (TeCP) et des TCP ont été utilisés dans la forêt dans le passé
(jusque dans les années 1980). Dans de nombreux cas, le liège appartient à un système mixte dans lequel sont produits des produits
forestiers, agricoles et d’élevage dans un même espace, ce qui peut
impliquer une exposition accrue du liège aux produits agrochimiques.
La O-méthylation des chlorophénols est un mécanisme commun
utilisé par les microorganismes pour réduire la toxicité de ces composés. Certains basidiomycètes sont capables de transformer les
chlorophénols, y compris le PCP, en leurs esters méthyliques correspondants. Certaines bactéries peuvent produire la O-méthylation,
mais pas aussi rapidement ni aussi efficacement que certains champignons. Beaucoup de micro-organismes présents dans le liège ont
cette capacité.
Formation de chlorophénols dans le processus de production
du liège
Il y a deux processus qui peuvent conduire à la formation de chlorophénols dans le liège: le bouillage du liège dans de l’eau contenant du
chlore et le rinçage des bouchons avec de l’hypochlorite. Les planches
de liège sont extraites de l’arbre et bouillies, sachant qu’actuellement
l’utilisation des eaux chlorées est interdite par le Code international
24
des Pratiques Bouchonnières [6]. Avant 1990, de nombreux bouchons
ont été traités avec une solution d’hypochlorite de calcium pour blanchir la surface des bouchons et améliorer leur aspect. Ce traitement a
disparu en raison des niveaux élevés de TCP qui pouvaient se former
dans le liège avec le risque dérivé de production de TCA en présence
de la microflore associée au liège.
Biosynthèse de novo des composés chlorés
Différentes études montrent qu’il y a plus de 3700 composés organohalogénés, principalement chlorés et bromés, qui sont produits par
des organismes vivants, depuis des composés très simples jusqu’à
des structures très complexes. Les champignons basidiomycètes sont
une source importante de ces composés organochlorés dans les atmosphères terrestres. Ils produisent une grande quantité de chlorométhane et de composés aliphatiques et aromatiques halogénés. Ils sont
capables de synthétiser de novo des chlorophénols, des composés
tels que le 4-chlorophénol et le 2,6-dichlorophénol qui ont été identifiés
comme des métabolites minoritaires de certains champignons.
L’ensemble des composés organochlorés produit par chacune de
ces possibles voies de synthèse des TCA est différent et, par conséquent, la présence ou l’absence de certains chlorophénols et chloroanisoles conjointement au TCA peut fournir des preuves en faveur ou à
l’encontre de certaines hypothèses.
La tache jaune du liège est une altération qui se manifeste dans
des taches grisâtres sur l’écorce et par une décoloration du tissu subéreux sous-jacent. C’est un défaut reconnu comme cause des arômes
indésirables et le Code international des Pratiques Bouchonnières (CE
Liège; 20006) oblige à retirer le liège affecté du processus de fabrication des bouchons en liège pour le vin. L’analyse chimique de la tache
jaune indique une présence significative de TCA.
Le but de cette étude était de déterminer l’origine du TCA du liège
en partant de l’étude des composés organochlorés apparaissant simultanément avec ce composé. Pour cela, on a caractérisé chimiquement la tache jaune du liège en tant que modèle de dégradation du
liège et de production de composés organochlorés.
25
Matériels et méthodes
Échantillonnage du liège
Les échantillons de liège ont été recueillis au moment de son extraction du chêne-liège. On a obtenu des planches de liège affectées
par la tache jaune et des planches de liège sain, non affectées par la
tache jaune.
Les planches affectées par la tache jaune ont été décrites olfactivement et classées en fonction de la présence du TCA comme arôme
dominant. Ainsi, trois échantillons de liège ont été analysés avec la
tache jaune et une odeur de TCA (TJA, TJB, TJC), trois échantillons
de liège avec une tache jaune sans odeur de TCA (TJD, TJE, TJF) et
trois échantillons de liège sans tache jaune (SA, SB, SC).
Détermination des organochlorés volatils présents dans les
échantillons de liège
Les neuf échantillons de liège ont été broyés jusqu’à obtenir un diamètre de particule de 0,5 mm. Ensuite, six grammes de liège broyés
ont été introduits dans un flacon de 20 ml avec un bouchon à vis et un
joint en téflon pour l’analyse de l’espace de tête par micro-extraction
en phase solide (SPME).
L’extraction par SPME a été réalisée avec une fibre de 100 µm et
10 mm de PDMS fournie par Supelco (Bellefonte, PA, USA) exposée
dans l’espace de tête dans des flacons de 20 ml contenant 6 g de liège
broyé, incubés à 35 °C pendant une minute pour leur conditionnement
et pendant 30 min pour leur extraction. Après le processus d’extraction
par SPME, la fibre a été introduite dans l’injecteur split-splitless pour
sa désorption thermique pendant 3 min à une température de 250°C.
La séparation des composés a été réalisée par le biais d’un chromatographe en phase gazeuse GC 7890 (Agilent Tecnologíes, Wilmington,
USA) raccordé à un détecteur de spectrométrie de masse MSD 5975C
(Agilent Tecnologíes, Wilmington, USA). La colonne utilisée a été une
HP5-MS (Agilent Tecnologíes, Wilmington, USA), de dimensions 30
m x 0,25 mm x 0,25 µm et l’hélium a été utilisé comme gaz porteur.
Le programme des températures a été de 40°C (durant 1 min), 5°C/
min jusqu’à 225°C, 20°C/min jusqu’à 290°C avec un post run à 300°C
durant 2 min. Les composés volatils ont été identifiés par la comparaison des spectres de masse avec la librairie NIST (Agilent Tecnologíes,
Wilmington, USA) et par le biais des durées de rétention. Les températures de la source d’ionisation et du quadrupôle ont été de 250°C et
150°C respectivement.
