Depuis les années 2000, les odeurs de fruits cuits, évoquant le pruneau, la figue, ou encore la pêche cuite sont de plus en plus fréquemment retrouvées dans les vins rouges de la région bordelaise. Les marqueurs responsables de ces nuances associés à l’état de maturité des raisins sont inconnus. Dans un premier temps, nous montrons que ces nuances, qui étaient jadis très rarement rencontrées dans les vins d’une appellation que nous avons appelée A, figurent aujourd’hui parmi les arômes considérés comme typiques de ces vins. Cependant, les dégustateurs qui assimilent ce caractère au type de cette appellation tendent à confondre l’arôme de fruits cuits du vin jeune à celui du caractère oxydé des vins prématurément vieillis. Les analyses par CPG-O, CPG-SM et CPG-CPG-SM de moûts et de vins marqués par des nuances de fruits cuits ont permis de valider l’existence de zones odorantes rappelant l’odeur de ces échantillons. L’analyse par GC-MS de nombreux échantillons de moût et de vin montrent que le furanéol (caramel), la γ-nonalactone (coco, pêche cuite), la (Z)-1,5-octadien-3-one (géranium) contribuent à cet arôme. Nous révélons également l’existence d’un composé à odeur de fruits cuits, de type lactone et non identifié à ce jour. L’impact de la (Z)-1,5-octadien-3-one est clarifiée pour la première fois dans les moûts. Nous précisons également l’incidence de la date de récolte des raisins de Merlot et Cabernet-Sauvignon sur l’arôme et la composition fine des moûts et des vins. La vinification de raisins récoltés tardivement voire flétris produit des vins marqués par des nuances de fruits cuits accompagnées de teneurs élevées en furaneol et γ-nonalactone. / In the 2000s, aromas of dried fruits, referring to prune, fig or cooked peach are found more and more often in Bordeaux red wines. The markers responsible for these aromas related to the grape maturity are unknown. Firstly, we show that these shades, which were rarely encountered in wines from an appellation named A in this study, are now part of the distinctive aromas of these wines. However, the tasters that assimilate these characteristics to the distinctive aromas and the type of the appellation tend to get mistaken between the cooked fruit aromas from young wines and the ones from the oxidized character of prematurely aged wines. The GC-O, GC-MS and GC-GC-MS analysis of musts and wines, that had shades of cooked fruits aromas, allowed to confirm the realness of a scented area reminding of the scent of the samples. The analysis by GC-MS of number of must and wine samples show that the furaneol (caramel), the γ-nonalactone (coconut, cooked peach), the (Z)-1,5-octadien-3-one (geranium) take part in this aroma. We also reveal the presence of a lactone type compound having a cooked fruit aroma, but not identified so far. The influence of the (Z)-1,5-octadien-3-one has been identified for the first time in musts. The influence of the harvest date of Merlot and Cabernet-Sauvignon grapes on the aromas and fine composition of musts and wines is also specified. Winemaking processing of grapes that have been late harvested, even with a withered appearance produces wines with shades of cooked fruits aromas and high content of furaneol and γ-nonalactone.

