Les tannins sont des polymères de polyphénols présents en quantité significative dans le vin rouge, et responsables de l’astringence et de l’amertume. L’astringence est une sensation de sècheresse et de rugosité en bouche résultant d’une forte interaction entre les tannins et les protéines de la salive impliquées dans la lubrification de la cavité buccale. L’amertume, quant à elle, est un goût stricto sensu résultant de l’interaction spécifique des tannins avec les récepteurs du goût situés dans les papilles linguales. Des études récentes ont montré que les tannins sont susceptibles d’interagir avec les lipides. Or les lipides sont présents lors de la dégustation d’un vin comme composants des membranes buccales ou des aliments gras. Cependant, le rôle des lipides dans les perceptions sensorielles d’un vin n’est pas bien connu d’un point de vue œnologique. L’objectif de cette thèse était d’étudier au niveau moléculaire les interactions tannin-lipide, pour mieux comprendre leur rôle dans les propriétés gustatives du vin. Le présent travail décrit l’effet de deux entités représentatives des tannins du vin : un monomère, la catéchine, et un dimère, la procyanidine B1, sur deux modèles lipidiques. Le premier modèle est un modèle membranaire représenté par des vésicules multilamellaires composées de POPC/Cholestérol (70/30), qui mime la composition lipidique des membranes buccales. Le deuxième modèle est une émulsion huile dans l’eau (H/E) stabilisée par le DMPC, qui mime les gouttelettes lipidiques présentes dans les aliments gras. L’organisation et la dynamique des lipides composant ces deux modèles ont été étudiées par la spectroscopie RMN (1H, 2H, 13C) en présence et en absence des deux entités de tannins. Leur localisation dans les membranes lipidiques a également été explorée, de même que leur affinité pour les lipides avec la détermination des constantes d’association tannin-lipide. Les résultats ont mis en évidence un effet fluidifiant des tannins à la fois sur le modèle de membranes buccales et sur le modèle de gouttelettes lipidiques. On a démontré que cet effet de désordre est lié à la nature chimique des tannins, ainsi qu’à leur position dans la membrane. De plus, les résultats sur l’affinité tannin-lipide sont en faveur d’une compétition avec les protéines salivaires. En outre, les résultats de biophysique se sont avérés conformes avec ceux d’une analyse sensorielle menée en parallèle qui a révélé que les aliments gras sont susceptibles de diminuer l’astringence du vin. Ces travaux montrent l’impact des composés phénoliques sur l’ordre membranaire et soulignent pour la première fois un rôle potentiel des lipides sur le goût du vin. D’une part, les interactions tannin-lipide, en perturbant l’environnement lipidique des récepteurs du goût enchâssés dans les membranes buccales, pourraient affecter la fonctionnalité du récepteur et son interaction avec les tannins, et donc l’amertume. D’autre part, une éventuelle compétition entre les interactions tannin-lipide et tannin-protéine de la salive pourrait diminuer l’astringence durant la dégustation d’un vin. Dans le domaine de l’œnologie, cette thèse vient étayer le ressenti des dégustateurs à savoir la modification du goût du vin due aux aliments et ouvre de nouvelles perspectives dans le cadre de l’association mets-vins. / Tannins are polyphenol polymers present in significant amounts in red wine responsible for astringency and bitterness. The former is a tactile perception involving dryness and roughness in the mouth due to the interaction between tannins and saliva proteins and the latter is a primary taste due to the interaction between tannins and taste receptors in taste buds. Tannins are now known to also interact with lipids. Although not present in wine, lipids are yet present during tasting in the oral membranes of tasters and in fatty foods when wine is consumed during a meal. However, although the influence of lipids is well known to wine tasters through food pairing, there is no scientific evidence to support this hedonic feeling. The aim of the thesis is to study tannin-lipid interactions at molecular level in order to better understand their implication in wine gustative properties. The present work describes the effect of the main representative grape tannin subunits, the catechin monomer and the B1 dimer, both on a model of oral membranes and food fat globules. They are represented by a dispersion of POPC/cholesterol multilamellar vesicles and a olive oil in water emulsion stabilized by DMPC as emulsifier, respectively. The organization and dynamics of the lipids composing these two models were investigated by solid-state NMR spectroscopy (1H, 2H, and 13C) in the absence and the presence of the two tannin subunits. The affinity of tannins for lipids was also explored by the determination of the thermodynamic association constant. The results pointed out a fluidizing effect of tannins both on the membrane model, as previously shown on a simpler membrane model, and on the emulsion lipid droplets. The disorder caused by tannins was shown to be related to their location in the lipid structure depending on the tannin chemical nature. Moreover, the strength of the interaction between tannins and membrane lipids was revealed to be in the same order of magnitude of that between tannins and saliva proteins. In addition, the biophysical results were in accordance with those of a sensory analysis led in parallel that revealed that fatty foods are prone to decrease wine astringency. These pioneering works shows the impact of phenolic compound on membrane order and highlight for the first time the potential role of the tannin-lipid interactions on wine taste. On the one hand, by disrupting the lipid environment of taste receptors embedded in oral membranes, tannin-lipid interactions could affect the receptor functionnality and therefore the interaction with tannin molecules, so bitterness. On the other hand, the existence of a possible competition between lipids and saliva proteins for interacting with tannins during tasting could reduce astringency.

