Des études récentes ont démontré l'existence d’un espace sensoriel typique des vins liquoreux de Bordeaux. Des composés volatils de familles chimiques différentes ont été identifiés et corrélés avec la typicité de ces vins. Cependant, les composés responsables des nuances aromatiques de « fruits confits », considérées comme des nuances « clés » de l’arôme des vins liquoreux de pourriture noble, n’avaient pas fait l’objet de recherches préalables. Les analyses classiques des extraits de vin par CPG-SM n'ont pas permis l’identification des composés responsables des nuances de « fruits confits » et plus précisément des notes d’ « orange confite ». Ainsi, une méthode d’étude alternative, reposant sur des approches sensorielles et instrumentales, a été mis en œuvre afin d’étudier les fractions obtenues par CLHP semi préparative. Des tests d’omission ont été réalisés par l’utilisation de la CPG préparative dans le but d’isoler une fraction contenant l’arôme d’ « orange confite ». Ces tests ont mis en évidence l’impact de cette fraction sur l’arôme des vins puisque son omission, au niveau de l’aromagramme, entraine la perte du caractère « fruit confit » dans les extraits. L’application de la CPG multidimensionnelle, il a permis d’identifier une nouvelle lactone spécifique des vins liquoreux, le 2-nonen-4-olide. Les expériences sensorielles de reconstitution et d’omission, menées à partir de fractions de vin ou en milieu modèle ont permis de souligner l’impact de composés clés - lactones, eugénol et 3-sulfanylhexanol - avec le 2-nonen-4-olide dans l’expression aromatique des nuances de « fruits confits », et plus particulièrement d’ « orange confite » au travers d’un phénomène d’accord aromatique. Par ailleurs, les corrélations entre le niveau de typicité de vins liquoreux de Bordeaux et les teneurs de ces composés ont été étudiées. Enfin, la genèse du 2-nonen-olide a été appréciée au cours de la botrytisation de raisins de Sémillon puis pendant l’élevage des vins en barrique. / Recent studies have demonstrated the existence of a typical sensory concept for Bordeaux dessert wines. Volatile compounds from several chemical families were identified and correlated with aromatic typicality in these wines. However, the compounds responsible for “key” aromas, particularly those recalling “overripe” fruits, had not previously been interpreted. Classical analysis of wine extracts by GC-MS was not successful in identifing the compounds responsible for these ripe fruity notes. An alternative strategy was developed in this research combining both analytical and sensory studies of wine fractions extracts obtained by semi-preparative HPLC. Omission tests were conducted using preparative GC with cryotrapping in order to evidence the fraction presenting overripe fruit nuances focusing on orange notes. These tests demonstrated the impact of this fraction on the wine aroma, as the overripe fruity note disappeared when this section was not trapped. Multidimensional CPG allowed the identification of a new lactone, 2-nonen-4-olide, typical to dessert wines. Reconstitution and omission tests carried out from wine HPLC fractions or in a model wine medium, highlighted the importance of specific compounds - lactones, eugenol and 3-sulfanylhexanol - with 2-nonen-4-olide, on the overripe fruit aromas expression and particularly on orange notes via perceptual blending. Furthermore, the correlations between the level of typicality of Bordeaux sweet wines and the levels of these compounds were studied. Finally, the evolution of 2-nonen-4-olide was evaluated during the botrytisation of Semillon grapes as well as in wines during aging in barrels.

