Les enzymes jouent un rôle très important en Oenologie:
- Phénomènes d’oxydation.
- Phénomènes de clarification et notamment de débourbage.
1)- Généralités.
Toutes les enzymes sont de nature protéique.
Les enzymes sont des catalyseurs de réaction :
- Elles agissent à faibles doses. Une seule molécule d’enzyme transforme plusieurs millions de molécules de substrat par minute.
- Elles ne modifient pas l’équilibre d’une réaction réversible. L’équilibre final est le même est donc le même qu’en l’absence d’enzyme, mais il est obtenu beaucoup plus rapidement.
- Leur structure avant et après la réaction est la même.
Pour agir, l’enzyme de combine réversiblement avec son substrat, c’est à dire le composé chimique qui est soumis à l’action de l’enzyme.
Entre vendanges et F. A., après le traitement mécanique des vendanges.
Souvent sous-estimés, ils jouent un rôle important sur la qualité des vins futurs (couleur, clarification).
2)- Oxydation enzymatique du moût - Casse oxydasique ou casse brune.
Composés phénoliques + O2 è quinones qui polymérisent en mélanines (brunissement)
La casse oxydasique a de tout temps été une des préoccupations essentielles des vinificateurs.
La nature enzymatique du
phénomène fait que l’oxydation du moût est très rapide.
Les agents responsables de
l’oxydation enzymatique sont :
Les phénoloxydases
(enzymes d’oxydation).
Il faut cependant distinguer la
tyrosinase qui est une phénoloxydase toujours présente dans le raisin sain, et
la laccase qui est une phénoloxydase sécrétée par botrytis cinerea.
Ces deux enzymes catalysent
l’oxydation des composés phénoliques à partir de l’O2 atmosphérique.
21)- Nature et
activité des phénoloxydases.
*
La tyrosinase.
C’est la seule enzyme d’oxydation
active dans le raisin sain.
-
Activité de la tyrosinase.
Oxydation des composés
phénoliques à partir de l’O2 atmosphérique.
La tyrosinase est une enzyme
cuprique, c’est à dire que le cuivre est un facteur d’activité. Sans cuivre du
tout, la tyrosinase n’a aucune activité enzymatique. L’expérience a été
réalisée en faisant précipiter la totalité du cuivre par H2S.
Cependant, si on enlève tout le
cuivre du vin, on risque le goût de mercaptan.
Le cuivre de plus un facteur
limitant de l’activité tyrosinase.
-
Influence des conditions du milieu sur l’activité tyrosinase.
-
pH optimum : 4,75.
-
La tyrosinase est instable au pH du moût donc facile à inhiber.
-
Température optimum : 30 °C.
-
Sensible au SO2 et à l’alcool.
-
Elle est inhibée par les quinones qu’elle forme.
-
Certaines souches peuvent l’inhiber.
-
La tyrosinase est assez fortement thermorésistante. Elle est inactivée par un
chauffage à 55 °C pendant 30 minutes.
-
Localisation de la tyrosinase.
La tyrosinase se trouve
généralement associée à des inclusions cytoplasmiques, et en particulier aux
chloroplastes et aux mitochondries.
Au cours de l’extraction, seule
une partie de l’activité de la tyrosinase est solubilisée dans le moût: l’activité
soluble. Une autre partie reste liée aux inclusions cytoplasmiques, c’est
l’activité particulaire.
La tyrosinase a donc 2 activités
:
- Une activité
soluble, qui ne représente qu’une partie de l’activité tyrosinase.
- Une activité
particulaire, c’est à dire liée aux inclusions cytoplasmiques des cellules, qui
est éliminée au cours du débourbage en vinification en blanc.
La proportion d’activité soluble
et d’activité particulaire varie selon le cépage et selon le pH du moût qui
intervient sur la solubilisation de l’enzyme.
*
La laccase.
-
Activité de la laccase.
Elle n’est présente que dans les
moûts issus de vendanges pourries, car elle est sécrétée par la pourriture
grise (Botrytis cinerea).
Comme la tyrosinase, elle oxyde
les composés phénoliques à partir de l’O2 atmosphérique.
Comme la tyrosinase, la laccase
est une enzyme cuprique.
-
Influence du milieu sur l’activité laccase.
-
pH optimum : 4,75, mais la laccase est très stable au pH du moût, donc très difficile
à inhiber.
-
La laccase est résistante au SO2 et à l’alcool.