Lors de l’élevage des vins avec le bois de chêne, plusieurs molécules d’intérêts organoleptiques comme les ellagitanins (vescalagine, castalagine, roburines A, B, C, D, E et grandinine), sont extraites. Leurs concentrations dans le bois et le vin sont très variables et leurs cinétiques d’extraction au cours de l’élevage ainsi que leurs propriétés organoleptiques dans les vins sont mal connues. Dans le but de classifier chaque douelle pour fabriquer des barriques avec des indices en polyphénols (IP) totaux significativement différents, un système proche infrarouge (NIRS), Oakscan®, a été mis en place par la tonnellerie Radoux. Notre objectif était d’étudier l’influence de ce mode de classifications des bois au niveau de la composition moléculaire et organoleptique des vins. Dans un premier temps, la classification NIRS des bois de chêne a été confirmée par quantification des concentrations en ellagitanins totaux et moléculaire par HPLC-UV-MS. Une forte variabilité des concentrations en ellagitanins des bois est observée entre 5,95 et 32,91 mg d’équivalent acide ellagique/g de bois. De plus, la classification NIRS des bois se corrèle avec les analyses chimiques (p < 0,02%). Cette nouvelle méthode permet donc de fabriquer des barriques avec un IP moyen différent (IP : 11 à 70). Dans un second temps, des vins de différentes origines et cépages sont élevés dans les barriques classifiées. La cinétique des teneurs en ellagitanins montre l’influence de la classification des bois de chêne (p < 5%). En effet, dès les premiers mois d’élevage, une augmentation en ellagitanins jusqu’à un maximum est obtenue. Plus les bois sont riches, plus le maximum de concentration en ellagitanins des vins est élevé et décalé dans le temps. Puis, une lente diminution des concentrations en ellagitanins est observée. Les influences du grain et de la chauffe des bois ont également été analysées. La solubilisation dans les vins des composés aromatiques des bois de chêne classifiés par Oakscan® montre dans plusieurs cas que les teneurs en aldéhydes furaniques et en syringol impliqués dans les perceptions du fumé/grillé sont corrélées avec la classification NIRS et également avec l’IP des bois. Ainsi, un vin élevé au contact de bois riches en polyphénols possède des concentrations en arômes fumé/grillé plus importantes. Néanmoins, l’intensité de la chauffe a un rôle prépondérant sur les concentrations de ces arômes boisés. Parallèlement, les propriétés organoleptiques des vins élevés avec du bois de chêne à 6, 12, 18 ou 24 mois et testées par un jury entrainé, montrent des différences significatives corrélées à l’IP des barriques. Les vins élevés au contact des IP les plus importants sont significativement décrits comme plus boisés, fumés/grillés et épicé au nez. En bouche, l’amertume et l’astringence sont significativement plus importantes pour les vins élevés dans les barriques possédant les plus fortes concentrations en ellagitanins. A contrario, le fruité des vins, au nez et en bouche, est généralement noté comme moins important pour les vins élevés avec des barriques à IP le plus haut.L’influence de la classification des bois, en fonction de leurs grains et de leurs IP, sur la consommation en oxygène des vins rouges a été suivie grâce à une méthode innovante et non invasive. Les résultats montrent que 96% de l’oxygène dans le vin à T0 est consommé huit jours après entonnage. Des différences significatives (p < 0,01%), entre les vitesses de consommation de l’oxygène et l’IP ou le grain des barriques, sont observées. La vitesse de consommation d’oxygène augmente en corrélation de l’IP des barriques ou de la taille du grain. Ces résultats permettent d’envisager l’utilisation de méthodes de sélection non empiriques et fiables des bois de chêne en fonction de leurs grains ou de leurs concentrations en ellagitanins ce qui permet de fabriquer des barriques classifiées à l’aide de nos