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NOUVELLES ACQUISITIONS SUR L’HYDROLYSE des composés glycosidiques dans le vin

JUAN CACHOLAAE – Université de Saragosse

PROJET VINAROMAS : COLLOQUE INTERNATIONAL SUR LES ARÔMES DU VIN Hôtel de région de Midi-Pyrénées 20 novembre 2012

COMPOSÉS GLYCOSIDIQUES JUAN CACHOLAAE

L’arôme du vin

Composés dérivés du raisin et profiles

Caractéristiques aromatiques du cépage

Libres (odorants)

Profile d’acides aminés, acides gras, etc.

Arôme variétal

Précurseurs spécifiques

Précurseurs cystéinylés Précurseurs glycosylés

Détermine le caractère et qualité Formation très complexe

Thiols variétaux Terpènes, phénols, norisoprénoïdes..



Précurseurs glycosylés

INTRODUCTION

Hydrolyse acide Hydrolyse enzymatique

Libération d’arômes au cours de la vinification et vieillissement

Réserve potentielle d’arômes

Hydrolyse lente au pH du vin

Hydrolyse par enzymes glycosidases:

- dans le raisin- levures et bactéries- d’origine fongique

Processus métaboliques



Processus selon lesquels les précurseurs glycosidiques sont transformés pour libérer des composés odorants. Détermination du

rôle dans l’arôme du vin

Hydrolyse des précurseurs par levures et bactéries au coursde la fermentation alcoolique et malolactique. Moléculesformées? Effet sensoriel?

Comparaison des stratégies d’hydrolyse desprécurseurs. Mesure du potentiel aromatique du raisin.

Libération et formation d’arômes au cours duvieillissement du vin (en présence et en absence delies).

OBJECTIFS


COMPOSÉS GLYCOSIDIQUES JUAN CACHOLAAEMÉTHODOLOGIE

J. Agric. Food Chem. 2007, 55, 6674-6684

1.5 Kg raisins

Broyage et centrifugation

Macération pH 7 13% EtOH, 36h

Extraction SPELichrolut EN (5 mg/mL)Rinçage:

1) H2O 2) pentane:DCM (2:1)

Elution AcEt:MeOH (9:1)Elimination solvant

Macéré

Extraction SPE(même façon jus)

20 mL EtOH:H2O (50%) 20 mL EtOH:H2O (50%)

40 mL extrait

Jus Pellicules

Extraction de précurseurs

glycosidiques

M.J. Ibarz, V. Ferreira, P. Hernández-Orte, N. Loscos, J. Cacho. J. Chromatogr. A. 2006, 1116, 217-229

Utilisation des mélanges de cépages

Précurseurs dans l’extrait: glycosylés et polyhydroxylés



Lopez et al. (2002) J. Chromatogr. A 966, 167-177

15 mL vin

Elution: 600 μL DCM

Analyse GC-MS

Analyses des arômes

Extraction SPE

Lichrolut EN (50mg)

Rinçage: 5 mL 40% MeOH

Loscos et al. (2007) J. Agric. Food Chem. 55, 6674-6684

14 terpènes10 norisoprénoïdes11 phénols volatils9 vanilles 8 benzènes5 lactones4 divers



Analyse sensorielle des vins

Analyses descriptives

Sélection des descripteurs sensoriels

Intensité dans les vins



N. Loscos, P. Hernández-Orte, J. Cacho, V. Ferreira

J. Agric. Food Chem. 2007, 55, 6674-6684

Release and formation of varietal aroma compounds during alcoholic fermentation from

nonfloral grape odorless flavor precursor fractions



¿Papel de levaduras Saccharomyces en la hidrólisis de precursores?