-
Température optimum : 40 °C. Cependant, la laccase a une grande thermo
sensibilité : activité détruite par un chauffage à 45 °C pendant moins de 10
minutes.
-
La laccase est présente uniquement dans les vendanges pourries. Cette
libération de la laccase par la pourriture grise est expliquée comme un
phénomène de détoxycation. En effet les composés phénoliques du raisin sont
toxique pour botrytis cinerea, qui libère la laccase pour éviter la mort.
-
La laccase est une enzyme extra-cellulaire c’est à dire entièrement soluble
dans les moûts. On ne peut donc pas l’éliminer par débourbage.
22)- Extraction
et mesure des activités des phénoloxydases.
On peut mesurer l’activité
oxydasique totale d’un moût, directement dans celui-ci, à l’aide d’un oxymètre,
en mesurant la vitesse de la consommation de l’O2.
Si le raisin est sain, on ne
mesure que l’activité tyrosinase, si le raisin est partiellement pourri, on
mesure l’activité tyrosinase et l’activité laccase.
Il existe actuellement deux
méthodes qui permettent de doser l’activité laccase seule. Cette mesure
spécifique de l’activité laccase permet, outre une estimation du risque de
casse oxydasique des moûts et des futurs vins, une estimation précise de l’état
sanitaire de la vendange.
La première méthode utilisée
consiste à mesurer la demande en oxygène de la laccase, au cours d’une réaction
enzymatique avec un substrat spécifique.
La deuxième méthode utilisée utilise
la propriété de la syringaldazine de provoquer avec la laccase, une réaction
colorée dont on peut ensuite mesurer l’intensité par densité optique. Cette
méthode est distribuée par la société Bio Serae, soit en tests simple et peu
coûteux, soit pour des systèmes automatisés.
23)- Mécanisme
et cinétique de l’oxydation enzymatique.
*
Mécanisme de l’oxydation enzymatique.
2 étapes bien
distinctes :
1)-
Dissolution de l’O2
Elle n’a aucun caractère
enzymatique.
Elle est mesurée par l’oxymètre
(électrode de Clark).
La solubilité de l’O2
dans les moûts ou les vins dépend de la température :
-
8,6 mg/l à 20 °C soit 6 cm3/l.
-
11,4 mg/l à 0°C soit 8 cm3/l.
Plus le vin est froid, plus la
dissolution d’O2 sera importante.
Cette saturation du moût en O2
se fait en quelques minutes (2 à 3), avec agitation à l’air. Dans le vin, la
dissolution de l’O2 est encore facilitée à cause de la présence de
l’alcool qui favorise l’émulsion.
Récolte :
Pendant la récolte et le
transport de la récolte, s’il y a libération de jus, celui-ci pourra se saturer
en O2 plusieurs fois de suite. Il faut donc essayer de récolter et
transporter la vendange aussi intactes que possible.
Les machines à vendanger peuvent
donner jusqu’à 70 % de baies éclatées dans la vendange. Elle favorisent donc
largement la dissolution de l’oxygène dans les vins.
Vinification en blanc :
Au niveau de la vinification,
même dans le case de la vinification en blanc champenoise par pressurage
direct, avec des raisins sains transportés avec précaution, il apparaît que dés
le chargement des pressoirs, le jus libéré durant cette opération est
pratiquement saturé en oxygène.
Cependant, il est à noter que les
pressoir s pneumatiques, grâce à leur grandes rapidité d’extraction des jus,
sont les pressoirs qui provoquent les plus faibles dissolution d’oxygène dans
les moûts.
Vinification en rouge :
Dans le cas de vinification en
rouge traditionnelle, c’est à dire avec foulage et éraflage partiel ou total,
la saturation des jus en O2 est inévitable. La macération carbonique
fait cependant exception à la règle, puisque pour cette technique, il y a mise
en cuve de grappes entières. Cette technique est utilisée dans le Beaujolais.
Après le décuvage, il peut y
avoir dissolution de l’oxygène dans les vins.
Elevage et conservation des vins :
Au cours de la conservation des
vins dans un récipient en vidange, il se dissout 1,5 cm3/l /h d’oxygène pour
une surface de contact avec l’air de 100 cm2.
Au cours d’un soutirage à l’air,
il se dissout 3 à 4 cm3/l d’oxygène.