26
Détermination des phénols chlorés présents dans le liège
Pour l’analyse des phénols dans le liège, on a fait macérer 3 g de
liège broyé de chacun des échantillons de l’étude dans 15 ml d’une
solution hydro-alcoolique à 12 %, pendant 48 h. Après macération, la
solution a été filtrée et le pH a été ajusté à 3,6. On a introduit une barre
magnétique d’agitation recouverte de PDMS de dimensions 0,5 mm x
10 mm (Twister Gerstel GmbH, Mulheim, Allemagne) dans la solution
obtenue suite au processus de macération avec 200 µl d’étalonnage
interne (octanoate de méthyle). L’échantillon a été agité pendant 1 h à
1000 rpm à température ambiante. Une fois ce délai écoulé, la barre
magnétique a été séparée de l’échantillon liquide, on l’a lavée avec
de l’eau distillée, on l’a séchée avec du papier absorbant et elle a été
introduite dans les vials des passeurs, afin qu’elle soit désorbée dans
l’unité de désorption thermique (TDU). Le programme de désorption
thermique dans la TDU a été de 4 minutes à 20°C, en augmentant de
60°C /minute jusqu’à 300°C et de 10 °C/s jusqu’à 295°C dans l’injecteur CIS. Les conditions du chromatographe en phase gazeuse et du
spectromètre de masse étaient les mêmes que celles utilisées pour les
organochlorés volatils.
Résultats
L’analyse des six échantillons de liège touchés par la tache jaune a
permis d’identifier 9 composés chlorés différents: trois d’entre eux sont
des anisoles chlorés, cinq sont des diméthoxybenzènes et il y a un
phénol chloré (tableau 1). Dans les échantillons de liège non affectés
par la tache jaune, aucun composé chloré n’a été trouvé.
Les trois anisoles contiennent un, deux et trois atomes de chlore
respectivement et ce sont: 2-chloro-4-méthoxy benzaldéhyde (CMBA),
2,4-dichloroanisole (DCA) et le 2,4,6-trichloroanisole (TCA). Le TCA
est le seul composé qui apparaît dans tous les échantillons analysés
et affectés par la tache jaune, à la fois dans ceux dans lesquels ce
composé est le descripteur principal de l’arôme et ceux dans lesquels
les principaux arômes sont différents. Les deux anisoles restants apparaissent dans la bibliographie comme des produits de synthèse des
champignons basidiomycètes.
27
28
-
-
-
-
-
-
-
-
-
V
-
-
V
-
-
-
TJB
TJC
TJD
TJE
TJF
SA
SB
SC
Cl
V
O
OCH 3
-
Cl
OCH 3
TJA
Éschatillons
Composés
Cl
-
-
-
-
-
-
-
V
V
Cl
OH
Cl
Cl
-
-
-
V
-
-
V
-
-
OCH 3
OCH 3
Cl
Cl
-
-
-
-
V
-
-
V
V
OCH 3
Cl
OCH 3
Cl
-
-
-
V
V
V
V
V
V
Cl
OCH 3
Cl
Cl
-
-
-
-
-
-
-
-
V
Cl
OCH 3
Cl
Cl
OCH 3 Cl
-
-
-
-
-
V
V
V
V
Cl
OCH 3
Cl
OCH 3
Cl
Cl
-
-
-
-
V
V
-
-
-
OCH 3
OCH 3
Cl
Cl
Tableau 1. Composés organochlorés détectés dans les échantillons de liège analysés. √ indique la présence du composé.
Parmi les composés de diméthoxybenzène, deux d’entre eux présentent deux atomes de chlore [1,4-diméthoxy-2,5-dichlorobenzène
(pDMDCB) et 1,2-diméthoxy-3,4-dichlorobenzène (DMDCB)], l’un
d’eux présentent trois atomes de chlore [1,2-diméthoxy-3,4,5-trichlorobenzène (DMTCB)], et deux d’entre eux présentent quatre atomes
de chlore [1,2-diméthoxy-3,4,5,6-tétrachlorobenzène (DMTeCB) et
1,4-diméthoxy-2,3,5,6-tétrachlorobenzène (DAME)]
On a seulement détecté un phénol chloré et l’on n’a pas détecté
de chlorophénols d’origine anthropogénique à trois ou plus atomes
de chlore dans aucun des échantillons analysés. La non-détection de
2,4,6-trichlorophénol (TCP) dans aucun des échantillons semble indiquer que les anisoles détectés dans les échantillons analysés avec
une tache jaune ne proviennent pas directement de la méthylation du
TCP anthropogénique. Les niveaux maximum de bioconversion détectés sont autour de 40 % et, par conséquent, nous nous attendions à la
présence de TCP conjointement au TCA. Ils n’apparaissent pas non
plus comme substrat sur le liège sans tache jaune.
Discussion
En comparant les phénols chlorés détectés sur la tache jaune avec
les composés attendus dans chacune des voies de synthèse possible
du TCA, on pourra rejeter ou accepter différentes hypothèses en fonction de la compatibilité des résultats obtenus.
Hypothèse 1
Synthèse chimique: Formation de TCP à partir des faibles niveaux
de chlore et des phénols présents dans l’environnement, suivie par la
biométhylation et l’accumulation dans le bouchon.
OH
OH
Cl
Chlore
OH
Cl
Cl
+
+
Cl
Cl
Figure 1. Production de phénols chlorés par le biais d’une synthèse chimique.
29
Résultats attendus: TCA et dichloroanisole comme composés minoritaires.
Hypothèse incompatible avec l’apparition de composés métasubstitués et de composés avec plus de trois atomes de chlore.
Dans les échantillons analysés, nous avons trouvé des composés
méta-substitués et des composés avec plus de trois atomes de chlore
qui ne peuvent être créés par synthèse chimique.
OCH 3
OCH 3
Cl
OCH 3
OCH 3 Cl
OCH 3
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
OCH 3
OCH 3
Cl
Cl
Cl
O
Figure 2. Composés détectés dans la tache jaune qui ne peuvent pas être créés par
une synthèse chimique à partir du chlore et des phénols présents dans l’environnement.
Hypothèse 2
La dégradation du PCP anthropogénique par des microorganismes.
Les bactéries aérobies sont capables de dégrader les chlorophénols en introduisant un groupe hydroxyle au en position para par rapport au groupe hydroxyle existant pour produire la chlorohydroquinone
correspondante.
La déshalogénation du PCP dans des conditions anaérobies produit
un ensemble complexe et connu de chlorophénols et de chloroanisoles.
Ces champignons sont capables de convertir le PCP et le TCP
correspondant en p-benzoquinone, puis en p-benzohydroquinone par
la suite.