résultats conférant, au vin, des propriétés organoleptiques maîtrisées. / During the wine aging with oak wood, some compounds with interesting organoleptic properties such as ellagitannins (i.e., vescalagin, castalagin, roburins A, B, C, D, E and grandinin) are extracted. The ellagitannins concentrations in oak wood and wine are highly variable and their extractions kinetic during the aging as well as their organoleptic impacts on wines are poorly known and still unclear. In order to classify each stave according to their polyphenolics index (IP) before making the barrels, an infrared system (NIRS), Oakscan®, was develop by the tonnellerie Radoux. Our aim was to study the influence of this wood classification on the wines molecular composition and organoleptic properties.In the first place, the NIRS oak staves classification has been confirmed by the determination of the total ellagitannins concentration as well as the specific levels of each ellagitannins molecule by HPLC-UV-MS. A high variability of the ellagitannins level in wood between 5.95 ± 0.30 and 32.91 ± 0.98 mg ellagic acid equivalent/g of dry wood was observed. Furthermore, the wood infrared classification is correlated with chemical analyzes (p < 0.02%) and allow the production of barrels with different IP (IP: 11, 12, 16, 21, 26, 30, 35, 36, 39, 40, 41, 50, 51, 53, 62, 67 et 70).In a second place, some wines were aged in the classified barrels. The ellagitannins levels show the oak wood classification influences (p < 5%). Indeed, the first months of aging, the ellagitannins concentration increased until a maximum was obtain . Indeed, this maximum concentration in wine aged in barrel manufactured with the wood richer in ellagitannins was higher and latter (2.30 ± 0.05 after 4 months and 11.56 ± 0.31 mg ellagic acid equivalent/L of wine after 12 months respectively for the IP 21 and IP 70 barrels). After this maximum, a slow decrease of the ellagitannins level was observed. The influences of grain and toasting were also analyzed. The aromatics compounds solubilization of classified oak wood by Oakscan® show that the furanic aldehydes levels (furfural, alcool furfurylique et 5-méthylfurfural) and the syringol involved in the smocked/toasted aromas were correlated with the NIRS classification and the wood IP. So, a wine aged in contact with wood richer in polyphenols compounds was describe as more smocked/toasted. Nevertheless, the toasting intensity (which formed these compounds by thermo-degradation of hemicelluloses and lignins) plays a major role on their concentrations. Moreover, organoleptic properties of the wines aged with oak wood (barrels, staves) at 6, 12, 18 or 24 month and tested by trained judges were significantly impacted by the IP barrels. In fact, wine with the highest ellagitannins level was significantly described with a higher woody, smoked/burned and spicy in nose. In mouth, the bitterness and the astringency were significantly higher in wine containing the highest ellagitannins level. Whereas, the wine fruity aroma, in nose and mouth, was generally descript as lower in wine aged with the barrel with the IP higher.The influences of wood classification, in relation with the grain and the IP, on the red wine oxygen consumption after being put into barrels were analyzed with a new no invasive method. The results show that 96% of the oxygen in wine at T0 was consumed after 8 days. Significant differences (p < 0.01%) between the oxygen consumption speed and the barrel IP or the grain were observed. The oxygen consumption speed increase with correlation of barrel IP or the size of grain. These results allows the utilization of method not empirical and reliable method to select oak wood regarding their grain or their ellagitannins concentration in order to be able to produce oak barrels classified by means of our results to give organoleptic properties controlled to the wine.

