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« La soutenance de thèse est un moment important pour l’étudiant de doctorat et pour le laboratoire dans lequel il a passé en général trois années de recherche. Cette présentation orale permet au « thésard » de mettre en valeur son travail, de défendre ses résultats et de les exposer à ses pairs, mais aussi à un public plus large et notamment aux professionnels de la spécialité. Pour l’ISVV, c’est un moment en fin d’année symbolique de l’activité de recherche autour de la vigne et du vin dans toute sa pluridisciplinarité. »

Paul le Montagner - vendredi 9 juin
 

Paul le Montagner soutiendra sa thèse « Recherche sur les propriétés de bioadhésion de l’espèce Brettanomyces bruxellensis : application à l’hygiène des caves et à la prévention de la contamination des vins » le vendredi 09 juin 2023 à 9h dans l’amphithéâtre de l’ISVV.   La thèse de Paul le Montagner est encadrée par Pr Isabelle Masneuf-Pomarède Bordeaux Sciences Agro, chercheur dans UMR 1366 ŒNOLOGIE.

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Résumé :

Brettanomyces bruxellensis est une levure rencontrée dans de nombreuses boissons fermentées (vins, bière, cidre, téquila, kombucha). En œnologie, cette espèce est considérée comme une levure d'altération, produisant des phénols volatils qui évoquent des odeurs de sueur de cheval, d'écurie et masquent la perception des arômes fruités des vins rouges. Brettanomyces bruxellensis présente une grande capacité d'adaptation au milieu vin en lien avec sa tolérance à l'éthanol et aux sulfites, principal antiseptique utilisé en vinification. La cave est considérée comme la principale source à l'origine de la contamination des vins. Dans cet environnement hostile, Brettanomyces bruxellensis serait capable de vivre et de survivre, grâce à des aptitudes particulières d'adhésion et de colonisation des surfaces abiotiques pour former des édifices tridimensionnels encore appelés « biofilms ». Les principaux objectifs de cette thèse sont (i) de caractériser les propriétés physico-chimiques de surface et de bioadhésion d’un ensemble de souche représentatif de la diversité de l’espèce, (ii) d’étudier l’impact de facteurs biotiques et abiotiques sur la bioadhésion d’un sous ensemble d’individus présentant des comportements contrastés, (iii) d’évaluer la capacité à la formation de biofilm et les conséquences sur la contamination des vins (iv) d’explorer les zones à risques au chai et formuler des recommandations en terme de prévention de la contamination.

La caractérisation des propriétés physico-chimiques de surface et de bioadhésion a été réalisée sur un ensemble de 54 souches représentatif de la diversité génétique. Les souches sont hydrophiles et présentent une charge de surface négative avec des différences selon le groupe génétique. Toutes les souches testées ont montré des aptitudes à bioadhérer sur l’inox avec cependant des différences selon le groupe génétique, les souches du groupe bière présentent le comportement bioadhésif le plus marqué. Une corrélation entre hydrophobicité et bioadhésion a pu être mise en évidence. Le pH et la concentration en éthanol n’ont pas d’impact significatif sur la bioadhésion, la variance étant principalement expliquée par le facteur souche, montrant que ce phénotype serait déterminé au niveau génétique. Un travail complémentaire de phénotypage à grande échelle (170 souches)  confirment que Brettanomyces possède la capacité à croître et bioadhérer sous forme de pseudohyphes, en particulier pour certains isolats du groupe Kombucha, bioéthanol. La capacité à former un biofilm est souche dépendante et variable selon les modèles pluri-souches ou pluri-espèces, la présence d’un biofilm bactérien limitant la bioadhésion par Brettanomyces ; les cellules bioadhérées peuvent se décrocher et contaminer à nouveau le vin en produisant des phénols volatils. Enfin, les analyses de surface au chai ont confirmé la présence de Brettanomyces sur certains équipements de la cuverie, avec une capacité de bioadhésion plus faible sur résine époxy par rapport à l’acier inoxydable.

Charlotte Vion - Mercredi 14 juin 
 

Charlotte Vion soutiendra sa thèse « Etude de la modulation de l'acidité des vins par Saccharomyces cerevisiae par des approches génétiques et métabolomiques. Rôle de la consommation et de la production de l'acide malique au cours de la fermentation alcoolique » le  mercredi 14 juin à 13h dans l’amphithéâtre de l’ISV

La thèse de Charlotte VION est encadrée par Dr Philippe Marullo, chercheur HDR détaché dans UMR 1366 ŒNOLOGIE.