Actividad β-glicosidasa en levaduras comerciales

Estabilidad pobre en condiciones vinificación

(Günata et al. 1986, Delcroix et al. 1994)

Incubación levaduras + hollejos expresión notas varietalesPapel levadura en expresión del aroma varietal

(Delfini et al. 2001)

Fermentación mosto sintético + precursores (3 Saccharomyces) liberación de aromas varietales

(Ugliano et al. 2006)

Liberación del Aroma por Levaduras a Partir de Fracciones de Precursors



Mosto var. Macabeo

+Extracto de precursores glicosídicos

(30mL/L mosto)

Fermentación alcohólica

3 levaduras Saccharomyces

Mosto no adicionado

(T)

Mostoadicionado

(A)

Vino control(CON)

Extracción SPE

(3 réplicas)J. Agric. Food Chem. 2007, 55, 6674-6684

Liberación del Aroma por levaduras



Liberación del Aroma por Levaduras

Aumento de la concentración en vinos adicionados

* Excepciones: ácidos 3-metil- y 2-metilbutírico, y Z-3-hexen-1-ol.

Mayores incrementos:

- vainillas: vanillato de metilo (x7), vanillato de etilo (x4),

acetosiringona (x5).

- cinamatos (x2), guaiacol (x2) y algunos norisoprenoides

(actinidoles, 3-oxo-α-ionol) (x2)

Efectos de la adición de la fracción de precursores



05

1015202530

Con

cent

raci

—n

(_g/

L)

CON L1 L2 L3

Vanillato de metiloCON

T

A

0

2

4

6

8

10

Con

cent

raci

—n

(_g/

L)

CON L1 L2 L3

_-damascenonaCON

T

A

0

5

10

15

20

Con

cent

raci

—n

(_g/

L)

CON L1 L2 L3

GuaiacolCON

T

A

0

4

8

12

16

20

Con

cent

raci

—n

(_g/

L)

CON L1 L2 L3

LinalolCON

T

A

Efecto de la levadura

Liberación del aroma por Levaduras



Incrementos por debajo del umbral de olfacción (excepciones: β-damascenona, β-ionona y vinilfenoles)

Cinamatos, lactonas, terpenos y vainillas ejercen una acción concertada sobre el aroma

Contribución a la nota floral

J. Agric. Food Chem. 2007, 55, 6674-6684




Levadura 1

020406080

100Azufrados

Fruta dulce

C’trico-herb‡ceo**

Fusel

Tostado

Oxidado

Floral**

Dulce

L1T L1A

Levadura 2

020406080

100Azufrados

Fruta dulce

C’trico-herb‡ceo

Fusel

Tostado

Oxidado*

Floral**

Dulce*

L2 L2A

Levadura 3

020406080

100Azufrados

Fruta dulce

C’trico-herb‡ceo

Fusel

Tostado*

Oxidado

Floral*

Dulce*

L3 L3A

Floral Floral

Floral

Aumento de la nota floral

Resto de descriptores: dependencia

levadura




Confirmación del papel de las levaduras Saccharomyces en la liberación de

aromas varietales durante la fermentación alcohólica

Aromas liberados en pequeñas concentraciones pero suficientes para

causar efectos sensoriales significativos

Disminución concentración isoácidos al adicionar la fracción de precursores

glicosídicos.

Diferencias entre levaduras a nivel químico y sensorial

CONCLUSIONES



The Development of Varietal Aroma from non-Floral Grapes by Yeasts of different Genera

P. Hernández-Orte, M. Cersosimo, N. Loscos J. Cacho, E.

García-Moruno, V. Ferreira

Food Chem. 2008, 107, 1064-1077



Food Chem. 2008, 107, 1064-1077

Estudios anteriores con levaduras no Saccharomyces

Actividad β-glicosidasa superior a levaduras del tipo Saccharomyces

Mayor capacidad para hidrolizar fracciones de precursores

Incubación células + precursores en condiciones óptimas (pH 5, 30-40ºC)

Fernández-González et al. 2003 Mendes-Ferreira et al. 2001

Generación del Aroma Varietal por Levaduras



Food Chem. 2008, 107, 1064-1077

0

4

8

12

16

20

_-decalactona vanillato demetilo

vanillato de etilo

Con

cent

raci

—n

(_g/

L)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

_-ionona guaiacol Nerol Linalol

Con

cent

raci

—n

(_g/

L)