OH
Cl
OCH 3
Cl
Cl
Bactéries anaérobies
Cl
OH
Cl
Cl
Cl
Bactéries aérobies
Cl
Ensemble complexe
de chloroanisoles et
chlorophénols
O
Basidiomycètes
Cl
Cl
Cl
Cl
O
Cl
Cl
Cl
OH
Cl
OCH 3
OCH 3
Cl
Nous n’avons
pas trouvé ces
composés dans la
tache jaune
OCH 3
OCH 3
Cl
OCH 3
Cl
Cl
Cl
Figure 3. Production de phénols chlorés par la dégradation microbienne du PCP
anthropogénique.
30
Dans les échantillons analysés, nous avons trouvé les composés
avec des atomes de chlore en position para par rapport au groupe
méthoxy qui ne peuvent pas être synthétisés par la dégradation du
PCP par des bactéries aérobies ou des champignons basidiomycètes.
Dans les échantillons analysés, nous n’avons pas trouvé les composés détectés dans la dégradation du PCP par des bactéries anaérobies.
Hypothèse 3
Utilisation de pesticides dans la forêt comportant du TCP. Biométhylation subséquente et accumulation dans le liège.
OCH 3
OH
Cl
Cl
OH
Cl
OH
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Biométhylation
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
OCH 3
Cl
OCH 3
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Figure 4. Production d’anisoles chlorés suite à l’usage de pesticides dans la forêt.
Resultats attendus: PCA, TeCA, TCA.
Dans les échantillons analysés, nous n’avons pas trouvé les produits attendus et ceux-ci ne peuvent pas être produits à partir de biocides à base de PCP.
Hypothèse 4
Utilisation du chlore dans le processus de fabrication.
Les échantillons analysés ont été prélevés dans l’arbre, avant tout
traitement industriel, cette hypothèse ne peut donc pas expliquer la
présence de composés organochlorés dans les échantillons analysés.
Hypothèse 5
Biosynthèse de novo des composés organochlorés.
Résultats attendus: Mélange complexe des composés chlorés.
Trois des composés trouvés dans la tache jaune figurent dans les
listes publiées (figure 5).
OCH 3
OCH 3
Cl
Cl
OCH 3
OCH 3
Cl
Cl
OCH 3
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
O
Figure 5. Chloroanisoles présents dans les échantillons de tache jaune analysés
qui figurent dans les listes publiées de composés produits par des champignons
basidiomycètes.
31
Conclusions
L’origine du TCA dans la tache jaune du liège ne peut être expliquée ni par la synthèse chimique TCP, ni par la biosynthèse à partir de
composés chlorés anthropogéniques, ni par l’utilisation de composés
chlorés dans le processus de fabrication du bouchon.
L’hypothèse compatible avec les résultats obtenus est la biosynthèse de novo des composés organochlorés.
Bibliographie
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for cork taint in wine. Australian and New Zealand Wine Industry Journal,
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[2] Hall, C.W. 2007. Reviews on Drying: 1982-2006. Drying Technology, 25,
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impairment. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 26,
299–303
32
SYMBIOS: UN
PROCESSUS DE
BOUILLAGE DU
LIÈGE CAPABLE
D’INHIBER LE
DÉVELOPPEMENT
DE SUBSTANCES
PROVOQUANT
DES DÉVIATIONS
ORGANOLESTIQUES
Sergio Moutinho
SYMBIOS: UN PROCESSUS DE BOUILLAGE DU LIÈGE CAPABLE D’INHIBER LE
DÉVELOPPEMENT DE SUBSTANCES PROVOQUANT DES DÉVIATIONS ORGANOLESTIQUES
SYMBIOS: UN PROCESSUS DE
BOUILLAGE DU LIÈGE CAPABLE
D’INHIBER LE DÉVELOPPEMENT DE
SUBSTANCES PROVOQUANT DES
DÉVIATIONS ORGANOLESTIQUES
Sergio Moutinho
CTCOR - Centro Tecnológico da Cortiça, Rua Amélia Camossa, 4536-904
Santa Maria de Lamas, Portugal. www.ctcor.com.
Introduction
La préparation industrielle de liège, pour pouvoir fabriquer des
bouchons, implique de faire bouillir les planches de liège dans de l’eau
bouillante et ensuite de les stabiliser dans le hangar.
La stabilisation du liège, après bouillage, s’écoule pendant la durée nécessaire pour arriver à l’équilibre structurel du matériau et à la
perte de l’excès d’eau accumulée pendant le bouillage. Pendant cette
phase, divers facteurs biotiques et abiotiques contribuent à un développement microbiologique et fongique élevé sur la matrice de liège,
qui se produit d’une manière incontrôlée aussi bien au niveau du type
de micro-organismes (genre) que de la quantité.
Dans des conditions spécifiques, l’activité de certains micro-organismes dans le liège, en particulier des champignons filamenteux, est
guidée par des mécanismes biologiques de défense de biométhylation. En se rendant compte de la présence d’halophénols (composés
potentiellement toxiques), les micro-organismes ont recours à la biométhylation, en provoquant la formation d’haloanisoles et la détoxification de l’environnement.
L’incidence des anisoles, avec l’importance particulière de l’éther
aromatique chloré 2,4,6-trichloroanisole (TCA), est caractérisée par le
potentiel odorifique élevé du descripteur moisi.
La contamination des aliments par le TCA est un facteur qui a fortement dévalué le profil organoleptique du produit.
Dans le cas des bouchons en liège, et en raison du mécanisme
décrit ci-dessus, le bouchon peut agir comme un véhicule de transmis34
Sergio Moutinho
sion du TCA au vin. En fonction du degré d’affection, le vin peut subir
une déviation dans son profil sensoriel, l’odeur de moisi.
Plusieurs innovations technologiques sont mises en œuvre par
le secteur pour éradiquer le problème. En agissant sur une phase
postérieure à la formation du TCA dans le liège, ces innovations sont
communément désignées comme des processus curatifs. Les caractéristiques de la molécule de TCA et son affinité pour le liège sont
un obstacle important pour son éradication par le biais de ce type de
processus.
De cette façon, les outils actuellement à la disposition du secteur
pour résoudre ce problème proviennent immanquablement d’un compromis entre la réduction des concentrations de TCA à des niveaux
acceptables et la préservation des caractéristiques physico-mécaniques du liège.