Les fermentations alcoolique (FA) et malolactique (FML) sont deux étapes importantes de la vinification en rouge dans l’établissement de l’arôme fruité des vins. Afin d’étudier l’importance relative des microorganismes fermentaires, nous étudions l’influence de six couples levures/bactéries lactiques (BL) - trois souches de levures, deux de BL - sur la modulation des notes fruitées de différents vins rouges de Bordeaux. Une première approche analytique montre l’influence prédominante de la souche de levures sur la concentration de plus de 70 marqueurs potentiels de la note fruitée. L’étude particulière des esters montre que l’effet levures observé dès la fin de la FA persiste au cours du temps malgré la FML et les modifications engendrées par le vieillissement du vin. L’étude sensorielle conforte l’influence majeure des levures sur la modulation de l’arôme fruité des vins rouges à différents temps d’élevage. Néanmoins, les résultats obtenus suggèrent l’implication d’autres composés aromatiques dans la modulation de la note fruitée des vins, non quantifiés dans la première partie de cette étude. Un travail de fractionnement d’extraits de vin par HPLC permet par la suite l’identification d’une fraction d’intérêt impliquée dans des variations aromatiques liées à la souche de levures. L’analyse de cette fraction par chromatographie en phase gazeuse n’a pas permis d’identifier le ou les composés impliqués. Nous avons néanmoins mis en évidence une thiophénone qui pourrait agir en tant que masque de l’arôme fruité, ainsi qu’un ester hydroxylé qui pourrait s’avérer être un marqueur intéressant de l’activité bactérienne et dont l’effet exhausteur de notes fruitées est également envisagé comme perspectives. / Alcoholic (AF) and malolactic (MLF) fermentations are important steps in red winemaking for the revelation of wine fruity aroma. To investigate the relative importance of fermentative microorganisms, we studied the influence of six yeasts/lactic acid bacteria (LAB) combination - three yeast strains, two LAB - on Bordeaux red wines fruity notes modulation. A first analytical approach showed the predominant influence of yeast strain on the concentration of more than 70 potential fruity note markers. Special study of esters showed a yeast strain effect since the end of FA that persists over time, despite MLF and changes caused by wine aging. Sensory studies also highlighted the major influence of yeasts on red wines fruity aroma modulations at different aging steps. Nevertheless, results suggested the role of other aromatic compounds in fruity note modulation, not quantified in the first part of this study. The study of fractions made by HPLC with wine organic extracts enables the identification of an interested fraction involved in aromatic variations related to the yeast strain. Analysis of this fraction by gas chromatography has not allowed identifying compounds involved in these organoleptic variations. However, we highlighted a thiophenone that could act as a mask of fruity aroma and a hydroxylated ester that could be an interesting marker of bacterial activity. Its role as enhancer of fruity esters aroma is also considered.

L’objectif de cette thèse est d’étudier le rôle de la fermentation malolactique (FML) sur l’arôme fruité des vins rouges. Les bactéries lactiques (BL) modifient la composition du vin mais il n’existe pas de consensus concernant spécifiquement cette famille aromatique. Contrairement aux idées empiriques sur la FML, ce travail a démontré l’absence à court terme d’un " masque lactique ", cependant l’apparition d’une telle interaction olfactive pourrait être plus tardive. Par contre, il est montré l’existence d’un masque proche de la note de réduction, de type fumé/grillé, dont la caractérisation n’a pas été effectuée dans cette étude.Le suivi des principaux marqueurs fruités du vin (70 molécules) a été rendu possible par le développement des méthodes d’analyse chromatographique en phase gazeuse couplée à la microextraction sur phase solide (esters, C13-norisoprénoïdes, lactones, thiols). En particulier, une " base de données esters " (32 composés) a rendu plus robuste l’ensemble des variations constatées au cours du développement des BL. En effet, les modifications des teneurs en esters sont démontrées comme un processus majeur de la balance de la note fruitée au cours de la FML. Cette fermentation permet à court terme, aussi bien la synthèse que l’hydrolyse des esters grâce aux activités estérases et, à plus long terme, la formation tardive d'esters éthyliques d'acides branchés issus du catabolisme de certains acides aminés. La spécificité des estérases vis-à-vis de la nature et de la longueur de la chaîne carbonée des esters est mise en évidence, ainsi que l'importance de la disponibilité des substrats, liée en partie à l'activité des levures.L’étude de l’influence des souches de BL et de la co-inoculation levures/bactéries a permis de confirmer le rôle clé des interactions entre les microorganismes, ainsi que l’importance de la composition de la matrice vin. / The aim of this thesis is to study the role of malolactic fermentation (MLF) on the fruity aroma of red wines. Lactic acid bacteria (LAB) modify wine composition but there is no consensus concerning this aromatic group specifically. In opposition to empirical ideas on MLF, this work has demonstrated the absence, in short-term, of a “lactic-mask” although this kind of olfactory interaction may still occur in a later stage of wine development. Nevertheless, the existence of a smoked/toasted reduction-like mask note was proved. Its characterization has not been done in this work. The survey of the main fruity markers of wine (70 compounds) was made possible by the development of several gas chromatography coupled with solid-phase microextraction analytical methods (esters, C13-norisoprenoids, lactones, thiols). In particular, the creation of an “ester database” (32 compounds) has improved the detection of variations during LAB development in terms of analysis robustness. In fact, changes on esters contents are proved to be responsible for a major part of fruity notes evolution during MLF. Initially, this fermentation allows both synthesis and hydrolysis of esters as a consequence of esterase activity. Moreover, it promotes late-production of ethylic esters through the catabolism of certain aminoacids. Esterases specificity towards nature and size of the esters carbon chain is pointed out along with substrates availability, partially related to yeast activity.The study of the influence of both LAB strains and yeast/bacteria co-inoculation has confirmed microorganisms interactions and wine matrix composition to be of the great importance.

