Maîtrise de la fermentation malolactique

Responsable : Vincent Gerbaux

Intérêts pour la filière viti-vinicole

L’intérêt technique de ces travaux est d’assurer la réalisation de la fermentation malolactique en sélectionnant de nouvelles souches de bactéries lactiques, en développant de nouvelles biomasses bactériennes et en définissant les meilleurs protocoles de mise en œuvre.
Les enjeux œnologiques sont de deux ordres : préserver les qualités sensorielles et hygiéniques des vins d’une part et réduire les coûts et les délais de production, d’autre part.

Partenaires

Les partenaires techniques de l’action sont en premier lieu un fabricant et des distributeurs de ferments lactiques. La Sicarex Beaujolais a aussi participé directement aux travaux expérimentaux en cuverie expérimentale. 

Résultats acquis

Depuis 2002, l’essentiel des travaux concerne la maîtrise de la fermentation malolactique avec l’utilisation de bactéries lactiques sélectionnées :
- Impact des bactéries lactiques sur la qualité du vin.
- Développement d’une nouvelle souche de bactérie lactique pour les vins blancs.
- Mise en œuvre des biomasses bactériennes dans les vins.
- Amélioration des biomasses lyophilisées et caractérisation œnologique.

Perspectives

En ce qui concerne l’étude de la biodiversité d’Oenococcus oeni dans les vins, à partir d’une collection de bactéries lactiques, régulièrement alimentée, les travaux visent à étudier la diversité génétique dans l’espèce O. oeni., en relation avec l’intérêt œnologique des souches. Cette étude doit permettre de donner de nouveaux outils pour la mise au point des biomasses de bactéries lactiques dans le futur. Ce programme nommé Divoeni est financé par l’ANR, et piloté par la Faculté d’œnologie de Bordeaux (A. Lonvaud). Il est prévu pour trois ans, à partir de 2008. L’IFV est partenaire de ce programme.
Nouvelle méthode de dénombrement des bactéries lactiques : L’IFV a mis au point ces dernières années une méthode en cytométrie de flux pour le dénombrement des levures vivantes dans les vins. Le résultat est obtenu en moins d’un quart d’heure. Le dénombrement des bactéries lactiques est classiquement effectué en boite de Pétri et demande une incubation de sept jours. En 2008, l’IFV a prévu de poursuivre ses investigations sur la possibilité d’utiliser la cytométrie de flux pour le dénombrement des bactéries lactiques du vin.

Etude du risque de piqûre lactique au cours de l’élaboration des vins en Bourgogne

Intérêts pour la filière viti-vinicole

Lorsque les conditions sont favorables aux bactéries lactiques, la FML peut s’effectuer alors que le métabolisme des sucres par les levures n’est pas terminé. Des sucres résiduels peuvent alors être métabolisés par les bactéries lactiques exposant ainsi le vin au risque de piqûre lactique.
Cette étude vise à préciser le risque d’un développement de la piqûre lactique en fonction de différents paramètres œnologiques : type de vinification, pH du vin, teneurs en sucres, et moment de la croissance bactérienne.

Partenaires

Les partenaires techniques de l’action sont en premier lieu un fabricant et des distributeurs de ferments lactiques. La Siacarex Beaujolais a aussi participé directement aux travaux expérimentaux en cuverie expérimentale. 

Derniers résultats acquis

Il apparaît que le métabolisme des sucres résiduels par les bactéries lactiques de l’espèce Oenococcus oeni dans les vins de pinot noir et de chardonnay est ni systématique, ni forcément intense. Les conditions expérimentales devaient pourtant favoriser le développement de la piqûre lactique : températures élevées (18/20°C) et pas de stabilisation après FML. En fait l’évolution et l’activité de la population bactérienne après la fin de la fermentation malolactique dépendent de plusieurs facteurs. Le premier facteur est le pH. Pour des niveaux de pH de l’ordre de 3,1 pour les vins blancs et de 3,3 pour les vins rouges, il apparaît que la population bactérienne décroît spontanément après la fin de la FML. Son activité devient alors insignifiante. Par contre, pour des niveaux de pH supérieurs, la population bactérienne se stabilise et peut même s’accroître suite à la réalisation de la FML.
Le métabolisme des sucres résiduels ne peut être constaté que lorsque la FML est achevée. De plus, en présence d’une quantité significative d’acide citrique, ce substrat peut également être préféré aux sucres résiduels. Le métabolisme de l’acide citrique génère alors une production limitée d’acide acétique.
Lorsque les bactéries lactiques se développent précocement, au niveau du moût, le risque de piqûre lactique est très important après la réalisation de la FML. En cas d’arrêt de fermentation alcoolique et notamment à pH élevé, le métabolisme des sucres par les bactéries lactiques est très actif et produit conjointement de l’acide acétique et de l’acide D-lactique. Ces paramètres sont à prendre en compte par les vinificateurs qui, pour favoriser une présence majoritaire d’Oenoccocus oeni et assurer un déroulement rapide de la FML, ont recours à l’ensemencement bactérien des moûts.
Les résultats ont été obtenus en considérant l’espèce de bactéries lactiques Oenococcus oeni, qui est la plus courante dans les vins de Bourgogne. Dans le cas de vins dominés par des flores de lactobacilles ou de pédiocoques, les résultats pourraient être différents.