Ce travail décrit les équilibres gaz-liquide lors des fermentations alcooliques en conditions œnologiques, en se focalisant sur les composés d'arôme les plus abondants : isobutanol, alcool isoamylique, acétate d'éthyle, acétate d'isoamyle et hexanoate d'éthyle. Les coefficients de partage à l'équilibre (ki) de ces molécules sont quantifiés, grâce à la méthode PRV (Phase Ratio Variation), en précisant l'effet de la composition du milieu et de la température. Grâce à la mise en œuvre de fermentations spécifiques pendant lesquelles la vitesse de dégagement de CO2 est contrôlée (grâce à une perfusion d'azote ammoniacal), il a été montré que le dégagement de CO2 n'avait pas d'effet sur le rapport de concentrations entre phase gaz et liquide et pouvait être assimilé au ki. Une démarche de modélisation est ensuite effectuée, pour estimer la valeur du rapport de concentrations entre phase liquide et gaz pour ces composés (à l'exception de l'acétate d'éthyle et de l'alcool isoamylique), à tout moment de la fermentation et quelle que soit la température, y compris en conditions de non isothermie. Le modèle, basé sur l'équilibre des phases gaz et liquide, conduit à une erreur moyenne d'estimation inférieure à 10%. Grâce à ce modèle, il devient possible de réaliser des bilans de production des différents composés tout au long de la fermentation, à partir de leur seule mesure dans la phase gaz. Ces bilans permettent de différencier (i) la quantité globale produite, représentative des potentialités de la levure (intérêt microbiologique), (ii) la quantité restant dans la phase liquide (intérêt organoleptique) et (ii) la quantité perdue dans le gaz effluent (intérêt technologique). Il est ainsi mis en évidence que les pertes d'esters sont très importantes. Par exemple, à 20°C, elles atteignent respectivement 44 % et 25 % pour l'hexanoate d'éthyle et l'acétate d'isoamyle. Grâce à un dispositif de suivi en ligne permettant des mesures très fréquentes (une par heure), les vitesses - et les vitesses spécifiques - de production et de pertes sont calculées. Elles constituent de nouvelles informations utiles à la fois pour l'étude du métabolisme (suivi de la dynamique de flux métaboliques) et pour mieux raisonner les conduites de fermentation, notamment le régime de température. L'impact de ce régime de température est étudié plus en détail en réalisant des bilans de production lors de fermentations conduites avec la même souche de levure et le même moût. Les résultats obtenus montrent que si l'on ne prend en compte que les concentrations dans la phase liquide - généralement les seules informations disponibles - on surestime fortement l'impact de la température sur le métabolisme de composés fortement volatils, tels que les esters / The gas-liquid partitioning during winemaking fermentations was studied, with a focus on the main aroma compounds: isobutanol, isoamyl alcohol, ethyl acetate, isoamyl acetate, ethyl hexanoate. The partition coefficients (ki) of these molecules were quantified, using the PRV (Phase Ratio Variation) method. The influence of the must composition and temperature was assessed. The absence of any effect of CO2 production on gaz-liquid ratio compared to ki value was established by running specific fermentations in which the rate of CO2 production was kept constant by perfusion with assimilable nitrogen. A model was then elaborated to calculate gaz-liquid ratio of these molecules (excepted ethyl acetate and isoamyl alcohol) at any fermentation progress and at any temperature, including anisothermal fermentations. The model based on the equilibrium between the gas and liquid phases predicted ki with less than 10% error. Using this model, balances were c alculated, with a differentiation between (i) the total production, representative of the yeast potential (microbiological interest), (ii) the amount remaining in the fermenting must (organoleptic interest) and (iii) the amount lost in the exhaust CO2 (technological interest). High losses of esters were observed. For example, at 20°C, they represented 44% and 25 % for ethyl hexanoate and isoamyl acetate, respectively. Using an on line monitoring with a high frequency of measurements (one per hour), rates and specific rates of production were calculated. These new data are useful both for studies on metabolism (dynamics of metabolic fluxes) and for improving fermentation control, in particular temperature profile. The impact of temperature was assessed in more detail by comparing balances of production during fermentations run with the same yeast strain and must. These experiments demonstrated that the effect of temperature on the yeast metabolism was highly overestimated whe n only considering the concentrations in the liquid, i.e. usually the only available information.