L’expression aromatique fruitée des vins rouges a été le sujet de nombreuses études qui démontrent qu’au moins une composante de cette expression est le reflet d’interactions perceptives impliquant des esters. La synthèse de ces esters peut être affectée par la levure réalisant la fermentation alcoolique mais aussi par d’autres paramètres, plus technologiques, comme le niveau de maturité de la vendange. De plus, peu d’études ont été réalisé afin de valider le rôle physiologique tenu par les esters pour la levure.Dans le but de mettre en évidence plus précisément le rôle de ces facteurs dans la synthèse des esters, des souches de levures délétés des majeures estérases ont été construites, et testées en fermentation en milieu œnologique, dans des moûts de merlot et de tempranillo récoltés à deux maturités différentes. Ainsi, la concentration en chaque esters linéaires et substitués a pu être déterminée dans chaque modalité de vinification.L’étude des différents mutants de délétion, a permis, pour la première fois, de valider le rôle des principales estérases dans la synthèse des esters linéaires chez la levure mais aussi, la mise en évidence de deux gènes, non étudiés jusqu’alors en condition œnologique, sur la synthèse des esters substitués. L’analyse de l’expression génétique de la délétion des estérases chez la levure a permis aussi de valider que ces gènes permettent une véritable stabilité physiologique de la levure en conditions stressante.L’impact du degré de maturité de la vendange a été étudié à la fois chez les vins fermentés avec une levure standard commerciale mais aussi fermentés avec une levure délétée des 4 principales estérases. Une maturité avancée, des raisins de merlot seulement, entraine une baisse de 50% de la teneur en esters linéaire avec la levure standard, ce qui n’est plus observé avec la levure mutante. Cette diminution de la concentration en esters linéaire dans ces vins de merlot de maturité avancée, est bien corrélée à une diminution de leur perception fruitée. De plus, des reconstitutions aromatiques faites dans ces matrices, ont permis de valider l’implication totale des esters dans la perception de l’arôme fruité des vins rouges réalisés avec des matrices de maturité normale. En revanche en ce qui concerne les vins de merlot de maturité avancée, il existerait d’autres composés en plus des esters qui pourraient expliquer les différences sensorielles observées dans ces vins.Enfin, une approche de transcriptomique est mise en œuvre pour tâcher d’éclairer les facteurs à l’origine des modifications de production d’esters en fonction du niveau de maturité des raisins de merlot. Il en est sorti que l’effet maturité n’existe pas seul mais est bien combiné avec l’avancée de la fermentation alcoolique. L’effet global de la matrice qui peut expliquer les différences observées entre les vins de merlot. / A lot of studies highlighted the perceptual role of esters in fruity aromatic expression of red wines, demonstrating that at least partially it was due to perceptive interactions. The synthesis of these esters can be affected by the yeast making the alcoholic fermentation but also by other parameters, more technological, such as the level of maturity of the harvest. In addition, few studies have been conducted to validate the physiological role of esters for yeast.In order to more precisely highlight the role of these factors in the synthesis of esters, deleted yeast strains of the major esterases have been constructed, and tested in fermentation in an oenological environment, in merlot and tempranillo musts harvested at two different maturities. Thus, the concentration of each linear and substituted ester could be determined in each vinification modality.The study of the different deletion mutants allowed, for the first time, to validate the role of the main esterases in the synthesis of linear esters in yeast but also the demonstration of two genes, not yet studied in oenological conditions, on the synthesis of substituted esters. The analysis of the genetic expression of the esterase deletion in yeast has also validated that these genes allow a true physiological stability of the yeast under stressful conditions.The impact of the degree of maturity of the harvest has been studied both in wines fermented with a standard commercial yeast but also fermented with a yeast deleted from the 4 main esterases. Advanced maturity, merlot grapes only, results in a 50% drop in linear ester content with standard yeast, which is no longer observed with the mutant yeast. This decrease in the concentration of linear esters in these mature Merlot wines is well correlated with a decrease in their fruity perception.In addition, aromatic reconstitutions made in these matrices made it possible to validate the total involvement of esters in the perception of the fruity aroma of red wines made with matrices of normal maturity. On the other hand, for mature merlot wines, there are other compounds besides esters that could explain the sensory differences observed in these wines.Finally, a transcriptomic approach is implemented to try to shed light on the factors that cause ester production changes as a function of the maturity level of merlot grapes. It has emerged that the maturity effect does not exist alone but is well combined with the progress of alcoholic fermentation. The overall effect of the matrix that can explain the differences observed between merlot wines.