La saveur sucrée est à l’origine de l’équilibre gustatif des vins secs. On observe uneaugmentation de son intensité au cours de la macération post-fermentaire et de l’élevage enbarrique. Nous montrons que ces phénomènes sont respectivement liés à la libération depeptides de la levure et de composés non-volatils du bois de chêne dans les vins.Le rôle de la protéine Hsp12 de S. cerevisae sur le gain de sucrosité est établi enutilisant des techniques de biologie moléculaire et d’analyse sensorielle.Le développement d’un couplage chromatographie de partage centrifuge –gustatométrie permet de fractionner un extrait de bois de chêne et de purifier plusieurscomposés sapides. L’utilisation de la LC-FT/MS et de la RMN nous a permis d’identifierquatre nouvelles molécules, appelées quercotriterpénosides (QTT), deux d’entre elles (QTTI et III) possédant une saveur douce. Les seuils de perception du QTT I et d’un lignane amer,le lyonirésinol, sont respectivement 590 μg/L et 1.52 mg/L.La mise au point d’une méthode de quantification de ces composés en LC-FT/MS nous apermis de démontrer l’impact organoleptique du lyonirésinol dans les vins.Il est probable que les QTT I et III contribuent, directement ou indirectement, au gain desucrosité conféré par le bois de chêne. / Sweetness contributes to the balance in taste of dry wines. An increase in sweet taste isobservable during post-fermentation maceration and oak-barrel aging. We have revealed thatthese phenomena are respectively due to the release in wines of yeast peptides and nonvolatileoak wood compounds.The role of Hsp12 protein from S.cerevisae on the increase in sweetness is establishedwith both molecular biology and sensorial analysis techniques.The development of a method coupling centrifugal partition chromatography andgustatometry has enabled us to fractionate an oak-wood extract and to purify several sapidcompounds. Thanks to both the LC-FTMS and the NMR spectroscopy methods, we havehighlighted four new molecules, called quercotriterpenosides (QTT), out of which QTT Iand III are responsible for a sweet taste. The perception thresholds of QTT I and a bitterlignan, lyoniresinol, are respectively 590 μg/L and 1.52 mg/L.LC-FT/MS method has been used to develop a quantification method for these compoundsand we have demonstrated the organoleptic impact of lyoniresinol in wines.QTT I and III are likely to contribute, directly or indirectly, to the increase in sweetnessconsecutive to barrel aging in dry wines.

L’équilibre gustatif des vins secs repose notamment sur les saveurs amère et sucrée, dont les déterminants moléculaires n’ont été que partiellement élucidés. Un premier axe a consisté en l’étude de la contribution gustative des lignanes du chêne et neuf composés ont été observés pour la première fois dans le vin. Le (±)-lyonirésinol a été établi comme le plus amer et le plus abondant des lignanes isolés. Ses deux énantiomères ont été séparés, caractérisés par VCD et leur dégustation a révélé que seul le (+)-lyonirésinol possède une amertume modifiant le goût du vin. Dans un second axe, la saveur sucrée conférée par les raisins aux vins secs a été étudiée. Des expérimentations de vinification combinées à des outils sensoriels ont montré un gain de saveur sucrée au cours de la macération post-fermentaire à chaud et un effet des pépins de raisin sur le moelleux des vins secs. La mise en place d’un protocole de fractionnement d’extrait de pépins et de vin, par des techniques séparatives couplées à la gustatométrie, a permis la purification de six composés sapides. Plusieurs marqueurs de la sucrosité des vins secs ont ainsi été identifiés par FTMS et RMN : le mélange de deux nouvelles molécules, les acides 2-hydroxy-3-méthylpentanoïque-2-O-β-glucopyranoside et 2-hydroxy-4-méthylpentanoïque-2-O-β-glucopyranoside ; l’acide gallique-4-O-β-glucopyranoside et l’acide epi-DPA-3′-O-β-glucopyranoside, identifiés pour la première fois dans les vins, ainsi que l’ILA-Glc et l’astilbine. Ces nouveaux marqueurs ont été quantifiés dans les vins ainsi que dans les différentes parties de la baie pour préciser leur localisation et établir leur contribution gustative. / Dry wines taste balance is mainly based on bitter and sweet tastes, whose molecular determinants have been only partially explained. The first key objective was the study