De nombreux problèmes ont été identifiés lors des tentatives d’incorporation de protéines végétales dans nos aliments. En particulier, les faux goûts, le goût et la texture ont été mis en évidence comme de véritables obstacles à l’acceptabilité des produits végétaux par les consommateurs. Le consommateur lui-même est aussi un déterminant important en ce qui concerne le terme « acceptabilité ». Donc, dans le but de développer un nouveau produit fermenté à base de protéines de pois deux volets ont été étudié : le produit et le consommateur. Afin de comprendre la physico-chimie et l’acceptabilité de produits fermentés à base de protéines de pois, plusieurs facteurs ont été étudiés dans des étapes successives tels que la culture, les allégations positives sur la santé et l’environnement, les cocktails de souches lactiques et les procédés de préparation. Dès les premiers tests sensoriels, il était clair qu’il ne serait pas facile de convaincre les consommateurs de consommer des produits fermentés à base de pois : les consommateurs français n’acceptent pas les produits même à une faible concentration de pois (10 %). Ni la familiarité pour un produit proche de nos produits étudiés, ni l’encouragement des consommateurs à accepter ce type d’aliment en passant des messages positifs sur les protéines végétales n’étaient assez efficaces. Ainsi, une deuxième série d’études a été réalisée afin d’optimiser les propriétés rhéologiques et organoleptiques de ces produits. La meilleure combinaison, 1- cocktail bactérien (S. thermophilus + Lb. bulgaricus) 2- matière première (globuline de pois isolée dans notre laboratoire) 3- paramètres de préparation (mélange des deux laits avant le traitement thermique à 90 °C) a été sélectionnée afin d’optimiser les produits fermentés en ce qui concerne l’acidité, la fermeté, les profils volatils et peptidiques. Enfin, du point de vue sensoriel, une légère amélioration de l’acceptabilité a été remarquée. 20 % de protéines de pois a donné un produit accepté par la plupart des consommateurs, et 40 % de protéines de pois a été évaluée positivement par certains consommateurs et négativement par d'autres. / Many problems have been identified following the attempts to incorporate vegetal proteins in our food. In particular, off-flavor, taste or texture have been highlighted as real barriers to the acceptability of plant products by consumers. The consumer himself is also an important determinant regarding the term "acceptability." So, in order to develop a new fermented product based on pea, two issues were studied: the product and the consumer. To understand the physico-chemical properties and the acceptability of pea protein-based fermented products, several factors have been investigated in successive stages such as culture, positive health and environmental claims, lactic acid bacteria strains and preparation processes. From the first sensory tests, it was clear that it will not be easy to convince consumers to buy the pea-based fermented product: French consumers did not accept products even in a lower concentration of pea (10%). Neither the familiarity to close products nor encouraging consumers to accept this type of food by transmitting positive messages about vegetal protein were efficient enough. Thus, a second series of studies was carried out in order to optimize the rheologic and organoleptic properties of these products. Best combination of 1- starter culture (S. thermophilus + Lb. bulgaricus) 2- raw material (pea globulin isolated in our laboratory) 3- preparation parameters (mixing both milk before heat treatment at 90 ° C) were selected to optimize the fermented products in terms of volatile compounds and peptide profiles, acidity and firmness. Finally, from the sensory point of view, a slight improvement in the acceptability was noticed. 20% of pea protein gave a product accepted by most of the consumers, and 40% of pea protein was assessed positively by some consumers and negatively by others

Notre objectif était d’identifier des cytochromes P450 capables d’oxygéner des mono et sesquiterpènes, pour produire des molécules aux propriétés organoleptiques intéressantes labellisés « naturelles » par l’industrie des arômes et du parfum.Nous avons identifié 7 couples P450-substrat catalysant une conversion in vitro supérieure ≥ 45 % et/ou formant un produit attendu. Les quantités de produit obtenu par bioconversion dans la levure restent insuffisantes pour un procédé industriel. Les facteurs limitants ont été identifiés dans le cas du valencène comme : 1) la toxicité induite par les produits, 2) l’accumulation du β-nootkatol dans les membranes, 3) l’inhibition de l’enzyme par les produits réactionnels. Trois cytochromes P450 d’Arabidopsis thaliana impliqués dans le métabolisme indolique oxydent activement le limonène. Ils s’expriment dans les inflorescences et constituent le premier exemple de P450s suceptibles de participer à deux voies métaboliques indépendantes chez les plantes. / Our aim was to identify cytochromes P450 catalyzing hydroxylation of mono-and sesquiterpenes to produce functionalized "natural" compounds with interesting organoleptic properties for the flavor and fragrance industry. We identified 7 P450-substrate pairs showing . 45 % in vitro conversion and/or forming an expected product. The amounts of products resulting from yeast bioconversion were however too low for implementation of an industrial process. Factors limiting the nootkatone production from the P450-dependent bioconversion of valencene were identified : 1) toxicity for yeast of the ƒÀ-nootkatol and nootkatone products, 2) ƒÀ-nootkatol accumulation in endomembranes, 3) products inhibition of valencene hydroxylation. Three previously characterized P450s from Arabidopsis thaliana in indolic metabolism were shown to actively oxidize limonene. They are expressed in inflorescences and may provide the first demonstrated case of multifunctional P450s involved in independent plant pathways.