Description de l’innovation
Le processus Symbios est présenté comme une technique innovante de préparation du liège. Cette innovation repose sur l’intervention directe sur le milieu où cuit le liège, par le biais de l’activation
chimique de celui-ci. Certains composés chimiques sont ajoutés à
l’eau bouillante dans des conditions préalablement établies (conformément au guide d’application du processus).
Par des phénomènes de diffusion dans le milieu aqueux en ébullition, les additifs Symbios sont fixés sur les structures morphologiques
riches en lignine du liège, comme les parois intérieures des canaux
lenticulaires et l’écorce de liège.
Les planches de liège traitées de cette façon présentent un fort
contrôle de l’activité microbiologique et est inhibée la formation de
chloroanisoles pendant les phases suivantes de transformation industrielle (stabilisation, fabrication, transformation des sous-produits, etc.).
Conformité alimentaire
Les additifs utilisés dans les processus Symbios sont une partie
intégrante des systèmes biologiques vivants et de leur environnement
inorganique. Ils sont présents partout dans la nature et ils sont classés
comme «sans danger pour la consommation humaine» par la Food
and Drug Administration (FDA).
Le potentiel mycotoxicologique de Symbios a été évalué en testant l’ochratoxine-A. Les résultats montrent que l’activité mycotoxico35
logique sur les planches de liège soumises au traitement Symbios ne
présente aucun problème pour la santé. En fait, les mesures effectuées montrent que le potentiel de migration de l’ochratoxine A (des
planches de liège au vin) est de l’ordre de 0,08 % du contenu maximum admissible des vins: 2 mg /l (Règlement (CE) n ° 123 / 2005).
Expérimentation
Effet barrière et effet symbiotique
Le processus Symbios se caractérise par l’apparition simultanée
de ces deux effets biochimiques, dont l’action est cruciale pour atteindre l’objectif souhaité.
• Effet barrière du processus Symbios: petite profusion
d’hyphes à l’intérieur des cellules du liège avec le maintien
du mycélium sur la surface externe des structures de lignine
(lamelle, paroi interne des pores, etc.). Ce comportement
indique que les micro-organismes sont confrontés à un environnement interne peu attractif.
• Effet symbiotique du processus de Symbios: La présence d’additifs (nutriments) sur la surface des structures
de lignine implique que les micro-organismes se fixent sur
l’interface, entre l’écorce et le tissu subéreux, où ils ont de
meilleures conditions physiologiques.
La figure 1 montre la dégradation enzymatique du tissu subéreux
cuit selon la méthode traditionnelle. Des plissements et une densification de la membrane cellulaire apparaissent. La figure 2 montre la
fixation du mycélium sur la surface externe des pores, sur du liège cuit
selon la méthode Symbios. On observe l’absence d’hyphes sur le tissu
subéreux et la conservation des caractéristiques morphologiques du
tissu adjacent à l’interface.
L’action simultanée de ces deux effets décrits empêche les réactions de méthylation des composés phénoliques halogénés et, par
conséquent, elle inhibe la formation de chloroanisoles dans la matrice
du liège.
36
Sergio Moutinho
Figure 1. Image de la surface du liège cuit moyennant le système traditionnel.
Figure 2. Image de la surface du liège cuit moyennant le système Symbios.
Essais à l’échelle du laboratoire
Pour consolider la base théorique inhérente au processus de Symbios, on a réalisé plusieurs expériences en laboratoire.
L’une des expériences les plus éclairantes est décrite ci-dessous:
trois plaques de liège ont été divisées en quatre sections de taille
égale. Des douze morceaux résultants, six ont subi une bouillage dans
de l’eau propre pour une période de 90 minutes, simulant les conditions traditionnelles. Les morceaux restants ont été soumis pendant
la même durée à une bouillage dans l’eau où l’on a ajouté le produit
Symbios.
Après le bouillage, les échantillons de liège ont été placés séparément dans une chambre de stabilisation. Chaque semaine et pendant
6 semaines, on a effectué l’humectage forcé des échantillons avec de
l’eau nébulisée.
37
Après une période de stabilisation de six semaines, nous avons
procédé au sectionnement des échantillons avec une coupe tangentielle pour obtenir d’un côté la partie de l’écorce (dos du liège) et
d’autre part la partie intérieure (ventre du liège).
Les échantillons soumis à un traitement traditionnel ont présenté
une forte contamination en TCA dans la matrice du liège, renforcée
par les conditions forcées de la stabilisation post-bouillage (tableau
1). L’inhibition du phénomène de biométhylation, due à l’action de la
méthode Symbios, est vérifiée par les faibles teneurs en TCA, clairement inférieures à celles obtenues dans les conditions traditionnelles.
Tableau 1. Concentration de TCA dans la matrice du liège.
Chloroanisoles (ng/L)
Référence
TCA
Min
Max
TeCA
PCA
Min
Max
Min
Max
Fraction du dos
(Traitement traditionnel)
66,8 118,2
nd
nd
nd
nd
Fraction du ventre
(Traitement traditionnel)
12,2
31,0
nd
nd
nd
nd
Fraction du dos
(Traitement Symbios)
nd
3,4
nd
nd
nd
nd
Fraction du ventre
(Traitement Symbios)
nd
nd
nd
nd
nd
nd
Notes: nd – non détecté
Limites de détection
Limites de détection:
2,4,6-TCA sur l’écorce: 0,7 ng/L
2,3,5,6-TeCA sur l’écorce: 1,8 ng/L
PCA sur l’écorce: 3,8 ng/L
Essais à l’échelle du pilote
D’autres expériences ont été conçues pour évaluer la capacité
d’extraction de le bouillage Symbios. Pour ce faire, nous avons procédé à le bouillage des planches de liège dans des conditions Symbios
38
Sergio Moutinho
et dans des conditions traditionnelles. Les expérimentations ont eu lieu
à l’usine pilote installée au CTCOR.
Après le bouillage, on a procédé à la prise d’échantillons d’eau,
puis on a ensuite caractérisé les paramètres suivants: total des solides
en suspension et polyphénols.
250
Polyphénols (mg/L)
200
150
100
50
Conc. 4
Conc. 3
Conc. 2
Conc. 1
Ref. 1
0
Figure 3. Polyphénols dans l’eau de bouillage à des concentrations croissantes
d’additifs Symbios de Conc 1 à Conc 4. La colonne Réf. indique la valeur obtenue
lors de le bouillage traditionnelle.