of the gustatory contribution of oak lignans. Nine compounds were identified in wines for the first time. (±)-lyoniresinol has been established as the bitterest and the most abundant of the isolated lignans. Its two enantiomers have been resolved, characterized by VCD and their tasting revealed that only (+)-lyoniresinol is bitter and modifies wine taste. In the second part of this work, the contribution of grapes to wine sweet taste has been studied. The combination between vinification experimentations and sensorial tools showed a gain of sweetness during a warm post-fermentative maceration as well as an influence of grape seeds on dry wine sweetness. A fractionation protocol of grape seeds macerates and wines has been established. Separation techniques coupled with gustatometry allowed the isolation of six taste active compounds. Several markers of dry wines sweetness have been identified by FTMS and NMR: the mix of two new compounds, 2-hydroxy-3-methylpentanoic-2-O-β-glucopyranoside and 2-hydroxy-4-methylpentanoic-2-O-β-glucopyranoside acids; gallic-4-O-β-glucopyranoside acid and epi-DPA-3′-O-β-glucopyranoside acid, identified for the first time in wines, ILA-Glc and astilbin. These new markers have been quantified in wines and in different parts of grape berry in order to refine their localization and to establish their gustatory contribution.

L'amertume fait partie intégrante de notre alimentation. Elle est par exemple fortement représentée dans certaines boissons (ex: café) ou dans certains légumes tels les crucifères. Néanmoins, la perception de l'amertume varie entre les individus et certains aliments considérés comme bénéfiques pour la santé peuvent être rejetés en raison de leur goût amer. Des facteurs génétiques (ex : polymorphisme génétique des récepteurs du goût amer) ou environnementaux (ex : âge, prise de médicaments) expliquent en partie les variations interindividuelles dans la perception de l'amertume. Cependant, d'autres facteurs péri-récepteurs pourraient intervenir, notamment la composition salivaire. Afin d'investiguer dans un premier temps le lien existant entre le protéome salivaire propre à un individu et sa sensibilité à l'amertume, le seuil de détection du goût amer de la caféine a été mesuré sur 29 hommes sains. Leur salive au repos a été étudiée par électrophorèse mono- et bidimensionnelle. L'analyse par électrophorèse bidimensionnelle de la salive au repos des 6 sujets les plus sensibles et 6 les sujets les moins sensibles à la caféine a permis la détection de 255 spots, dont 26 étaient significativement différents entre hyper- et hyposensibles. L'identification de ces 26 spots a révélé la surexpression de fragments d'alpha amylase, de fragments d'albumine sérique, et de sous-unités alpha de l'immunoglobuline A ainsi que la sous-expression de cystatine SN chez les hypersensibles. Ce dernier résultat a été confirmé par Western Blot. Ceci a permis de formuler une hypothèse sur le rôle de la protéolyse en bouche sur la sensibilité à l'amertume. Dans un deuxième temps et afin d'étudier l'effet des molécules amères sur la composition salivaire, une étude in vitro a été menée sur la lignée cellulaire de glandes salivaires humaines HSG différenciées en acini ou non. Après une mise au point des conditions de différenciation (culture dite en 3D), la cystatine SN a été détectée dans les cellules HSG par Western blot après traitement des cellules à la caféine, à la quinine, et à l'urée. Après traitement à la caféine à 5, 50 ou 100µM, une quantification par ELISA a mis en évidence que la cystatine SN était toujours plus abondante dans les cellules HSG différenciées que dans les cellules non-différenciées. Spécifiquement dans les cellules différenciées, l'exposition à la caféine induisait une sur-expression de cystatine SN, la teneur maximale en cystatine SN étant observée avec la caféine à 50 µM. La présence de cystatine SN a également été détectée dans les milieux de culture