Influence de l’ensemencement en bactéries lactiques sélectionnées sur la maîtrise des teneurs en phénols volatils des vins de pinot noir

Intérêts pour la filière viti-vinicole

La maîtrise de la fermentation malolactique, par ensemencement bactérien, contribue à préserver le niveau qualitatif des vins de pinot noir en évitant le développement de Brettanomyces. Le gain sur le déroulement de la FML permet d’envisager une stabilisation précoce du vin et limite ainsi le temps laissé à Brettanomyces pour se développer et exprimer son métabolisme.

Partenaires

Les partenaires techniques de l’action sont en premier lieu un fabricant et des distributeurs de ferments lactiques. La Siacarex Beaujolais a aussi participé directement aux travaux expérimentaux en cuverie expérimentale. 

Derniers résultats acquis

Il est parallèlement constaté que les flores de bactéries lactiques et de Brettanomyces ne révèlent pas entre elles d’interactions notables. Les résultats montrent que les vins élaborés avec un ensemencement bactérien adéquat ne contiennent pas ou très peu de phénols volatils (niveaux toujours inférieurs au seuil de perception). Parallèlement, les vins non ensemencés en bactéries lactiques ne déclenchent pas toujours la FML au cours du suivi expérimental et renferment des teneurs en phénols volatils plus ou moins élevées selon la cuvée considérée. Ces résultats ont été obtenus en laboratoire avec des contaminations provoquées en Brettanomyces et en caves avec des contaminations spontanées. L’analyse sensorielle montre alors que le préjudice qualitatif lié à Brettanomyces est significatif pour les vins finis. L’ensemencement bactérien des vins rouges ne remet pas en cause la tradition bourguignonne favorisant une réalisation lente de la FML. Les biomasses bactériennes peuvent assurer une FML régulière à une température basse de l’ordre de 14°C. Le métabolisme bactérien est alors ralenti, de même que celui de Brettanomyces. L’ensemencement bactérien des vins rouges est donc un outil intéressant pour diminuer le risque d’apparition du caractère phénolé dans les vins rouges de pinot noir.

Incidence des biomasses sélectionnées par l’IFV sur la production d’amines biogènes dans les vins

Intérêts pour la filière viti-vinicole

Certains acides aminés peuvent être transformés par les bactéries lactiques en histamine, tyramine et putrescine. Les deux premières amines biogènes citées sont mises en cause dans les réactions d’intolérances alimentaires. Un niveau maximum de 10 mg/l d’histamine dans un vin (non scientifiquement justifiée) peut être exigé par certains acheteurs. Les teneurs en amines biogènes des vins dépendent de la quantité d’acides aminés précurseurs, de la flore bactérienne assurant la FML et de la stabilisation en fin de FML.

Partenaires

Les partenaires techniques de l’action sont en premier lieu un fabricant et des distributeurs de ferments lactiques. La Siacarex Beaujolais a aussi participé directement aux travaux expérimentaux en cuverie expérimentale.

Derniers résultats acquis

Les travaux ont été réalisés avec des vins de pinot noir et de chardonnay, ajustés à différents niveaux de pH, plus ou moins favorables au métabolisme bactérien. Les amines biogènes sont analysées à la fin de la FML et un mois après la fin de la FML, les vins n’étant pas stabilisés.
Quatre biomasses issues de sélection IFV (Vitilactic F, Lalvin 31, FML Expertise S et Vitilactic H+) ont été comparées avec une flore indigène complexe. Pour tous les lots ensemencés, les résultats analytiques donnent des valeurs d’histamine et de tyramine inférieures ou égales au seuil de quantification de 1 mg/l. La putrescine est toujours inférieure à 5 mg/l. Les résultats obtenus, un mois après FML, sont les mêmes que ceux obtenus en fin de FML, alors que la population bactérienne s’est maintenue à environ 1 million de cellules par ml. L’étude sur pinot noir montre que la flore indigène considérée a produit, dans le même temps, 14 mg/l d’histamine.