Lors de la conservation des vins
en fûts de chêne neufs, la pénétration de l’oxygène à travers le bois est
estimée à 2 à 5 cm3/l/an. Mais l’introduction d’un vide en surface du fut
(mauvais ouillage), peut permettre la dissolution de 15 à 20 cm3/l/an
d’oxygène. Cette oxygénation ménagée dans les fûts de chêne neuf conduit à une
stabilisation de la couleur des vins rouges (combinaisons anthocyanes-tanins).
2)-
Combinaison de l’O2 dans le moût.
L’oxydation enzymatique des
composés phénoliques à partir de l’O2 atmosphérique sous l’action de
la laccase et de la tyrosinase se déroule en deux temps:
1)- Formation de
quinones ou d’hydroquinones.
2)- Brunissement
qui correspond à la polymérisation des quinones entre elles. Les complexes
ainsi formés sont mal connus (mélanines). Ils ont une faible solubilité ce qui
explique l’apparition d’un trouble.
*
Cinétique de l’oxydation enzymatique.
La saturation d’un moût en O2
correspond à la dissolution de 8,6 mg/l d’O2 à 20 °C en quelques
minutes.
Dans un vin qui ne renferme pas
d’activité enzymatique, la combinaison de ces 8,6 mg/l d’O2 dépend
de la température :
- 14 jours à 20 °C
- 25 jours à 13 °C
- 18 jours à 17 °C
- 3 mois à 3 °C.
Dans un vin qui contient une
activité oxydasique, ces 8,6 mg/l d’O2 vont se combiner aux composés
phénoliques en 4 min en moyenne, soit une vitesse de combinaison enzymatique de
l’ O2 au moût de :
2 mg/l/min
Au cours de la vinification, des
cycles de quelques minutes chacun de solubilisation de l’oxygène et de
combinaison de cet oxygène se succéderont.
Le caractère quasi spontané de la
combinaison de l’O2 dans les moûts est du à la nature enzymatique et
non chimique de la combinaison.
En effet la combinaison chimique
de l’O2 est beaucoup plus lente, et dépend de la température :
-
14 jours à 20 °C
-
3 mois à 3 °C.
Dans la pratique (récolte,
transport, vinification), le jus libéré à l’air va pouvoir se saturer plusieurs
fois de suite en O2. L’O2 ainsi dissout dans le moût va
pouvoir se combiner enzymatiquement très vite aux composés phénoliques (tanins
et anthocyanes), entre la récolte et la vinification, pour donner des quinones
(brunissement).
24)- Facteurs
intervenant sur l’activité enzymatique.
*
Influence de la température au moment de l’extraction des moûts.
Plus la température augmente plus
la consommation des moûts en O2 augmente. Par exemple, elle 3 fois
plus importante à 30 °C qu’à 12 °C.
Donc, les risques de casse oxydasique diminuent
en vendanges froides.
En vinification en blanc, le
débourbage par le froid est un moyen de ralentir l’oxydation des moûts.
Cependant, le froid ne détruit pas les enzymes. Leur activité reprendra dès le
réchauffement.
Par contre, les hautes températures
(65 à 70 °C) détruisent les enzymes et empêchent définitivement la casse
oxydasique.
*
Influence des aérations successives du moût.
Pendant la vinification, le moût
est saturé plusieurs fois de suite en O2.
La vitesse de consommation de l’O2
diminue après chaque aération successive du moût, pour devenir pratiquement
nulle après la 4è ou 5è saturation par l’air, selon l’état sanitaire de la
vendange.
Le temps de combinaison de l’O2
double d’une oxydation à l’autre. On a donc une inhibition des enzymes
d’oxydation (laccase et tyrosinase) au cours des oxydations successives
qu’elles catalysent.
Il ne faut donc pas vouloir
vinifier totalement à l’abri de l’air, car on obtient ainsi des jus qui
“cassent” dès qu’ils sont en contact avec l’air. C’est ce qui a été constaté en
vinification en blanc, par pressurage direct avec utilisation d’un pressoir
coffré dans une enceinte saturée en CO2.
*
Influence des bourbes.
Laccase : enzyme entièrement
soluble.
Tyrosinase : - 1 partie soluble.
- 1 partie particulaire c’est à
dire associée aux débris de matières solides (bourbes).
En vinification en blanc,
l’élimination rapides de ces bourbes (ou débourbage) par décantation statique
ou par centrifugation permet l’élimination de l’activité particulaire
tyrosinase, et de ce fait une diminution de l’activité phénoloxydasique, même
si ces moûts sont encore opalescents.