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Résumé :
La hausse des températures a de nombreux impacts sur la vigne et les baies de raisin. Parmi eux, une augmentation de la teneur en sucre des baies à maturité et une diminution de leur teneur en acidité. L’adaptation des pratiques viti-vinicoles aux matrices oenologiques de demain passe, entre autres, par l’utilisation de levures de vinification mieux adaptées aux caractéristiques physico-chimiques des moûts. Il existe au sein de l’espèce Saccharomyces cerevisiae une grande variabilité génotypique et phénotypique impactant de nombreux traits technologiques. La capacité des levures de vinification à moduler l’acidité lors de la fermentation alcoolique est au centre de ce travail de thèse. Cette propriété technologique a été optimisée grâce à des programmes de croisement assistés à l’aide de marqueurs génétiques liés à des QTLs (Quantitative Trait Loci) préalablement identifiés. Des souches fortement consommatrices ou productrices d’acide malique ont été obtenues. Ces souches ont été caractérisées d’un point de vue fermentaire, métabolique et sensoriel dans plusieurs matrices oenologiques afin de les intégrer à différents itinéraires de vinification. Un état des lieux de la modulation de l’acidité d’une cinquantaine de souches du genre Saccharomyces a également été entrepris. Ce paysage phénotypique a été réalisé par une approche de métabolomique ciblée par RMN du proton dans différentes matrices oenologiques. Des différences phénotypiques portant sur la teneur finale en acides organiques ont été mises en évidence. Pour un sous-ensemble de souches de S. cerevisiae appartenant aux groupes génétiques de vin et de voile, une étude comparative de la concentration en métabolites intracellulaires a été réalisée. Ce travail a nécessité le développement d’une méthode d’extraction et de quantification par spectrométrie RMN du proton. Des trade-off métaboliques avec des traits d’histoire de vie ont été mis en évidence entre les deux groupes. Une dernière partie plus fonctionnelle vise à comprendre les modes de production et de consommation de l’acide malique au cours de la vinification. L’ajout dans le milieu fermenté d’acide malique marqué au 13C et l’utilisation de plusieurs approches métabolomiques: LC-MS/MS, GC-MS, RMN-2D, a permis de comprendre les spécificités métaboliques de souches extrêmes. Enfin l’étude métabolomique non ciblée de plusieurs vins obtenus à partir de souches extrêmes a permis de définir des molécules clés capables de moduler l’acidité des vins.

Mots clés : Contrôle de l’acidité des vins ; OEnologie ; Acide malique ; Sélection génétique ; Métabolomique

Pierre Moulis - Mardi 27 juin 
 

Pierre Moulis soutiendra sa thèse le 27 Juin à 8h15 dans l’amphi de l’ISVV. Il s’agit d’une thèse en cotutelle avec l’HGU en Allemagne (Directrice de Thèse : Patricia Ballestra, co-directrice de thèse Doris Rauhut). Le titre et le résumé en anglais de la thèse sont présentés ci-dessous. Un résumé en français est proposé en suivant. Pour info, Pierre Moulis présentera les résultats de ses travaux en anglais.

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Exploration of the phenomena associated with the production of pyrrole and pyridine derivatives responsible for mousy off-flavours in wine

Absract:
In recent years, consumer demand for organic food has continued to grow. The actors of the wine sector are attentive to these expectations. Wine production is evolving with decreases in the use of certain inputs that can directly impact the quality of wine. For example, there has been an upsurge in the "mousy off-flavour" defect in wines with reduced sulphite content. Today, three molecules seem to be at the origin of this defect: 2-acetylpyrroline (APY), 2-acetytetrahydropyridine (ATHP), and 2-ethyltetrahydropyridine (ETHP). Our work, combining chemical, microbiological and oenological approaches, provides answers to the mechanisms of appearance of this defect in wine.

In order to provide answers, methods for quantifying N-heterocyclics responsible for mousiness have been developed using SBSE-GC-MS techniques. The method of determination in wine made it possible to quantify the compounds in 74 different wines. The second method is adapted to a chemically defined medium, containing all the precursors known to date "mousy off-flavours". It makes it possible to test microorganisms for their ability to produce the mousy off-aroma under standardized conditions. These methods have been used to show that the proportion of the two tautomers of 2-acetyltetrahydropyridine is not impacted by the pH of the wine and buccal cavity.

Microorganisms were isolated from 25 wines with the defect. The most frequently encountered species are Saccharomyces cerevisiae, Oenococcus oeni, or Brettanomyces bruxellensis. Among the 353 microorganisms isolated, only strains of B. bruxellensis, Lentilactobacillus hilgardii, Oenococcus oeni are able to produce mousy compounds in model medium. Strains of collections belonging to these three species were then studied under the same conditions. The results show that the levels and ratios of the three N-heterocycles show significant variation between species but that all the strains evaluated (22 strains of B. bruxellensis, 10 strains of L. hilgardii, 20 strains of O. oeni) have the capacity to produce at least one of the three compounds. Further model media tests have shown that there may be interaction between microorganisms to produce mousy compounds.