Dans le domaine de la chimie des parfums, l’optimisation des propriétés biologiques et sensorielles de substances naturelles complexes, via la biocatalyse, présente un fort intérêt. Dans un contexte de chimie durable, ces travaux de recherche sont dédiés aux développements de modifications enzymatiques de composés purs, d’extraits et d’huiles essentielles de l’industrie des arômes et parfums. Une étude bibliographique a ainsi été consacrée à la composition des matières premières naturelles, leurs propriétés et les principales voies de biosynthèse des composés présents dans les substances naturelles complexes, ainsi que quelques éléments de réglementation. Dans un premier volet, selon un procédé de chimie durable, le but a été de rendre des produits naturels plus sains tout en conservant leurs propriétés et leur « naturalité ». La détoxification en atranol et en chloroatranol de l’extrait de mousse de chêne a été effectué menant à des absolues de mousse de chêne modifiées par biocatalyse conservant leur qualité odorante. Dans le cadre d’un projet collaboratif public-privé, des protocoles de suivis de transformations biocatalytiques ont été établis et mis en œuvre. Dans un troisième volet, des méthodologies de chimie durable ont été mises à profit afin de proposer de nouveaux ingrédients grâce à l’utilisation de procédés biotechnologiques procédant selon le principe d’économie circulaire. Le caractère naturel a été conservé et la méthode a permis de réaliser des transformations fines et ciblées pour développer des facettes olfactives intéressantes. / In the field of flavor and fragrance industry, the optimization of natural flavoring essential oils and extracts’ properties by biocatalysis is really interesting. In a context of sustainable chemistry, this research project is dedicated to the development of pure compounds, extracts and essential oils by enzymatic modifications. In this way, a bibliographic study has been carried out on the composition of the natural raw materials, their properties and the main biosynthetic pathways of the compounds present in the natural complex substances and some regulation elements. In the first place, according to a process of sustainable chemistry, the goal is to make healthier natural products while keeping their properties and their "naturalness". The detoxification in atranol and chloroatranol of the oak moss extract was carried out with the oak moss absolute by biocatalysis preserving their olfactory quality. Through an academic /industrial collaboration, protocols for monitoring biocatalytic transformations were established and implemented. In a third part, sustainable chemistry methodologies were used to propose new ingredients through the use of biotechnological processes based on the circular economy principle. The natural character has been preserved and the method allowed targeted transformations to develop interesting olfactory facets.

Les gommes d’Acacia (AG, E414EC) sont largement utilisées par ses propriétés stabilisantes, émulsifiantes et filmogènes. Le but de ce projet de thèse consiste à caractériser les propriétés interfaciales et émulsifiantes des gommes d’Acacia. Les études des propriétés interfaciales liquide-liquide ont confirmé que l’A. senegal permettait une plus grande diminution de la tension interfaciale et une formation plus rapide de films à l’interface. Ceci est en accord avec sa teneur plus élevée en AGP de masse molaire élevée riche en protéine, la meilleure accessibilité de la partie protéique et la plus grande flexibilité moléculaire par rapport à A. seyal. De même, ces avantages biochimiques et structuraux de l’A. senegal se sont avérés être impliqué dans les propriétés émulsifiantes des gommes. Les résultats d'une approche innovante visant à contrôler la teneur en AGP de masse molaire élevée riche en protéines dans le milieu et la concentration totale de gomme par le mélange de deux fractions bien caractérisées isolées chez A. senegal ont confirmé la synergie fonctionnelle entre la quantité des AGP de masse molaire élevée riche en protéines et la concentration totale en gomme. De plus, en présence de quantités élevées d'AGP de masse molaire élevée riches en protéines, les émulsions étaient stables contre la floculation/coalescence en raison de la forte teneur en protéines permettant une répulsion électrostatique