70
SST (mg/L)
60
50
40
30
20
10
Conc. 4
Conc. 3
Conc. 2
Conc. 1
Ref. 1
0
Figure 4. Solides solubles dans l’eau de bouillages avec des concertations croissantes d’additifs Symbios de Conc 1 à Conc 4. La colonne Réf. indique la valeur
obtenue lors de le bouillage traditionnelle.
Les résultats montrent que les concentrations de polyphénols et de
solides en suspension extraits du liège dans les conditions du processus Symbios sont plus élevées que celles obtenues dans les condi39
tions de traitement traditionnelles. Cela augmente aussi la capacité
d’extraction du milieu de bouillage au fur et à mesure qu’augmente la
concentration d’additifs Symbios dans le milieu.
Par rapport au procédé traditionnel, cela démontre une plus grande
efficacité du processus de bouillage Symbios dans le nettoyage et l’élimination des composés hydrosolubles de la matrice du liège.
On a étudié aussi la capacité d’extraction du milieu de bouillage
Symbios dans les bouillages successives.
1000
Polyphénols (mg/L)
800
600
400
200
Conc. 4.4
Conc. 4.3
Conc. 4.2
Conc. 4
Conc. 3
Conc. 2
Conc. 1
Ref. 1
0
Figure 5. Capacités d’extraction des différentes concentrations d’additif Symbios
(rouge) et extraction lors des bouillages successives (brun). La colonne Réf. indique
la valeur obtenue lors de le bouillage traditionnelle.
Essais à l’échelle industrielle
On a effectué des expériences d’implantation du système Symbios dans cinq entreprises du secteur du liège de taille moyenne, avec une transformation industrielle
verticalisée. En travaillant avec plusieurs sociétés, et donc avec différentes matières
premières et différentes conditions de traitement, on a voulu d’être représentatif de
la réalité industrielle.
Un lot de liège a été choisi, il a été palettisé pour être cuit. La moitié des palettes
a été cuite dans des conditions traditionnelles et la moitié dans des conditions Symbios. Dans chaque situation, on a commencé la première bouillage avec de l’eau
propre (+ additifs dans le cas Symbios), et ensuite, l’on a réalisé des bouillages
consécutivement effectuées au cours d’une journée de travail sans changer l’eau.
Après le bouillage, les bouchons sont restés en stabilisation, dans le même espace (hangar de stabilisation) pendant 3 semaines. Après la période de stabilisation,
on a fabriqué des bouchons en provenance des deux ensembles de liège et ils ont
été lavés avec du peroxyde. Le lot ainsi obtenu a été désigné comme ceux des
40
Sergio Moutinho
bouchons PT (bouchons provenant du liège préparé dans des conditions classiques) PS (bouchons provenant du liège préparé dans des
conditions Symbios).
Des bouchons ont été analysés individuellement pour chaque référence pour déterminer le profil sensoriel et les chloroanisoles extractibles.
Des bouchons PT, 905 unités ont été analysées, dont douze ont
montré des niveaux mesurables de TCA. Les résultats obtenus sont
présentés dans le tableau 2.
Des bouchons PS, 905 unités ont été analysées, dont douze ont
montré des niveaux mesurables de TCA. Les résultats obtenus sont
présentés dans le tableau 3.
Tableau 2. Valeurs de TCA dans les bouchons PT (ng/L).
ÉCHANTILLONS PT
Détermination des chloroanisoles extractibles
12 bouchons avec des niveaux mesurables de TCA extractible
Concentration
29,1 4,0 8,9 1,5 28,4 66,4 5,0 15,0 21,2 9,7 75,8 6,2
(ng/L)
Tableau 3. Valeurs de TCA dans les bouchons PS (ng/L).
ÉCHANTILLONS PS
Détermination des chloroanisoles extractibles
3 bouchons avec des niveaux mesurables de TCA extractible
Concentration
(ng/L)
29,1
4,0
8,9
Étant donné que le seuil de perception olfactive du TCA dans le vin
est de 4 ng/l et en admettant, dans le pire des cas, qu’un bouchon peut
rendre tout le TCA extractible, nous voyons que parmi les douze bouchons PT, le bouchon présentant une valeur de 1,5 ng/L TCA extractible doit être exclu du calcul du taux d’incidence de l’odeur de moisi.
De même, des trois bouchons PS dans lequel le 2,4,6-TCA a été
détecté, seul le bouchon présentant un taux de 6,6 ng/L de TCA extractible doit être pris en compte pour calculer l’incidence de l’odeur de
moisi dans le vin.
41
Ainsi, l’incidence de l’odeur de moisi est de:
• Dans l’ensemble PT: 11/109 bouchons = 1,2 %
• Dans l’ensemble PS: 1/1184 bouchons = 0,08 %
L’expérimentation décrite précédemment a permis de déterminer
que:
• L’incidence de l’odeur de moisi dans les bouchons Symbios est résiduelle (moins de 1/1000) et lorsque le niveau
de concentration de TCA est détecté, il est bas.
• Les échantillons des bouchons Symbios présentent une
amélioration notable du profil sensoriel et une plus grande
homogénéité.
En plus de la sécurité des caractéristiques sensorielles, nous
essayons d’évaluer les caractéristiques de la fonctionnalité des bouchons Symbios, en particulier en ce qui concerne leur comportement
physique et mécanique.
La figure 6 montre les résultats de l’analyse des paramètres suivants: densité, compression et relâchement. Ces paramètres ont été
testés dans les bouchons Symbios traités et dans les bouchons traités
avec la méthode traditionnelle, en provenance du même lot de liège.
Force de relâchement
(daN)
20
15
10
5
0
PT1
PT2
PS1
PS2
PT1
PT2
PS1
PS2
Force de compression
(daN)
100
80
60
40
20
0
42
Sergio Moutinho
Masse volumique
(daN)
250
200
150
100
50
0
PT1
PT2
PS1
PS2
Figure 6. Résultats de l’analyse de la densité, compression et relâchement dans des
bouchons bouillis avec le système traditionnel (PT1 et PT2) et par l’intermédiaire du
système Symbios système (PS1 et PS2).
La caractérisation physico-mécanique des bouchons étudiés
indique la conformité vis-vis des spécifications et des valeurs
indicatives proposées par le CTCOR:
• Les résultats de la masse volumique montrent l’homogénéité et la régularité structurelle de la matière.