Compuestos aromáticos formados a partir de precursores

Torulospora más diferente

Debaryomyces actividad fermentativa baja

Brettanomyces mayores niveles

isoácidos y etilfenoles

Saccharomyces

..además β-damascenona y vinilfenoles



no Saccharomyces: Brettanomyces

0

10

20

30

40

50

60Violeta

Fruta ex—tica

Flor blanca

Rosa

C’trico

Melocot—n

Coco VegetalFruta seca

Vainilla

Compota

Especiado

4-etilfenol

Tostado

Queso

372 SIN

372 CON

Saccharomyces

0

5

10

15

20

25

30Violeta

Fruta ex—tica

Flor blanca

Rosa

C’trico

Melocot—n

Coco Vegetal

Fruta seca

Vainilla

Compota

Especiado

Tostado

Medicinal

1450 SIN

1450 CON

Efecto sensorial de la adición de precursores

VioletaFruta exótica

Flor blanca

Melocotón

Aumento linalol, β-damacenona, β-ionona, cinamatos y lactonas

Queso

Disminución 2-metil y 3-metilbutírico

4-etilfenol

Aumento 4-etilfenol y 4-etilguaiacol

Compota

Food Chem. 2008, 107, 1064-1077



CONCLUSIONES

Influencia crítica del género de levadura en los niveles de gran parte de los

aromas varietales

Gran diversidad de actividades enzimáticas entre géneros. Diferencias

menores para un mismo género

Confirmación efecto disminución en la síntesis de isoácidos con la adición

de la fracción de precursores.



Aroma Development from non-Floral Grape Precursors by Wine Lactic Acid Bacteria

P. Hernández-Orte, M. Cersosimo, N. Loscos J. Cacho, E.

García-Moruno, V. Ferreira

Food Res. Int. 2009, 42, 773-781



Food Res. Int. 2009, 42, 773-781

Generación del Aroma a partir de Precursores de la uva por LAB

Estudios anteriores con bacterias lácticas

Oenocuccus oeni

Capaces de transformar precursores glicosídicos

Liberación de aromas varietales durante la FML

Lactobacillus y Pediococcus

Información menorActividad β-glicosidasa capacidad para liberar

aromas no estudiada

Boido et al. 2002Ugliano et al. 2003Ugliano et al. 2006

Grimaldi et al. 2005



Generación del Aroma a partir de Precursores de la Uva por LAB

Determinación actividad β-glucosidasa (respecto al p-NPG) de 20 cepas de bacterias lácticas:

10 O. oeni, 8 Lactobacillus y 2 Pediococcus

Fermentación maloláctica

Vino sintético + precursores + bacteriasSPE

GC-MS

8 Cepas con mayor actividad

Control Bprec: vino sintético + precursores

Vino sintético + bacterias +

Food Res. Int. 2009, 42, 773-781



0123456789

Con

cent

raci

—n

(_g/

L)

Z-3-hexen-1-ol _-inona x 10 Linalol 4-vinilfenol Sumavainillas/10

Generación del Aroma a partir de Precursores de la Uva por LAB

Pediococcus : no actividad β-glucosidasa en cepas estudiadas

Lactobacillus : no transformación del ácido málico

O. oeni y Lactobacillus : capaces de liberar pequeñas cantidadesde terpenos, norisoprenoides, fenoles volátiles y vainillas.

Concentración ligeramente superior

para O. oeni L5199 similar O. oeni



0

5

10

15

20

25 Violeta

Flo

Fru

Fruta secQuemado

cos

—ico

Alcohol

Generación del Aroma a partir de Precursores de la Uvapor LAB

Efecto sensorial

Alcohol

Fruta seca

O5106 SIN

O5106 CON

B prec

Oxidado

Vegetal

Especiado

Cítrico

Mantequilla

Fenólico

Fruta de árbol

Efecto hidrólisis ácida

Acción bacterias sobre precursores

Metabolismo bacterias

Food Res. Int. 2009, 42, 773-781



CONCLUSIONES Confirmación presencia actividad β-glucosidasa en bacterias del tipo O. oeni

y Lactobacillus

Capaces de liberar pequeñas cantidades de aromas varietales durante la

fermentación maloláctica, incluso cuando no hay transformación del ácido

málico.