Mise au point d’une nouvelle biomasse bactérienne pour l’ensemencement direct des vins blancs

Derniers résultats acquis

Ce travail a nécessité cinq années (2002-2007) entre la sélection de la souche et la finalisation de la biomasse bactérienne.
Le développement d’une biomasse bactérienne pour la maîtrise de la fermentation malolactique des vins blancs est une opération délicate. En effet, ces vins peuvent présenter des caractéristiques physico-chimiques très défavorables pour les bactéries lactiques. Différentes étapes de sélection ont permis de retenir une souche, isolée d’un vin de chardonnay de Bourgogne. L’ensemencement direct a imposé le développement d’un procédé de production spécifique, afin de proposer une biomasse optimisée. Dans ces conditions, les résultats montrent que cette nouvelle biomasse peut réaliser la fermentation malolactique dans des conditions physico-chimiques très différentes, représentatives d’un vin de base pour effervescent avec un pH bas (3,0 et en dessous) ou d’un chardonnay de forte maturité avec un degré alcoolique élevé (14,0 % vol. et au dessus). Le meilleur niveau de température, pour en optimiser l’efficacité dans un vin, est de 16°C.  Une température supérieure est néfaste à l’implantation de la biomasse dans le vin, notamment lorsque les conditions sont défavorables. A l’inverse, une température trop basse, ralentit d’autant le métabolisme bactérien. Une température de l’ordre de 15/16°C permet donc de concilier une bonne implantation de la biomasse et une activité métabolique intéressante.
La biomasse issue de ces travaux , Vitilactic H+, est proposée aux professionnels à partir des vinifications 2007. Afin d’optimiser son efficacité, notamment dans les conditions des plus acides, Vitilactic H+ est inoculée après une réactivation peu contraignante de 24 heures.

Mise en œuvre de la co-inoculation levures / bactéries lactiques pour la vinification des vins rouges primeurs en Beaujolais

Intérêts pour la filière viti-vinicole

Une réalisation rapide de la FML est particulièrement importante pour l’élaboration des vins primeurs, ceux du Beaujolais en particulier. La co-inoculation levure / bactéries lactiques permet alors une réduction appréciable du délai de réalisation de la FML.

Partenaires

Les partenaires techniques de l’action sont en premier lieu un fabricant et des distributeurs de ferments lactiques. La Siacarex Beaujolais a aussi participé directement aux travaux expérimentaux en cuverie expérimentale. 

Derniers résultats acquis

Les résultats montrent que la maîtrise de la FML des vins primeurs, doit être raisonnée en fonction de la technique de vinification employée. La modulation de la dose de bactéries lactiques ajoutée est un moyen intéressant pour adapter l’efficacité des biomasses bactériennes à la situation œnologique.
Dans le cas d’une vinification Beaujolaise classique, la co-inoculation levures / bactéries lactiques doit être envisagée en ramenant la dose de bactéries lactiques employée à environ 0,1 g/hl. Dans ces conditions, les FA et FML ont un déroulement parallèle. En cas de macération pré-fermentaire à chaud, la co-inoculation levures / bactéries lactiques, donne un résultat proche de celui obtenu en vinification Beaujolaise, que si la dose de bactéries lactiques s’élève à 1 g/hl. Une dose intermédiaire, entre 0,2 et 1 g/hl, peut aussi être intéressante, en sachant que le délai de réalisation de la FML sera allongé, d’une à deux semaines selon les cas. Les biomasses considérées, Vitilactic F, Lalvin 31 ou FML Expertise S peuvent alors toutes donner des résultats intéressants et les vins finis présentent des caractéristiques n’appelant pas de commentaire. Dans le cadre de cette étude, la modulation de la dose de bactéries lactiques, en fonction de la situation œnologique, permet outre une meilleure gestion de la FML, de contenir le coût de l’ensemencement bactérien.
Lorsque les vendanges sont saines, la macération des vins primeurs est avantageusement réalisée sans l’apport de SO2. Si les conditions imposent un sulfitage, l’activité des bactéries lactiques est réduite. Il est alors préférable de décaler l’ensemencement bactérien de 1 à 2 jours par rapport au levurage.