entre les gouttelettes et la viscosité apparente élevée du milieu. Celles-ci étaient en accord lorsque les propriétés émulsifiantes de A. senegal et A. seyal ont été comparées. En effet, A. senegal contient une plus grande quantité d'AGP de masse molaire élevée riches en protéines et d'acides uroniques, et sa dispersion présente une viscosité apparente supérieure à celle d'A. seyal. En outre, lorsque les gommes d'Acacia étaient utilisées sous forme de films séchés, la grande teneur en AGP riches en protéines de masse molaire élevée et la bonne accessibilité des fragments protéiques d'A. senegal permettaient aux films d’avoir une surface homogène lisse avec des propriétés hydrophobes caractéristiques. En revanche, les films de A. seyal étaient irréguliers et constitués d'une organisation répétitive comme de nombreuses grosses particules uniformément réparties sur la surface par rapport au faible degré de ramification, une teneur élevée en arabinose favorisant les liaisons hydrogènes intra et inter moléculaires et une forte capacité d'hydratation chaînes polysaccharidiques de A. seyal. Selon les résultats, cette thèse apporte de nouvelles connaissances sur la relation entre la composition biochimique, les propriétés structurales et physico-chimiques, pour la première fois, dans les deux aspects de la gomme, à savoir sous forme de dispersion liquide et de films séchés.Mots clés : gomme d’Acacia, propriétés interfaciales et émulsifiantes, arabinogalactane-protéines, arômes / Acacia gums (AG, E414 EC) are widely used for its stabilizing, emulsifying and film-forming properties. The aim of this project is to characterize the interfacial and emulsifying properties of Acacia gums. The main results from liquid-liquid interfacial properties study confirmed that A. senegal showed a faster decrease of interfacial tension and a more rapid interfacial film formation. These were in agreement to its greater content of high molar mass-protein AGPs content, the more accessibility of proteinaceous moieties, and the higher molecular flexibility compared to A. seyal. In the same vein, these biochemical and structural advantages of A. senegal were found to be involved in the emulsifying properties of gums. The results from an innovative approach aiming to control high molar mass protein-rich AGPs content in bulk and the total concentration of gum by mixing two well characterised fractions isolated from A. senegal confirmed the functional synergism between the amount of high molar mass protein-rich AGPs and the total gum concentration. Moreover, in the presence of high molar mass protein-rich AGPs in high amount, the emulsion became stable to flocculation/coalescence due to the great protein content allowing electrostatic repulsion between droplets and the high bulk apparent viscosity. These were in agreement when the emulsifying properties of A. senegal and A. seyal were compared. Indeed, A. senegal containing a greater amount of high molar mass protein rich AGPs and uronic acids and its dispersion having a higher apparent viscosity than A. seyal allowing the former to form emulsion with a more stability. Besides, when Acacia gums were used in the form of dried film, the great content of high molar mass protein-rich AGPs and the good accessibility of proteinaceous moieties of A. senegal allowed the smooth homogeneous surface with a hydrophobic characteristic properties of A. senegal dried films. In contrast, A. seyal films was irregular and composed of a repetitive organization as numerous large particle uniformly distributed on surface in the relation to the low degree of branching, high arabinose content favoring intra and inter molecular hydrogen bonding and high hydration ability causing aggregation of polysaccharide chains of A. seyal. According to the results, this thesis brings new knowledge of the relationship between biochemical composition, structural and physicochemical properties, for the first time, across both aspects of gum, i.e. in the form of liquid dispersion and dried films.Keywords: Acacia gums, interfacial and emulsifying properties, arabinogalactan proteins, aroma compounds