• Les valeurs de la résistance à la compression sont dans
l’intervalle de référence du CTCOR: F1 = 80 ± 15 daN.
• Les valeurs de la force de relâchement sont dans l’intervalle
de référence du CTCOR: F2 = 15 ± 5 daN.
Conclusions
Avec la réalisation de cette étude, nous avons pu contrôler et évaluer le processus Symbios dans des conditions d’application réelles.
L’approche expérimentale a permis de vérifier et de consolider la base
théorique qui sous-tend le processus.
Les résultats obtenus montrent l’efficacité du processus Symbios
dans l’inhibition de la biosynthèse des chloroanisoles dans le liège. Le
processus Symbios apparaît comme un processus biologique préventif, qui favorise le développement de micro-organismes bénins dans
le liège, au détriment des espèces avec un potentiel de formation de
métabolites indésirables.
En outre, le procédé de Symbios montre une augmentation marquée de la capacité d’extraction du liège cuit, assurant une plus grande
efficacité dans le nettoyage et l’élimination des composés solubles
dans l’eau du liège.
43
Les bouchons Symbios présentent un profil sensoriel avec une limpidité et une homogénéité remarquables.
Le processus Symbios est inoffensif et respecte la réglementation
communautaire sur les matériaux destinés à entrer en contact avec les
denrées alimentaires.
Les sous-produits de la fabrication des bouchons en provenance
du système Symbios sont plus propres d’un point de vue physique et
organoleptique. Les avantages de Symbios s’étendent à la fabrication
de bouchons agglomérés.
Enfin, le processus Symbios n’introduit aucune déviation dans le
comportement mécanique et physique du liège, en préservant la fonctionnalité du bouchon de liège.
En conclusion, cette étude démontre l’efficacité du processus Symbios en respectant ainsi les termes et les conditions du Code International des Pratiques Bouchonnières.
44
ÉTUDE DU PROFIL
SENSORIEL DES
BOUCHONS EN
LIÈGE NATUREL
POUR LES VINS
TRANQUILLES
ÉTUDE DU PROFIL SENSORIEL DES
BOUCHONS EN LIÈGE NATUREL
POUR LES VINS TRANQUILLES
Jordi Roselló1, Miquel Puxeu1 et Juan-José R. Coque2
1
VITEC - Parc Tecnològic del Vi, Route de Porrera, Km.1, 43730 Falset, Espagne,
www.vitec.cat
2
Instituto de Investigación de la Viña y el Vino, Universidad de León,
Avenue de Portugal, 41, 24071 León, Espagne
Introduction
Le vieillissement en bouteille est un processus très important dans
l’élaboration des vins. Pendant sa durée de stockage en bouteille, le
vin subit des changements chimiques complexes qui peuvent affecter
la composition aromatique, les sensations en bouche, la couleur et
dans l’ensemble la perception de la qualité du produit.
Le bouchon de liège joue un rôle très important dans le vieillissement en bouteille en raison de ses caractéristiques particulières.
La diffusion de l’oxygène au travers du bouchon en liège est la principale cause des changements chimiques qui se produisent dans le
processus de vieillissement. Selon la quantité d’oxygène entrant dans
la bouteille au travers du bouchon en liège, le vin peut voir ses caractéristiques s’améliorer ou il peut développer des arômes indésirables.
Des expositions élevées à l’oxygène provoqueront la dégradation
des arômes variétaux et apparaîtront les composés responsables de
l’arôme d’oxydation comme peuvent l’être le sotolon et certains aldéhydes. Inversement, lorsque l’exposition à l’oxygène est excessivement faible, apparaîtront des arômes de réduction décrits comme une
odeur d’œufs pourris ou d’eau stagnante. Le bouchon de liège approprié à chaque vin sera celui qui apporte au vin l’oxygène nécessaire
pour optimiser son expression aromatique, sa sensation en bouche et
sa couleur.
Le bouchon de liège peut également affecter positivement la qualité du vin grâce à l’apport de composés positifs qui peuvent migrer
46
du bouchon au vin. Les composés présents dans le liège, comme les
alcools, les acides, les aldéhydes et les cétones peuvent contribuer de
manière positive à la qualité sensorielle du produit [1].
La structure physique et la composition chimique du liège lui
confèrent des caractéristiques particulières: imperméabilité, compressibilité, résistance à la dégradation et une grande tendance à se comporter comme un matériau chimiquement inerte. Le liège est constitué
essentiellement de subérine, de cellulose,de lignine et par une faible
proportion de composés extractibles [2]. Parmi ces derniers, on retrouve certains composés qui peuvent être extraits par une solution
hydro-alcoolique comme le vin.
La composition chimique du liège et son profil sensoriel sont affectés par le processus de fabrication du bouchon. Le liège est extrait
du chêne-liège (Quercus suber L.) tous les 9 et 14 ans, il est ensuite
stocké à l’air libre avant le bouillage.
Dans ce processus, le bouchon est plongé dans l’eau bouillante,
ses cellules se dilatent de façon irréversible le panneau de liège augmente en épaisseur et perd en densité. Le liège est classé en fonction
de son épaisseur et de sa qualité visuelle selon son utilisation: liège de
rebut à triturer, liège destiné à produire des bouchons de liège cylindriques et liège mince destiné à produire des rondelles pour les bouchons de vins mousseux. Pour produire des bouchons pour le vin, les
planches de liège sont découpées et perforées, donnant des cylindres
de liège qui, une fois lavés, sont marqués et reçoivent le traitement de
surface qui les transforme en bouchon fini.
Les processus de repos et de bouillage du liège sont ceux ayant
le plus grand impact sur la composition aromatique du bouchon fini, le
bouillage implique par exemple une augmentation de la concentration
en vanilline.
L’origine géographique du liège peut aussi affecter sa composition
chimique. Le liège est le tissu végétal constituant l’écorce du chêneliège qui présente la particularité de régénérer son écorce après
chaque extraction. Les chênes-lièges sont présents dans la zone ouest
de la Méditerranée, depuis les côtes atlantiques de l’Afrique du Nord
et de la péninsule Ibérique jusqu’aux régions du sud-est de l’Italie, y
compris les îles de l’ouest de la Méditerranée et de la frange côtière du
Maghreb. Certains composants minoritaires peuvent être utilisés pour
distinguer les populations d’origine du liège.