Perspectives

Des études sur la co-inoculation des vins blancs ont débuté en 2006. Aujourd’hui les résultats ne sont pas assez reproductibles pour que la technique soit conseillée par l’IFV dans la pratique. En 2008, les travaux sur la co-inoculation levures / bactéries lactiques en vinification en blanc seront poursuivis, notamment avec la nouvelle biomasse Vitilactic H+. Les problèmes à résoudre sont essentiellement liés au couple SO₂ / acidité. En conditions défavorables, l’implantation des bactéries est difficile et la mortalité trop importante. La mise en œuvre des biomasses doit être approfondie.

Optimisation de la production des biomasses bactériennes et comparaison oenologiques de biomasses commerciales

Intérêts pour la filière viti-vinicole

Les travaux sur l’optimisation de la production industrielle des biomasses bactériennes sont conduits depuis de nombreuses années et sont particulièrement importants, notamment depuis la généralisation des préparations à ensemencement direct. L’adaptation des cellules est en effet réalisée pendant le processus de fabrication et non plus lors de la mise en œuvre par l’utilisateur. Les biomasses concernées sont notamment issues des sélections conduites par l’IFV. Quatre objectifs sont visés :
- Améliorer le rendement de production afin d’en diminuer le coût.
- Améliorer les performances des biomasses produites.
- Améliorer la répétabilité des procédés de fabrication.
- Améliorer le contrôle qualité des biomasses produites.
Les travaux s’articulent autour des problématiques suivantes :
- Suivi de l’état physiologique de biomasses à différents stades de la fabrication.
- Comparaisons de procédés de fabrication.
- Comparaisons de lots de fabrication.
Parallèlement aux travaux liés à l’élaboration des biomasses, des expérimentations sont conduites pour comparer les principales biomasses du marché œnologique dans des vins blancs et des vins rouges, plus ou moins favorables aux bactéries lactiques. Ces expérimentations permettent de préciser les aptitudes œnologiques des biomasses sélectionnées par l’IFV et de tester de nouvelles préparations proposées sur le marché œnologique.

Perspectives

En 2008, il est prévu de poursuivre les travaux sur l’optimisation des biomasses et les comparaisons œnologiques de biomasses commerciales.

Bibliographie

• Gerbaux V, Briffox C, Dumont A and Krieger S. Influence of inoculation with selected lactic acid bacteria on the volatile phenol levels in Pinot noir wines. Soumis pour publication dans American Journal of Enolgy and Viticulture, En cours de révision.
• Gerbaux V., Briffox C., Bou-Déléris M. 2008. Mise au point d’une nouvelle biomasse bactérienne pour l’ensemencement direct des vins blancs. Revue Française d’Oenologie., 227, 6-11.
• Gerbaux V., Briffox C., Lempereur V. Boisson R, 2008. Mise en œuvre de la co-inoculation levures / bactéries lactiques pour la vinification des vins rouges primeurs en Beaujolais. Revue des Œnologues, 127, 23-26.
• Gerbaux V., 2007. Dénombrement rapide de Brettanomyces dans les vins rouges par cytométrie de flux. Revue des Oenologues, 123, 21-23.
• Gerbaux V., Briffox C. et Vincent B. 2005. Etude du risque de piqûre lactique au cours de l’élaboration des vins de Bourgogne : 2ème partie : Résultats concernant les vins de chardonnay. Revue des Oenologues., 114, 23-24.
• Gerbaux V., Briffox C. et Vincent B. 2004. Etude du risque de piqûre lactique au cours de l’élaboration des vins de Bourgogne : 1ère partie : Résultats concernant les vins de pinot noir. Revue des Oenologues, 113, 44-46.
• Gerbaux V., Briffox C., Meistermann E., Villa A. et Lagarde G. 2004. Influence de l’utilisation du lysozyme sur la stabilité protéique des vins blancs. Revue Française d’Oenologie, 208, 16-21.
• Gerbaux V., Briffox C. 2003. L’impact du lysozyme sur la couleur des vins rouges. Wine Internet Technical Journal (vinidea.net), 4.
• Gerbaux V., Briffox C. 2002. Influence de l’ensemencement en bactéries lactiques sur l’évolution de la couleur des vins de pinot noir pendant l’élevage. Revue des Œnologues, 103, 19-24.