Efecto sensorial no dominante de los aromas liberados por bacterias a

partir de precursores.



Evolution of the Aroma Composition of Wines supplemented with Grape Flavor Precursors from different Varietals during accelerated

Wine Aging


Food Chem. (FOODCHEM-D-09-01533)



Evolución de Aromas Varietales durante el EnvejecimientoEnvejecimiento acelerado


Temperatura del vino entre 40-

50ºC

Simulación de las reacciones hydrolíticas en el curso del envejecimiento en botella

Hidrólisis de précurseurs

Reorganización de las aglicones

Terpenos y norisoprenoides

(bien estudiadas)

Vainillas, fenoles volátiles y lactonas(menos estudiadas)



Evolución de Aromas Varietales durante el envejecimiento del Vino

Fermentación alcoholica

Envejecimiento aceleréado

(50ºC, 9 semanas)

Moscatel(MU)

Chardonnay(CH)

CabernetSauvignon

(CA)

Garnacha(G)

Tempranillo(T)

Merlot(ME)

Verdejo(V)

Syrah(S)

Uvas

Extracción de precursores y adición a un mosto modelo

8 vinos varietalesAnalisis de

aromas

Analisis de aromas1, 3, 9 semaines




Evolución de Aromas Varietalesdurante el Envejecimiento

Vinos jóvenes despuès de

fermentación

Vinos viejos

Vinos Syrah

Vinos Muscatel





Vanille

01020304050

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

T emps de v ieillis s ement (s emaines )

Conc

entr

atio

n (_

g/L)

V

T

C H

C A

ME

MU

G

S

R ies ling ac étal

0

3

6

9

12

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

T iempo de env ejec imiento (s emanas )

Air

e re

lati

ve x

100

0

V

T

C H

C A

ME

MU

G

S

Evolución de Aromas Varietales durante el Envejecimiento

V

T

C H

C A

ME

MU

G

S

4-v inylphénol

0153045607590

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

T emps de v ieillis s ement (s emaines )

Conc

entr

atio

n (_

g/L)

V

T

C H

C A

ME

MU

G

S

Evolución de compuestos del aroma

Compuesto lábil

Compuesto estable

Linalol Riesling acétal

Vanille 4-vinylphénol

2 precursores

Compuesto menos lábil

Aumento de diferencias varietales

Aumento de diferencias varietales

Merlot




Evolución de Aromas Varietales durante el Envejecimiento Wine

Diferencias entre variedadeses

Aumento de las diferenciasentre variedades

Tras la fermentación alcoholica Fin del envejecimiento



Augmento de las diferencias varietales en el curo delenvejecimiento

Aumento de la concentración de aromas varietales en el curso delenvejecimiento por efecto de la hidrólisis y transformación deprecursores

La instabilidad de ciertos compuestos hace que los tiempos deenvejecimiento prolongados no sean muy convenientes

CONCLUSIONES



Muchas graciaspor su atención



Fate of grape flavor precursors during storage on yeast lees


J. Agric. Food Chem. 2009, 57, 5468-5479



Food Res. Int. 2009, 42, 773-781

Aromas liberados de Precursores en presencia de Lias

Hidrólisis enzimática de precursores por enzimas hidrolíticos liberados por autolisis de las levaduras

Envejecimiento sobre lías

Disminución del contenido total de precursores(Zoecklein et al. 1997, 1998)

No información acerca de los aromas liberados ypapel de las lías


COMPOSÉS GLYCOSIDIQUES JUAN CACHOLAAEAromas liberados de Precursores

en presencia de Lias

Mosto no adicionado

Mostoadicionado antes FA

Fermentación alcohólica

Vinos testigos

(T)