De même, les jus de presse en
vinification en rouge, sont plus bourbeux que les jus de goutte et donc plus
cassant.
On a de plus constaté qu’en
vinification champenoise, plus on avance dans le fractionnement du pressurage,
plus les moûts obtenus ont une activité oxydasique importante.
*
Influence de la pourriture grise sur l’activité oxydasique des moûts et sur la
composition en composés phénoliques des vins.
-
Relation entre le taux de pourriture et l’activité laccase du raisin.
L’activité laccase augmente
proportionnellement au pourcentage de baies pourries.
Par contre l’activité tyrosinase
est détruite en partie par la pourriture grise. On a donc moins de tyrosinase
en vendange pourrie qu’en vendange saine.
L’activité oxydasique totale des
vendanges pourries n’est donc pas obligatoirement plus élevée que celle des
vendanges saines, mais l’activité laccase des vendanges pourries est plus
difficile à inhiber que l’activité tyrosinase des vendanges saines.
-
Relation entre l’activité laccase des moûts et des vins et leur aptitude à la
casse oxydasique.
Il n’y a pas toujours de relation
directe entre activité laccase et aptitude à la casse oxydasique des moûts et
des vins.
Certains vins pauvres en activité
laccase sont sensibles à la casse oxydasique, d’autres au contraire sont
résistants à la casse oxydasique, bien que riches en activité laccase.
La laccase n’est pas le seul
facteur de la casse brune. La nature des substrats (composés phénoliques) et
leur concentration dans le milieu ont une grande importance.
Remarque : sur raisin
trié, l’activité laccase est 10 fois moins importante que sur le raisin non
trié.
-
Relation entre le taux de pourriture et la composition phénolique des vins
rouges.
Plus le pourcentage de pourri
augmente, plus les vins rouges ont une nuance jaune, et plus leur intensité
colorante est faible.
La teneur en anthocyane et en
tanins diminue quand le pourcentage de pourri augmente.
Dans le cas de vendanges
pourries, si le vin obtenu renferme une activité laccase résiduelle, et que
celle-ci n’est pas inhibée, par un sulfitage par exemple, le vin va casser très
rapidement dés qu’il est mis en contact avec l’air.
En vins rouges, pour obtenir un
vin de qualité, il ne faut pas dépasser :
- 15 % de pourri
humide.
- 10 % de pourri
sec.
25)- Moyens de lutte contre le
brunissement enzymatique.
Aucun moyen de lutte curatif
contre la casse oxydasique, mais des moyens préventifs.
A la récolte, il faut :
- Ne
pas écraser le raisin.
-
Transporter le raisin en petits volumes plutôt qu’en grands volumes.
- Ne
pas triturer la vendange.
*
Inhibition par les anti-oxydants.
-
utilisation du SO2.
Le sulfitage est le moyen le plus
simple et efficace de prévention de la casse oxydasique.
Pour une même dose de SO2,
l’effet sera d’autant plus élevé que le sulfitage se fera vite.
L’activité laccase est très
difficile à inhiber par le SO2 dans les moûts (15 g/hl n’y suffisent
pas). Dans les vendanges pourries, on cherchera plutôt à inhiber la laccase en
vin, car il y a alors un effet conjugué du SO2 et de l’éthanol.
Dans la pratique, il faut stopper
ou ralentir l’activité oxydasique, sans trop retarder la fermentation
alcoolique.
-
Utilisation de l’acide ascorbique.
L’acide ascorbique n’a aucun
effet inhibiteur vis à vis des phénoloxydases.
Par contre l’acide ascorbique est
très réducteur. Cependant, son action n’a qu’une action limitée dans le temps.
L’acide
ascorbique doit donc toujours être utilisé en association avec le SO2
(au moins 30 à 50 mg/l de SO2 libre) pour éviter ce phénomène.
L’acide ascorbique ne provoque
qu’un retard à l’oxydation.
L’acide ascorbique ne convient
que pour des aérations de courtes durées (soutirage à l’air, mises en
bouteilles) en association avec le SO2, mais ne convient pas en
vinification, à cause de l’aération ^prolongée due aux différentes
manipulations de la vendange.
*
destruction des phénoloxydases par la chaleur.
Intéressant pour les vendanges
pourries car la chaleur est le seul point faible de la laccase.
En vinification en blanc, il faut
chauffer après le pressurage car la chaleur favorise la macération qui n’est
pas souhaitable en blanc.