L’amertume fait partie intégrante de notre alimentation. Elle est par exemple fortement représentée dans certaines boissons (ex: café) ou dans certains légumes tels les crucifères. Néanmoins, la perception de l’amertume varie entre les individus et certains aliments considérés comme bénéfiques pour la santé peuvent être rejetés en raison de leur goût amer. Des facteurs génétiques (ex : polymorphisme génétique des récepteurs du goût amer) ou environnementaux (ex : âge, prise de médicaments) expliquent en partie les variations interindividuelles dans la perception de l’amertume. Cependant, d’autres facteurs péri-récepteurs pourraient intervenir, notamment la composition salivaire. Afin d’investiguer dans un premier temps le lien existant entre le protéome salivaire propre à un individu et sa sensibilité à l’amertume, le seuil de détection du goût amer de la caféine a été mesuré sur 29 hommes sains. Leur salive au repos a été étudiée par électrophorèse mono- et bidimensionnelle. L’analyse par électrophorèse bidimensionnelle de la salive au repos des 6 sujets les plus sensibles et 6 les sujets les moins sensibles à la caféine a permis la détection de 255 spots, dont 26 étaient significativement différents entre hyper- et hyposensibles. L’identification de ces 26 spots a révélé la surexpression de fragments d’alpha amylase, de fragments d’albumine sérique, et de sous-unités alpha de l’immunoglobuline A ainsi que la sous-expression de cystatine SN chez les hypersensibles. Ce dernier résultat a été confirmé par Western Blot. Ceci a permis de formuler une hypothèse sur le rôle de la protéolyse en bouche sur la sensibilité à l’amertume. Dans un deuxième temps et afin d’étudier l’effet des molécules amères sur la composition salivaire, une étude in vitro a été menée sur la lignée cellulaire de glandes salivaires humaines HSG différenciées en acini ou non. Après une mise au point des conditions de différenciation (culture dite en 3D), la cystatine SN a été détectée dans les cellules HSG par Western blot après traitement des cellules à la caféine, à la quinine, et à l’urée. Après traitement à la caféine à 5, 50 ou 100µM, une quantification par ELISA a mis en évidence que la cystatine SN était toujours plus abondante dans les cellules HSG différenciées que dans les cellules non-différenciées. Spécifiquement dans les cellules différenciées, l’exposition à la caféine induisait une sur-expression de cystatine SN, la teneur maximale en cystatine SN étant observée avec la caféine à 50 µM. La présence de cystatine SN a également été détectée dans les milieux de culture / Bitterness is present in every day beverages (e.g. coffee) and foods (e.g. vegetables such as cruciferous plants). However, bitterness is perceived differently among individuals and some foods considered as healthy may be rejected due to their bitter taste. Several genetic (eg. genetic polymorphism of bitter taste receptors) or environmental (eg. age, medications) factors partly explain the interindividual variability in bitterness perception. However, other peri-receptor factors may intervene, in particular salivary composition. First, in order to investigate the link between salivary proteome and sensitivity to bitterness, the detection threshold to the bitter taste of caffeine was measured in 29 male healthy subjects. Their resting saliva was studied by one- and two-dimensional electrophoresis. Two-dimensional electrophoresis revealed that 26 out of 255 spots were significantly different between the 6 hypersensitive and 6 hyposensitive subjects to the bitter taste of caffeine. Identification of the 26 spots revealed an overexpression of amylase-, serum albumin-, and immunoglobulin A fragments, and an underexpression of cystatin SN in hypersensitive subjects. The latter finding was confirmed by Western blotting. These results have led to formulate an hypothesis on the role of in-mouth proteolysis in bitterness perception. Second, in order to study the effect of bitter molecules on salivary composition, an in vitro study was performed on undifferentiated and differentiated human salivary cell line HSG. After setting the experimental conditions for HSG cell differentiation (culture in 3D conditions), cystatin SN was detected in HSG cells by Western blot after treatment with caffeine, quinine, and urea. After cell exposure with caffeine at 5, 50 and 100 µM, quantification by ELISA demonstrated that cystatin SN was always more abundant in differentiated vs undifferentiated HSG cells. Specifically in differentiated cells, caffeine exposure resulted in over-expression of cystatin SN, 50µM inducing the highest effect. Cystatin SN was also detected in culture media of the HSG cells