L’analyse des populations des chênes-lièges par des marqueurs
ADN des chloroplastes (microsatellites), identifie cinq haplotypes différents. Chacun est réparti dans les populations d’une zone géographique déterminée. Cette variabilité génétique peut également être
une source de variabilité dans la composition chimique.
47
ÉTUDE DU PROFIL SENSORIEL DES BOUCHONS EN LIÈGE NATUREL
Le but de cette étude a été de déterminer les composés positifs
présents dans le liège et pouvant contribuer à la qualité sensorielle
des vins. Pour cela, nous avons déterminé le profil aromatique des
bouchons en liège naturel de neuf zones distinctes.
Matériels et méthodes
Bouchons de liège
Des bouchons produits à partir du liège avec neuf origines distinctes dans quatre pays différents ont été analysés (figure 1).
•
Portugal: Vale do Tejo, Alentejo, Algarve.
• Espagne: Estrémadure, Catalogne, Valence.
• Italie: Toscane, Sardaigne.
• Maroc: Maâmora.
Dans tous les cas, les dimensions des bouchons étaient de 44 x 24
mm, la classe visuelle extra et le traitement de surface était en silicone.
Vallée du Tage
Algarve
Valence
Catalogne
Maâmora
Sardaigne
Alentejo
Toscana
Estrémadure
Figure 1. Provenance du liège analysé sur la carte de la répartition mondiale du
chêne-liège (en rouge).
48
Macération
Les bouchons ont été broyés (de 0,5 à 1 mm) de diamètre pour les
particules et 25 g ont été mis à macérer dans un litre de solution hydroalcoolique (12 % en vol.) pendant 10 jours à température ambiante.
Extraction en phase solide
On a utilisé de la résine LiChrolut EN emballée dans des cartouches de 200 mg (Merck, Darmstadt, Allemagne). Les cartouches
ont été lavées et conditionnés avec 5 ml de dichlorométhane, 4 ml
d’éthanol et finalement avec 5 ml de solution hydro-alcoolique.
Cent millilitres de liège macéré, auxquels on a ajouté 100 µl de solution de 2-octanol comme étalonnage interne, ont été filtrés au travers
d’une cartouche d’extraction de phases solides (SPE) à 2 ml/min. Par
la suite, l’agent absorbant a été séché et les analytes ont été récupérés avec 5 ml de dichlorométhane. Les échantillons ont été concentrés
dans évaporateur rotatif à 300 µl.
Analyse par GC-MS
L’analyse par GC-MS a été réalisée par le biais d’un chromatographe en phase gazeuse GC 7890 (Agilent Tecnologíes, Wilmington,
USA) raccordé à un détecteur de spectrométrie de masse MSD 5975C
(Agilent Tecnologíes, Wilmington, USA). La colonne utilisée a été une
HP5-MS (Agilent Tecnologíes, Wilmington, USA). Le programme des
températures a été de 40°C (durant 1 min), 5°C/min jusqu’à 225°C,
20°C/min jusqu’à 290°C avec un post run à 300°C durant 2 min. Les
composés volatils ont été identifiés par la comparaison des spectres
de masse avec la librairie NIST (Agilent Tecnologíes, Wilmington,
USA) et par le biais des durées de rétention. L’étalonnage a été effectué par le biais de l’analyse de solution à la concentration connue des
étalons de différents composés de dichlorométhane.
Résultats
29 composés aromatiques ont été détectés dans les échantillons
de liège analysés et ils ont été regroupés dans les familles suivantes:
vanilline et ses dérivés, phénols volatils, aldéhydes, cétones, cétones
aromatiques, alcools, terpinéols, furannes, acides aromatiques, esters
éthyliques et acides gras.
La vanilline est le composé ayant un impact positif sur le vin, elle a
été détectée dans le bouchon avec une plus grande concentration et
elle est présente dans l’arôme des vins vieillis en fûts. D’autres compo49
sés détectés et apportant des arômes en rapport sont l’acétovanillone
et le butanone.
4.000
3.500
3.000
mg / g liège
2.500
2.000
1.500
1.000
500
Vanillyl
méthylcétone
Acétovanillone
-500
Vanilline
0
Vanilline et ses dérivés
Figure 2. Moyenne et écart-type de la concentration en vanilline et dérivés dans les
échantillons de liège analysés.
D’autres composés ont été détectés:
• Phénols volatils: eugénol, l’isoeugénol, gaïacol et dihydroeugénol (Figure 3).
• Alcools: l’alcool phényléthylique et l’alcool benzylique (Figure 4).
• Aldéhydes: benzaldéhyde, benzenéacétaldéhyde et nonanal
(Figure 4).
• Cétones: 2-octanone et acétophénone (Figure 4)
• Terpinéols: β-terpinéol, 4-terpinéol, α-terpinéol, camphre, vératrole et bornéol (Figure 5)
• Esters éthyliques: octanate d’éthyle et gamma-nonalactone
(Figure 6)
• Acide gras: l’acide nonanoïque et l’acide dodécanoïque (Figure 6)
• Furannes: furfural et 2-pentylfurane (Figure 7)
• Cétones aromatiques: la benzophénone (Figure 7)
• Acides aromatiques: l’acide benzènacétique (Figure 7)
50
La plupart de ces composés sont fréquemment détectés dans le vin
et ils contribuent à son arôme. Certains peuvent apparaître dans des
aliments tels que le miel, le fromage, ou dans des huiles essentielles, ou
ils proviennent de la dégradation du bois.
Liste des symboles utilisés pour indiquer la contribution aromatique des composées positives détectées dans le liège:
Fruits
Vert
Crème à la
vanille
Agrumes
Pine
Coco
Rose
Amandes
Caramel
Floral
Épices
Miel
Œillet
Clous de
girofle
Fumée
Légumes
Bois
Cire
Menthe
Vanille
Fromage
51
800
700
600
mg / g liège
500
346,6
400
300
14,6
5,1
7,4
Isoeugénol
100
Eugénol
200
9,7
Cérulignol
Vinyl Guaïacol
-100
Guaïacol
0
Phénols volatils
Figure 3. Moyenne et écart-type de la concentration en phénols volatils et dérivés
dans les échantillons de liège analysés.