En vinification en rouge, le
chauffage peut se faire avec les parties solides, car cela permet :
- l’extraction de
la couleur.
- la destruction
de la laccase des vendanges pourries.
Problèmes posés par le chauffage :
- destruction des
pectinases (enzymes clarifiants). L’addition de pectinases ne suffit pas
ensuite pour obtenir une bonne clarification.
- défauts d’arômes
en vinification en rouge, et perte d’arôme en vinification en blanc.
- La couleur
extraite par la chaleur est très instable.
Vis à vis de la laccase et de la
tyrosinase, un chauffage à 55-60 °C inhibe toute activité enzymatique. Plus on
chauffe haut, moins il faut chauffer longtemps. En pratique, on chauffe plus
fort et moins longtemps.
26)- Activités oxydasiques
résiduelles dans les vins.
261)- Activité
tyrosinase.
En vinification traditionnelle,
avec aération ménagée, il n’y a pas d’activité tyrosinase résiduelle dans les
vins, d’autant que la tyrosinase est inhibée par l’éthanol.
Par contre, dans des vins
élaborés totalement à l’abri de l’air et sans SO2, il peut
éventuellement y avoir une activité tyrosinase résiduelle.
262)- Activité
laccase.
Plus stable au pH du moût, plus
résistante au SO2, plus résistante aux aérations successives du mût,
il peut y avoir une activité laccase résiduelle dans les vins, surtout ceux
issus, de vendanges pourries qui n’ont pas assez de SO2 libre.
Cette activité laccase résiduelle
est proportionnelle au pourcentage de baies pourries.
Cette activité laccase résiduelle
est plus importante en vins rouges qu’en vins blancs du fait de la macération
des parties solides.
Il est plus facile d’inhiber
l’activité laccase par le SO2 dans les vins que dans les moûts, car
en vin, on a un effet conjugué du SO2 et de l’éthanol.
3)- Les pectinases.
31)- Nature
et structure des pectines.
le taux de
pectines dans les fruits varie selon les espèces et l’état de maturité. Dans le
raisin, la teneur en pectines de la pulpe est de 0,5 % exprimée en pectate de
calcium.
Il y a lieu de
distinguer la protopectine, les acides pectiniques, qui sont les pectines
proprement dites, et les acides pectiques.
311)-
La protopectine.
C’est un
constituant des parois cellulaires, qui en association avec la cellulose forme
la paroi pectocellulosique des cellules végétales.
La
protopectine est une substance amorphe, insoluble, et de structure encore mal
connue.
La
protopectine joue un rôle important sur la fermeté des fruits. C’est un tissu
de soutien.
Le
ramollissement progressif des fruits observé au cours de la maturation et du
stockage correspond à une solubilisation de la protopectine en acide
pectinique, qui passe en solution dans le suc vacuolaire.
312)-
Les acides pectiniques.
Ce sont les
pectines proprement dites.
Ils sont responsables
de l’état colloïdal appelé encore trouble naturel des jus bruts.
Ils sont
constitués de longues chaînes d’acides galacturoniques, partiellement méthylés
et salifiés, avec des liaisons glucosidiques ß 1 4. Ce sont des macromolécules (30 000 à 300
000 de poids moléculaire), ce qui explique leur caractère colloïdal.
313)-
Les acides pectiques.
Les acides
pectiques sont des chaînes identiques à celles des acides pectiniques, mais
déméthoxylés par voie enzymatique (plus de groupements CH3).
32)-Evolution
des pectines.
Au cours de la
maturation du raisin, la baie se ramollit, devient translucide, alors que le
jus, lui, est de plus en plus opalescent.
Ceci
correspond à une solubilisation des pectines membranaire (protopectines) dans
le suc vacuolaire, sous forme d’acide pectinique.
Au cours de la
maturation, la teneur en pectines de la baie entière diminue régulièrement,
tandis que la teneur en pectines de la pulpe augmente régulièrement, sauf en
fin de maturation.
Au niveau du
raisin, il y a hydrolyse de la protopectine insoluble par la protopectinase
(enzyme inconnue) en acides pectiniques colloïdaux. Ceci explique
l’augmentation de la teneur en pectines (acides pectiniques) dans la pulpe, au
cours de la maturation.
Dans les
moûts, les acides pectiniques sont déméthoxylés en acides pectiques, par la
pectine méthyl estérase (PE), avec libération de méthanol.