L’hydroperoxyde lyase (HPL) est une enzyme issue de la voie de la lipoxygénase, voie métabolique très représentée chez les végétaux, impliquée dans la production de composés aromatisants (l’hexanal, le 3Z-hexenal et le 2E-hexenal). Ces composés sont responsables de l’odeur fraîche de l’herbe coupée dite « note verte » et sont très utilisés par les industries cosmétiques et agroalimentaires. Leur biosynthèse résulte de l’oxydation des acides gras polyinsaturés en hydroperoxydes par la lipoxygénase, puis de leur clivage par l’hydroperoxyde lyase (HPL). Les procédés actuels de production de ces composés présentent certains inconvénients, ils sont notamment très polluants et peu performants, aussi l’utilisation d’enzymes recombinantes dans de tels procédés permettrait d’obtenir ces molécules de manière plus efficace tout en bénéficiant du label "naturel". L’ADNc codant pour l’hydroperoxyde lyase (HPLwt) a été isolé au laboratoire à partir d’olives noires. Afin d’améliorer la solubilité de l’enzyme, une HPL dépourvue de son peptide de transit chloroplastique (HPLdel) a également été produite. Les deux enzymes ont été exprimées chez E.coli, purifiées par chromatographie d’affinité puis caractérisées biochimiquement. Elles agissent exclusivement sur les 13-hydroperoxydes (13-HPL) à un pH et une température optimum de 7,5 et 25°C. De plus l’évaluation des paramètres cinétiques de l’enzyme montre qu’elles ont une meilleure efficacité catalytique (kcat/Km) sur les 13-hydroperoxydes d’acide linolénique (3,68 s-1.µM-1) que sur les 13-hydroperoxydes d’acide linoléique (0,54 s-1.µM-1). La bioconversion des 13-hydroperoxydes d’acide linoléique et linolénique en hexanal et 3Z-hexénal par l’action de l’HPLwt et l’HPLdel a été étudiée. Des taux de conversion maximum atteignant 93 % et 68 % pour la production d’hexanal et 73 % et 45% pour la production d’3Z-hexénal ont été obtenus quand l’HPLwt et l’HPLdel sont utilisées respectivement. La stabilité de l’enzyme a ensuite été étudiée. Des essais de conservation montrent que l’utilisation de glycérol à 10% (v/v) permet le maintien de la totalité de l’activité de l’HPLwt et de l’HPLdel durant cinq semaines de stockage à -80°C. De plus, l’ajout de composés chimiques tels que le KCl, le NaCl, le Na2SO4, la glycine et le glycérol permettent d’augmenter l’activité enzymatique des deux enzymes et d’améliorer les conditions de synthèse de l’hexanal et du 3Z-hexénal en diminuant la quantité d’enzyme nécessaire à leur production. / The hydroperoxide lyase (HPL) derives from a metabolic pathway named lipoxygenase pathway widely represented in plants and involved in the production of flavoring compounds (hexanal, 3Z-hexenal and 2E-hexenal). These volatile compounds are responsible for the fresh odor of cut grass known as "green note" and have a particularly interest for flavor and food industries. Their biosynthesis results from the oxygenation of linoleic and linolenic acids by lipoxygenase action to form fatty acid hydroperoxides, then of their cleavage by hydroperoxide lyase action. The processes of production currently used are highly polluting or lead to a low yield. To overcome these drawbacks, the use of recombinant enzymes in such processes constitutes an attractive alternative because they would allow producing these molecules in a more effective way, while benefiting from the "natural" label.A cDNA encoding for HPL (HPLwt) from black olive fruit was isolated, and in order to improve the enzyme solubility, the HPL deleted of its chloroplast transit peptide (HPLdel) was then produced. Both enzymes were expressed into E. coli (M15), purified by affinity chromatography, and characterized. They act exclusively on 13-hydroperoxide (13-HPL) and display an optimum pH at 7.5 and an optimum temperature at 25 °C. The bioconversion of 13-hydroperoxides of linoleic and linolenic acids in hexanal and 3Z-hexenal respectively, using HPLwt or HPLdel was studied. Conversion yields reach a maximum of 93 % and 68 % for hexanal production, and 73 % and 45 % for 3Z-hexenal when reactions were performed by HPLwt and HPLdel respectively.The enzyme stability was then studied. Conservations tests using 10 % glycerol (v/v) allows the maintenance of the entire activity of HPLwt and HPLdel during five weeks of storage at -80°C. Furthermore, the addition of chemical compounds such as KCl, NaCl, Na2SO4, glycine, and glycerol can increase the efficiency of both enzymes and improve the synthesis of hexanal and 3Z-hexenal by decreasing the amount of enzyme required to produce them.