35
30
20
16,6
15
Aldéhydes
Cétones
Alcool benzylique
Acétophénone
0,5
2-octanone
-5
0,7
Benzaldéhyde
0
2,9
2-Phényléthanol
5
5,1
2,2
3,1
Benzèneacétaldéhyde
10
Nonanal
mg / g liège
25
Alcools
Figure 4. Moyenne et écart-type de la concentration en aldéhydes, cétones et les
alcools dans les échantillons de liège analysés.
52
15
9,4
11
9
7
3,8
4-Terpinéol
Bornéol
Vératrole
1
-1
0,7
0,3
Camphérol
3
2,8
1,3
a-Terpinéol
5
ß-terpinéol
mg / g liège
13
Terpénols
Figure 5. Moyenne et écart-type de la concentration en terpinéols dans les échantillons de liège analysés.
14
12
5,3
mg / g liège
10
8
3,3
6
4,7
4
2
0,1
Esters éthyliques
Acide
dodecanoïque
Acide
nonanoïque
g-nonalactone
-2
Éthyl octanoate
0
Acides gras
Figure 6. Moyenne et écart-type de la concentration en d’esters éthyliques et acides
gras dans les échantillons de liège analysés.
53
600
500
193,4
mg / g liège
400
300
200
100
3,7
1,1
3,2
Acide
phénylacétique
2-Phénylfurane
Furfural
-100
Benzophénone
0
Cétones
Acides
aromatiques aromatiques
Furanes
Figure 7. Moyenne et écart-type de la concentration en furannes, cétones aromatiques et acides aromatiques dans les échantillons de liège analysés.
L’écart-type est très élevé dans la plupart des composés et indique
des différences significatives entre les concentrations détectées dans
les 9 bouchons analysés. Sur la figure 8, la figure 9 et la figure 10,
on peut voir les différences de concentration en acide dodécanoïque,
benzèneacétaldéhyde et vanilline.
20
mg / g liège
15
10
5
Espagne
Italie
Portugal
Maâmora
Algarve
Alentejo
Vallée du
Tage
Sardaigne
Toscana
Estrémadure
Valence
Catalogne
0
Marroc
Figure 8. Concentration en acide dodécanoïque dans les 9 bouchons analysés.
54
60
mg / g liège
50
40
30
20
10
Espagne
Italie
Portugal
Maâmora
Algarve
Alentejo
Vallée du
Tage
Sardaigne
Toscana
Estrémadure
Valence
Catalogne
0
Marroc
Figure 9. Concentration en benzenéacétaldéhyde dans les 9 bouchons analysés.
8.000
7.000
mg / g liège
6.000
5.000
4.000
3.000
2.000
1.000
Espagne
Italie
Portugal
Maâmora
Algarve
Alentejo
Vallée du
Tage
Sardaigne
Toscana
Estrémadure
Valence
Catalogne
0
Marroc
Figure 10. Concentration en vanilline dans les 9 bouchons analysés.
D’après les données des concentrations des différents composés dans les bouchons provenant de différentes origines, nous avons
mené une analyse des principaux composants (ACP). La première
55
composante principale, qui comporte 40 % de la variabilité, classe les
bouchons en fonction de leur origine. Les bouchons de la zone atlantique et les bouchons d’Espagne continentale apparaissent à gauche
sur le graphique et les bouchons de la Méditerranée sur la droite.
Compte tenu des deux premiers composants principaux, quatre
groupes sont établis. Un premier groupe de bouchons d’Alentejo et de
la vallée du Tage avec une contribution importante des aldéhydes et
de la vanilline. Un groupe formé par les bouchons de l’Algarve, d’Estrémadure et du Levant espagnol, dont la contribution principale est
celle des phénols volatils. Le liège du Maroc se différencie du reste par
sa contribution en furannes, acides aromatiques et esters éthyliques.
Finalement, les lièges italiens (Sardaigne et Toscane) se caractérisent
par la contribution en cétones, alcools et acides gras (figure 11).
Biplot (axe F1 et F2: 60,70%)
4
Acides aromatiques
Acides gras
3
Esters éthyliques
Sardaigne
Alentejo
F2 (20,36%)
1
0
Aldéhydes
Vallée
du Tage
Furanes
Alcools
Marroc
Terpenols
2
Cétones
Toscana
Cétones
aromatiques
Vanilline
et dérivés
Catalogne
-1
Algarve
-2
Estrémadure
Valence
-3
Phénols volatils
-4
-5-4-3-2-10123456
F1 (40,34%)
Figure 11. Analyse des principaux composants (ACP) des familles d’arômes dans
les différents bouchons analysés (PC1 vs. PC2).
56
Conclusions
• Le liège présente des composés aromatiques qui peuvent être extraits par un milieu hydro-alcoolique, comme le vin, et qui sont capables d’avoir un impact positif sur la qualité sensorielle. Nombre
de ces composés positifs sont situés aussi dans le vin, en apportant des arômes fruités, fleuris, boisés, toastés.
• Le profil sensoriel des différents bouchons analysé et, par conséquent, l’effet positif potentiel sur le vin est très diversifié. Il existe
une grande différence entre la composition aromatique des différents bouchons analysés. On observe des concentrations très
différentes dans les composés avec un impact positif élevé sur le
vin, comme peuvent l’être la vanilline, l’acide dodécanoïque ou le
furfural.
• Les échantillons analysés montrent une relation entre le profil sensoriel des bouchons et la région d’origine du liège. Il peut être intéressant d’approfondir la relation entre la région d’origine du liège et
son profil sensoriel.
Bibliographie
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[2] Pereira, H. Cork chemical variability. 2013. BioResources, 8 (2), 2246 - 2256.
[3] Mazzoleni, V., Caldentey, P., Silva, A. 1998. American Journal of Enology
and Viticulture, 48 (1), 6 – 10
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1998. Phenolic Composition of Quercus Suber Cork from Different Spanish
Provenances. Journal ofAgricultural and Food Chemistry, 46, 3166 – 3171.
[5] Magri, D., Fineschi, S., Bellarosa, R., Buonamici, A., Sebastiani, F., Schirone, B., Simeone, M.C., Verdramin, G.G. 2007. The distribution of Quercus
suber chloroplast halotypes matches the paleogeographical history of the
western Mediterranean. Molecular Ecology, 16, 5259 – 5266.
57

Évaluation œnologique du bouchon de liège: réduction

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