Enfin les
acides pectiques sont hydrolysés en acides galacturoniques par des
polygalacturonases (PG). Les acides galacturoniques ainsi obtenus sont
parfaitement solubles (solution vraie).
Remarque : il
est à noter que le méthanol dont il se forme de petites quantités au cours de
l’hydrolyse enzymatique des pectines, est un produit très toxique.
33)- Nature
des pectinases.
Il existe deux
catégories d’enzymes :
331)-
les enzymes saponifiantes.
Ce sont les
estérases.
Dans les
enzymes saponifiantes, on a les pectines méthyl estérases, qui catalysent la
déméthoxylation des acides pectiniques en acides pectiques.
332)-
Les enzymes dépolymérisantes: les hydrolases.
Elles
catalysent l’hydrolyse des liaisons glucosidiques ß 1 4.
Parmi les
hydrolases, on distingue:
-
les endoenzymes, qui scindent les chaînes par une attaque intérieure.
-
les exoenzymes, qui attaquent les chaînes par leurs extrémités.
Avec une
activité des endoenzymes, la viscosité diminue de moitié pour 2 à 3 % des
liaisons ß 1 4 coupées, tandis qu’avec
une activité des exoenzymes, la même chute de viscosité correspond à 40 % des
liaisons coupées.
Parmi les
hydrolases, on distingue aussi:
-
Les polyméthyl galacturonases (PMG) dont le substrat préférentiel est les
acides pectiniques. Ces enzymes peuvent dépolymériser sans déméthoxyler, c’est
à dire sans production de méthanol (qui est toxique).
-
Les polygalacturonases, dont le substrat préférentiel est les acides pectiques.
Ces enzymes nécessitent donc une déméthoxylation préalable des chaînes des
acides pectiniques. par les pectines méthyl estérases. Il y a donc obligatoirement
production de méthanol.
333)-
Les pectines lyases.
Elles ont un
autre mode d’action que les hydrolases.
Elles sont peu
abondantes voire inexistantes dans le raisin, mais, elles sont fréquentes chez
certains micro-organismes et notament certains champignons.
Elles ne
donnent pas de méthanol.
Elles
provoquent une chute de viscosité des moûts très rapide.
334)-
Les préparations commerciales.
On trouve
aussi bien des estérases, que des hydrolases que des lyases dans les
préparations commerciales de pectinases.
Elles sont
extraites de cultures de moisissures ASPERGILLUS NIGER.
34)-Facteurs
de l’activité des pectinases.
341)-
Température.
C’est le
facteur principal.
Température
optimum : 35 à 50 °c.
Au dessous de
10 °c, l’activité des pectinases est très faible.
Entre 10 et 35
°c, l’activité double chaque fois que la température augmente de 7 °c.
Au-dessus de
50 °c, l’activité devient nulle.
342)-
pH.
Les valeurs
optimales se situent entre pH 4 et pH 5.
Pour les estérases,
l’activité diminue fortement pour un pH inférieur à 3.
Pour les
hydrolases, le pH du moût n’est jamais un facteur limitant. Elles ont une bonne
activité jusqu’à pH 2,5.
343)-
Le SO2.
En dessous de
100 mg/l (10 g/hl), le SO2 n’a aucune action sur les pectinases.
Un sulfitage à
300 mg/l diminue l’activité des pectinases de 20 % seulement.
344)-
Le degré alcoolique.
Jusqu’à 15 %
Vol.,il n’a aucune action sur les pectinases.
Pour les
mistelles (moûts mutés à l’alcool), comme le Pineau des Charentes qui est muté
au Cognac, l’alcool est cependant un facteur limitant.
345)-
La bentonite.
Elle est
utilisée pour le débourbage en vinification en blanc.
Elle adsorbe
les pectinases et les autres enzymes, et joue de ce fait un rôle légèrement
inhibiteur.
Remarque :
Botrytis cinerea sécrète une pectinesterase très active. Ce métabolisme peut
expliquer les teneurs parfois élevées en méthanol trouvées dans les vins issus
de pourriture noble. D’autre part, les moûts issus de vendanges botrytisées
(pourriture grise ou noble), sont relativement pauvres en pectines.
35)-
Intérêt technologique des pectinases : clarification des moûts.
Les enzymes pectolytiques ne se trouvant pas toujours en quantité suffisantes dans les moûts naturellement, on peut ajouter à la vendange des préparations commerciales d’enzymes pectolytiques.
351)-
En vinification en rouge.