Les arômes fermentaires (alcools supérieurs, esters) jouent un rôle important dans le profil organoleptique des vins jeunes. Leur production dépend à la fois de la souche de levure utilisée et des paramètres environnementaux. Pour comprendre le rôle de trois facteurs clés (température, azote, lipides) sur la production des arômes fermentaires, nous avons réalisé une étude comparative entre une souche évoluée aromatique Affinity™ ECA5 et sa souche ancestrale Lalvin EC1118®. Dans un premier temps, les effets combinés des trois paramètres environnementaux ont été étudiés grâce à un plan expérimental de Box-Behnken. L'azote est le facteur ayant la plus grande influence sur la majorité des composés volatils; cependant son effet est différent selon la molécule ciblée et les interactions entre facteurs sont importantes. Par ailleurs, si les deux souches répondent dans le même sens aux changements de conditions de fermentation, les intensités de réponse sont très différentes. Pour avancer dans la compréhension des mécanismes mis en jeu et en particulier dans l'analyse de l'interaction azote / lipides, nous avons combiné des études de suivi cinétique précis de la production des arômes fermentaires et une approche transcriptomique. Ces études ont révélé des différences entre les deux souches dans la chronologie de formation des arômes, suggérant des modifications dans la régulation de leur synthèse. En particulier, le rendement de conversion entre alcools supérieurs et esters d'acétate est largement supérieur chez Affinity™ ECA5, mais diminue fortement après addition de phytostérols, en lien avec une répression des gènes de la voie de synthèse des stérols. Ces résultats montrent une gestion différente des lipides par la souche évoluée et suggèrent qu'une plus grande disponibilité en acétyl-CoA pourrait être à l'origine des propriétés aromatiques de cette souche. Enfin, une approche quantitative basée sur la filiation isotopique de sources d'azote marquées 13C a été réalisée. Cette étude confirme le rôle clé de l'acétyl-CoA dans une gestion différentielle du pool d'α-cetoacides responsable de la surproduction des alcools supérieurs chez Affinity™ ECA5. Globalement, ce travail a permis d'identifier les paramètres les plus efficaces pour orienter le métabolisme fermentaire vers la production d'arômes ainsi que certains mécanismes impliqués. Il a également permis de mieux caractériser le métabolisme de la souche évoluée Affinity™ ECA5. Les connaissances acquises constituent une avancée importante pour une amélioration de la gestion de la nutrition en fermentation œnologique. / Fermentative aromas (higher alcohols, esters) have a major role in the organoleptic profile of young wines. Their production depends on both the used yeast strain and environmental parameters. To better understand the role of three key factors (temperature, nitrogen, lipids) on the synthesis of fermentative aromas, we compared an aromatic evolved strain Affinity™ ECA5 and its parent strain Lalvin EC1118®. First, the combined effects of these three parameters were investigated through an experimental Box-Behnken design. Nitrogen greatly impacted the majority of the volatile compounds but differently depending on the targeted molecule and in interaction with the other factors. Overall, both strains showed similar responses to changes in fermentation conditions but with different intensities. To improve the understanding of the involved mechanism, particularly in the study of nitrogen / lipids interaction, several approaches were combined. A precise on-line monitoring of the production kinetics of fermentative aromas coupled with transcriptomic analysis revealed differences between the two strains in the chronology of aroma synthesis, suggesting changes in the regulation of their production. In particular, the conversion yield between a higher alcohol and its acetate ester differed greatly between the two strains. We have shown that this difference was due to a different lipid management by the strain Affinity™ ECA5. Finally, a quantitative approach based on the isotopic filiation of 13C labelled nitrogen sources was performed. This study confirms the key role of acetyl-CoA in a differential management of α-ketoacid pool responsible for the overproduction of higher alcohols by Affinity ™ ECA5.Overall, this project identified the most effective parameters to guide the fermentative metabolism toward the production of aromas and to better understand mechanisms involved. It also better characterized the metabolism of the evolved strain Affinity™ ECA5. These results are crucial to improve the management of nutrition in wine fermentation.

L’annotation détaillée de la superfamille des cytochromes P450 dans le génome de la vigne nous a permis d’étudier sa structure génétique, sa phylogénie et son expression, mais aussi d’identifier des gènes dont l’expression est activée dans le grain à maturité, lors de la synthèse de nombreux composés aromatiques. La lactone du vin est la molécule dont le seuil de détection olfactive est le plus bas, ce qui en fait un composant essentiel de l’arôme du vin. Nous avons pu démontrer que cette lactone se forme au cours du vieillissement du vin par une réaction lente et non-enzymatique à partir du 8-carboxylinalool. L’accumulation de ce dernier dans la baie est concomitante à l’expression de plusieurs P450s, dont CYP76F14 est le plus fortement exprimé. Trois enzymes catalysent des étapes d’oxydation conduisant du linalool au (E)-8-carboxylinalool, mais seul CYP76F14 catalyse efficacement la formation de l’acide. Tant par son activité catalytique que son profil d’expression, CYP76F14 apparaît donc comme le responsable le plus probable de la formation du précurseur de la lactone du vin. / A thorough annotation of the P450 superfamily in grapevine, revealed its genomic organization, phylogeny and expression. Specifically, we identified genes showing an activated expression in the ripe grape berry, the stage during which the biosynthesis of many aroma compounds takes place. Among the known oxygenated monoterpenols in grapevine, wine lactone has the lowest odor detection threshold and therefore the largest potential impact on wine aroma. We demonstrated that wine lactone is formed during wine ageing via a slow non-enzymatic reaction from the precursor (E)-8-carboxylinalool. We showed that the accumulation of this precursor in grape berries parallels the expression of several cytochrome P450 genes, among which CYP76F14 has the highest expression. While three of them catalyzed some of the oxidative steps from linalool to (E)-8-carboxylinalool, only CYP76F14 efficiently catalyzed the whole pathway. Taken together, CYP76F14 catalytic activity and expression pattern indicate that it is a prime candidate for the formation of the wine lactone precursor in grape berries.