Vinos adicionados antes FA (A)

Vinos adicionados después FA

(TC)

Envejecimiento sobre lías: 9 meses, 20ºC, agitación regular

Macabeo

Vino control

Final fermentación

Vinos (T)

Vinos (A)

Vinos (TC)

Vino control

Vinos (T)

Vinos (A)

Vinos (TC)

3 meses 9 mesesDeterminación

de aromas



Estudio adsorción lías: 17 semanas, 20ºC

Vino + L + A(WLA)

Vino + A(WA)

Vino + L(WL)

Determinación de aromas: inicio, 2, 6 y 17 semanas

Vino sintético Lías (L) procedentes fermentación medio sintético Aromas (A): mayoritarios y minoritarios (hidrólisis ácida extracto deprecursores)




-6

-3

0

3

6

-10 -5 0 5 10

X-expl: 38%,15%

Y1T_EF

Y1A_EF

Y2T_EF

Y2A_EF

Y3T_EF

Y3A_EF

Y1T_3mY1TC_3m

Y1A_3m

Y2T_3m

Y2TC_3m

Y2A_3m

Y3T_3m

Y3TC_3m

Y3A_3m

Y1T_9m

Y1A_9mY2TC_9m

Y2A_9m

Y3T_9m

Y3TC_9m

PC1

PC2 Scores

Y3A_9m

Y2T_9m

Y1TC_9m

Final fermentación

3 meses9 meses

Aumento diferencias debidas a la adición

Vinos adicionados antes FA

Vinos no adicionados

Vinos adicionados después FA




Hipótesis inicial Aumento concentración aromas por hidrólisis de precursores durante el envejecimiento

Aumento:- 3 terpenos (linalol, α-terpineol y ácido nérico)- Norisoprenoides (excepto β-damascenona y β-ionona)- 4-alil-2,6-dimetoxifenol, vanillato de etilo, siringaldehidoy cinamato de etilo.

Disminución o estabilidad: el resto de compuestos

¿Aumento debido a las lías o a la hidrólisis ácida?

Mayor liberación de aromas en vinos en comparación con el controlExcepciones: linalol, α-terpineol y siringaldehido




Datos evolución en medio sintético con y sin lías

Estimación vidas medias

Tabla 2. Vidas medias (semanas) en vino sintético con y sin lías

Sin lías Con líasβ-citronelol 4.0 1.0

Nerol 11 9.0β-damascenona 8.0 1.0

β-ionona >100 0.90Guaiacol 30 1.0

4-vinilguaiacol 2.5 2.84-vinilfenol 1.7 2.0

Fenilacetaldehido >50 17γ-nonalactona >50 17

Ácido 3-metilbutírico >50 0.90Ácido 2-metilbutírico >50 1.0

Valores inferiores en presencia de

lías

Degradación natural

¿Disminución debido a las lías o a degradación natural?




Efecto de la adición precursores antes o después de la fermentación

No importante en la mayoría de casos Excepciones: β-damascenona, vainilla y siringaldehido

_ -damas c enona

0,0

1,5

3,0

4,5

6,0

FF 3m 9mT iempo de env ejec imiento

Conc

entr

ació

n (_

g/L) A

TC

T

S iring aldehido

0

4

8

12

16

20

FF 3m 9m

T iempo de env ejec imiento

Conc

entr

ació

n (_

g/L) A

TC

T

Adición después de la fermentación más

efectiva




El envejecimiento sobre lías provoca cambios importantes en el perfilaromático de vinos.

Envejecimiento sobre lías se puede considerar como un tipo deenvejecimiento acelerado

Pocos compuestos aumentaron su concentración.

Las lías participan activamente en la formación y degradación-adsorción delos compuestos.

CONCLUSIONES

nouvelles acquisitions sur l’hydrolyse des composés … · 2018-11-23 · vainillas/10...

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