On l’utilise à
la dose de 2 à 4 g/hl.
En
vinification en rouge, l’hydrolyse enzymatique des pectines se fait pendant la
cuvaison.
Deux rôles
principaux:
-
Extraction plus importante de bons jus (jus de goutte), au décuvage, si on
réalise un enzymage.
-
Extraction plus importante des composés phénoliques et notament des anthocyanes
responsables de la couleur, si on réalise un enzymage.
352)-
En vinification en blanc.
On l’utilise à
la dose de 1 à 2 g/hl.
L’hydrolyse
enzymatique a lieu pendant le débourbage. D’un état colloïdal, le moût va
passer à un état de solution vraie.
Cette
hydrolyse enzymatique naturelle se déroule en trois phases :
1)-
Phase enzymatique.
On a une
diminution de la viscosité du moût du fait de l’action des enzymes
dépolymérisantes (hydrolases).
Cet
abaissement de la viscosité sera beaucoup plus rapide avec les endoenzymes
qu’avec les exoenzymes. Si on rapporte des pectinases au moût, il faudra
préférer des endoenzymes.
Plus la
température est froide, plus l’hydrolyse enzymatique est lente. Il faut pouvoir
amener la température vers 15 à 20 °c, surtout lorsqu’on apporte des
pectinases, pour accélérer le débourbage. On risque cependant un départ
anticipé en FA.
Cette phase
est bien de nature enzymatique, car un chauffage des moûts à 80°c pendant 2
minutes dés leur extraction donne des moûts qui restent indéfiniment troubles.
2)-
Phase de floculation.
C’est un
phénomène de nature physico-chimique qui correspond à la clarification
proprement dite.
La
précipitation des colloïdes du moût est rendue possible grâce :
-
A l’abaissement de la viscosité.
-
A la suppression du rôle de colloïde protecteur des pectines.
Cette
floculation démarre, quel que soit la teneur initiale en pectine, lorsque le
jus a atteint un certain seuil suffisamment bas de viscosité.
Dans le floculat,
on trouve :
-
Des pectines non hydrolysées.
-
Des polyosides neutres.
-
Des protéines.
3)-
Phase de sédimentation ou de tassement des bourbes.
Phénomène
purement physique qui peut être accéléré par des moyens mécaniques (centrifugation).
En décantation
statique, l’abaissement de la température favorise cette sédimentation, en
retardant la fermentation alcoolique, et en permettant de ce fait un débourbage
sensiblement plus long.
Conclusion.
L’addition de pectinases permet une meilleure clarification des moûts et des vins et une réduction du temps de débourbage en vinification en blanc ; une extraction plus importante de bon jus et une augmentation de la couleur en vinification en blanc.
Parallèlement
à tous ces phénomènes, il y a libération dans les moûts du méthanol, en 24 h
pendant la phase enzymatique.
4)- les protéases.
41)-
Localisation des protéases dans le raisin et influence de la pourriture grise.
L’activité
protéolytique est essentiellement particulaire.
Les raisins
atteints de pourriture grise ont une activité protéolytique 4 à 5 fois supérieure
à celle des raisins sains.
Depuis la
véraison jusqu’à la maturation, l’activité protéolytique des raisins augmente
légèrement.
42)-
Facteurs de l’activité des protéases, du raisin.
421)-
Le pH.
Le pH optimum
des protéases est 2. Dans la zone de pH des moûts, on obtient une activité
égale à 40 à 60 % de l’activité maximum.
Ceci peut
expliquer les variations de quantité d’azote assimilable par les levures en
fonction de la maturité plus ou moins grande de la vendange. En effet, les
années de bonnes maturités, on a des acidités plus faibles, donc des pH plus
élevés. Les activités protéolytiques sont donc plus faibles, et les moûts sont
moins riches en azote assimilable par les levures.
422)-
La température.
La température
optimale d’activité des protéases est de 55 °c. A 70 °c, on note encore une
activité appréciable.
Cette activité
n’est détruite à 100 % que par un chauffage à 90 °c pendant 30 minutes, à pH =
3,15.
Les protéases
du raisin ont donc une très forte thermorésistance, et les vendanges chauffées
au cours des thermovinifications sont celles qui ont la meilleure
fermentescibilité (plus d’azote assimilable par les levures).
423)-
Le SO2.
Aux doses
habituellement utilisées en vinification, le SO2 a un effet
activateur sur les protéases. Seul le SO2 libre aurait un effet
activateur.