Grâce à la définition sensorielle conceptuelle des vins de réserve de Champagne, nous avons pu caractériser les notes aromatiques développées lors d’un vieillissement qualitatif. L’intensité du sous-bois, truffe, fruits frais, fruits confits, tabac, grillé, torréfié, fumé, épicé, viennoiserie, miellé, beurré/lacté, fruits à coques et pétrolé a été évaluée dans 51 vins de réserve monovariétaux de chardonnay, pinot noir et meunier âgés de 1 à 28 ans. Une convergence sensorielle était soulignée et supposait des déterminants moléculaires communs du vieillissement.Par une approche moléculaire ciblée, le di-méthyl-sulfure (DMS), la tabanone, le 3-méthylbutanoate d’éthyle, 2-méthylbutanoate d’éthyle, l’acétate de butyle, le 5-méthylfurfural, le 2-acétylfuran, le 2-acétylthophène, le 2-méthylpyrazine, le 2-acéthyl-3-methylpyrazine, le 2-ethylthiazole et le thiazole ont montré des teneurs qui s’accumulaient dans les vins au cours du vieillissement.L’analyse conceptuelle du potentiel de vieillissement des vins de réserve a été décryptée afin de développer une nouvelle méthode d’analyse sensorielle illustrée permettant de l’évaluer. Les acides aminés libres et le potentiel en DMS proposaient des précurseurs en lien avec le potentiel des vins à vieillir.La méthode de fractionnement de l'extrait de 31 vins de réserve a permis, d’un point de vue sensoriel, une décomposition des notes aromatiques typiques de ces vins. L’identification de composés par GC-O et GC-MS présents dans les fractions a mis en évidence la présence du cyclotène et l’isophorone. L’analyse sensorielle des fractions a apportée de nombreuses pistes pour enrichir la liste des composés odorants du vieillissement. / The study of the conceptual sensory definition of Champagne reserve wines revealed the characterisation of the aromatic notes developed during the qualitative aging of these wines. The aromatic intensity of undergrowth, truffle, fresh fruits, jummy fruits, tobacco, toasted, roasted , smoked, spicy, pastries, honey, butter / milk, nuts and petrol notes was evaluated in 51 single-varietal reserve wines of Chardonnay, Pinot Noir and Miller aged from 1 to 28 years. A sensory convergence was highlighted, suggesting common molecular determinants of aging.A molecular study, targeting specific classes of aromatic compounds, demonstrated that levels of dimethyl sulphide, tabanone, ethyl 3-methylbutanoate, ethyl 2-methylbutanoate, butyl acetate, 5-methylfurfural, 2-acetylfuran, 2-acetylthophene, 2-methylpyrazine, 2-acetyl-3-methylpyrazine, 2-ethylthiazole and thiazole increase during aging.The conceptual analysis of the aging potential of reserve wines has been decrypted in order to develop a new illustrated sensory analysis method allowing its evaluation. The free amino acids and the potential in DMS may also be indicators of the aging potential of wines.The fractionation method of 31 Champagne reserve wines extract resulted, from a sensory point of view, in an aromatic notes decomposition, typical of these wines. The composition of the involved fractions was then studied by instrumental methods revealing the identification of two molecular markers; cyclotene and isophorone. The sensory analysis of the fractions opened up new perspectives, suggesting the existence of other compounds involved to qualitative aging of these wines.