The study of these interactions was continued in the wine environment. A white Ugni must was vinified using 2 different strains of Saccharomyces cerevisiae. And the production of the mousy compounds was then followed over 24 days. The results showed that, regardless of the microorganisms that produce, one of the two strains of S. cerevisiae contributes to the development of conditions for greater production of APY in wines.

Finally, production kinetics were undertaken in a model medium to determine at what physiological stage B. bruxellensis could produce these compounds. ATHP production is not linear. The compound appears promptly in significant concentrations, especially at the beginning of the stationary growth phase and then it’s disappearing. Hypotheses have been made about the physiological role of this compound.

Key words: Mousy off-flavours; Wines; Brettanomyces bruxellensis; lactic acid bacteria; Organoleptic deviations

Résumé :
Depuis quelques années, la demande des consommateurs pour les aliments biologiques n’a cessé de croître. Les acteurs de la filière vitivinicole sont à l’écoute de ces attentes. La production de vins évolue avec des diminutions d’utilisations de certains intrants pouvant impacter directement la qualité du vin. C'est ainsi que l'on note une recrudescence du défaut « des goûts de souris » dans les vins à teneur réduite en sulfites. A l’heure actuelle, trois molécules sembleraient être à l’origine de ce défaut : le 2-acétylpyrroline (APY), le 2-acétyltétrahydropyridine (ATHP) et le 2-éthyltétrahydropyridine (ETHP). Notre travail, combinant des approches chimiques, microbiologiques et oenologiques permet d’apporter des éléments de réponse quant aux mécanismes d’apparition de ce défaut dans le vin.

Afin d’apporter des éléments de réponses, des méthodes de quantifications des N-hétérocycliques responsables du goût de souris ont été développées en utilisant des techniques de SBSE-GC-MS. La méthode de dosage dans le vin a permis de quantifier les composés dans 74 vins différents. La deuxième méthode est adaptée à un milieu chimiquement défini, contenant tous les précurseurs connus à ce jour « des goûts de souris ». Elle permet de tester les microorganismes pour leur capacité à produire le goût de souris en conditions standardisées. Ces méthodes ont permis de montrer que la proportion des deux tautomères du 2-acétyltétrahydropyridine n’est pas impactée par les différences de pH entre celui du vin et celui buccal.

Des microorganismes ont été isolés à partir de 25 vins présentant le défaut. Les espèces les plus fréquemment rencontrées sont des Saccharomyces cerevisiae, des Oenococcus oeni ou bien des Brettanomyces bruxellensis. Parmi les 353 microorganismes isolés, seules les souches de B. bruxellensis, Lentilactobacillus hilgardii, Oenococcus oeni sont capables de produire les composés sourissés en milieu modèle. Des souches de collections appartenant à ces trois espèces ont ensuite été étudiées dans les mêmes conditions. Les résultats montrent que les niveaux et les rapports des trois N-hétérocycles présentent d’importantes variations selon les espèces mais que toutes les souches testées (22 souches de B. bruxellensis, 10 souches de L. hilgardii, 20 souches de O. oeni) ont la capacité de produire au minimum un des trois composés. D’autres essais en milieu modèle ont montré qu'il pouvait y avoir une interaction entre microorganismes pour la production des composés du goût de souris.

L'étude de ces interactions a été poursuive en milieu vin. Un moût d’Ugni blanc a été vinifié à l’aide de 2 souches de Saccharomyces cerevisiae différentes. Et la production des composés sourissés a ensuite été suivie sur 24 jours. Les résultats ont montré que, peu importe les microorganismes producteurs, une des deux souches de S. cerevisiae contribue au développement de conditions permettant une production de l’APY plus importante dans les vins.

Enfin des cinétiques de productions ont été entrepris en milieu modèle afin de déterminer à quel stade physiologique B. bruxellensis pouvait produire ces composés. La production d’ATHP n’est pas linéaire. Le composé apparait de façon ponctuelle dans des concentrations importantes, notamment en début de phase stationnaire de croissance. Des hypothèses ont été formulées sur le rôle physiologique de ce composé.

Mots clefs: Goût de souris; Vins; Brettanomyces bruxellensis; Bactéries Lactiques; Déviations organoleptiques


Institut des Sciences de la Vigne et Vin - 210 Chemin de Leysotte
CS50008 - 33882 Villenave d'Ornon