Ceci explique en partie qu’un léger sulfitage
des moûts peut avoir un effet activateur sur la fermentation alcoolique, en
favorisant l’activité protéolytique des moûts.
424)-
L’éthanol.
l’activité
protéasique du raisin est rapidement inhibée au cours de la fermentation
alcoolique. C’est une inhibition réversible, car en éliminant l’éthanol par
distillation, on retrouve l’activité protéasique.
43)-
Evolution de l’activité protéolytique du raisin au cours de la vinification en
blanc.
L’activité
protéasique du raisin augmente au cours des traitements mécaniques du raisin.
Plus on extrait de bourbes au cours de ces traitements, plus l’activité
protéasique sera importante.
L’activité protéasique
qui est essentiellement particulaire, chute au cours du débourbage.
Dans le cas
d’un débourbage prolongé, l’activité protéasique est nul avant le début de la
FA.
44)- Intérêt technologique.
En dégradant les protéines du raisin en peptides et en acides aminés, les protéases ont un double intérêt
- Elles solubilisent des macromolécules qui risquent de floculer par la suite dans le vin (casse protéique par exemple)
-
Elles enrichissent le moût en azote soluble et assimilable par les levures. Il
s’en suit une amélioration de la fermentescibilité alcoolique des moûts par les
levures, mais surtout, une amélioration de la fermentescibilité malolactique
par les bactéries lactiques des vins.
Malheureusement,
l’activité protéasique du raisin a toujours une durée très limitée dans le
temps :
-
Pendant le débourbage en vinification en blanc.
-
Tant qu’il n’y a pas trop d’éthanol en vinification en rouge.
Il existe des
protéases d’origine fongique, non inhibées par l’éthanol, mais les protéases
exogènes que l’on a pu tester ne sont pas suffisamment spécifiques.
Certaines
souches de levures sont capables de libérer dans le moût des protéases.
Celles-ci vont donc hydrolyser les protéines du raisin en peptides et en acides
aminés. Cela améliorera donc la fermentescibilité malolactique des vins.
L’usage de ces enzymes est interdit en Oenologie, mais elles sont
très employées en brasserie.
5)- Les B glucanases.
Des
problèmes de clarification sont dus à la présence d’un polysaccharide : le B
glucane, colloïde protecteur produit par
botrytis cinerea, et qui passe dans le moût au moment du pressurage.
Il faut impérativement éliminer ce glucane avant d’entamer la clarification des vins. L’hydrolyse enzymatique constitue une solution idéale.
Les préparations commerciales.
Exemple : le glucanex, produit par la société Suisse Novo Ferments.
C’est une
enzyme produit par Trichoderma.
51)-
Facteurs d’activité :
-
pH optimum d’activité: 4,3. à pH 3, elles n’ont que 70% de leur activité.
-
Pas sensible au SO2.
-
Température optimum: 50°c. A 20°c, elles n’ont que 40% de leur activité.
- Alcool: pour un degré de 10 % vol., elles n’ont que 50% de leur activité.
52)- Utilisation pratique:
- Dose: 1 g/hl.
- Utilisation sur vin avant clarification.
6)- Les invertases.
Sous l’action de cette enzyme, le saccharose (produit ajouté lors de la chaptalisation) qui n’est pas assimilable par les levures, est transformé en glucose et fructose (levulose), assimilables par les levures.
61)- Les
invertases du raisin.
Par contre,
une attaque de pourriture occasionne une perte importante de l’activité
invertasique.
La plus grande partie de l’invertase est liée aux débris cellulaires de la pulpe. La clarification poussée du moût entraîne donc une perte notable de l’activité. Cependant le potentiel restant semble être suffisant pour hydrolyser rapidement le saccharose ajouté.
*
Propriétés.
-
Elles sont peu sensibles à la température : un chauffage à 80°c ne l’affecte
pratiquement pas.
-
pH optimum : 2. à pH 3, on a une perte de 20% de l’activité.
-
Le SO2 n’a pas d’action sur l’activité des invertases.
62)- Les invertases des levures.
Les levures de
vinification ont un potentiel invertasique bien plus faible que le raisin.
Ainsi, pendant la FA, le potentiel hydrolytique du saccharose par les levures
est pratiquement négligeable.
L’invertase est fixée à la levure, et diffuse donc très peu dans le milieu. On la retrouve dans les lies après la FA.
L’usage de ces enzymes est interdit en Oenologie.