La plupart des composés volatils connus et impliqués dans les mécanismes de l’expression fruitée des vins rouges sont présents à des teneurs inférieures ou proches de leurs seuils de perception individuels. Compte tenu de phénomènes d’interactions perceptives entre eux, il est très complexe de déterminer leur impact réel sur l’arôme du vin. Au vu des difficultés rencontrées pour reconstituer fidèlement l’arôme des vins à partir uniquement de composés purs, nous avons développé une méthodologie permettant d’aborder cette reconstitution aromatique à partir de fractions issues du vin lui-même, afin de pouvoir évaluer l’importance relative de ces différentes fractions aromatiques vis-à-vis de l’arôme global du vin. Grâce à l’analyse sensorielle, et en s’attachant à quelques descripteurs particuliers, nous avons pu mettre en évidence, quelques interactions perceptives particulières comme des effets de contributions marquées ou de masquage. La caractérisation des composés présents dans les fractions concernées et à l’origine de ces effets notables a été mise en œuvre. Nos résultats soulignent le rôle indirect du 2-hydroxy-4-méthylpentanoate d’éthyle, un ester éthylique élué dans la fraction à l’origine d’une contribution marquée aux notes de fruits noirs frais qui, en provoquant la diminution du "seuil de perception" du pool fruité des vins rouges et l’augmentation de l’intensité de leurs notes de fruits noirs et de fruits frais, agit comme un exhausteur naturel de ces notes fruitées. Nous sommes aussi parvenus à mettre en évidence, le rôle direct du diacétyle, mais aussi le rôle indirect de l’acétoïne, de l’acide acétique et de la γ-butyrolactone, malgré leurs concentrations infraliminaires, sur la diminution de l’intensité globale et l’intensité du caractère de fruits frais. Ces résultats soulignent leur fort caractère, seuls ou en mélanges, de "réducteurs" de l’intensité de ces notes, et ce, même à des concentrations infraliminaires. Enfin, le comportement particulier, au sein d’un mélange fruité, du 3-hydroxybutanoate d’éthyle, de l’acétate de 2-méthylpropyle, du propanoate d’éthyle et de l’acétate de butyle, présents à des concentrations infraliminaires a été mis en évidence. La présence en mélange des deux premiers provoque la baisse notable du "seuil de perception" du pool fruité et celle des trois derniers augmente l’intensité des notes de fruits frais et fruits noirs traduisant l’effet exhausteur d’arômes dû à ces composés, effet comparable de celui du 2-hydroxy-4-méthylpentanoate d’éthyle qui présente quelques analogies structurales avec ces composés. / Most of volatiles involved in red wines’ fruity expression are present at levels below or close to their individual perception thresholds. Given the existence of perceptive interactions between them, it is very difficult to determine their real impact on wine aroma. Rather than assessing the olfactive behavior of mixtures prepared from pure products, the main goal of this work was to highlight and study the impact of perceptive interactions on wine fruity aroma expression using various aromatic reconstitutions prepared from wine fractions. Sensory profile analyses identified significant differences among aromatic reconstitutions for the intensity of some descriptors, as particular "additive" or "masking" effects. The composition of the involved fractions was then studied by instrumental methods. The final target was to investigate the impact of fraction components on fruity aroma by preparing aromatic reconstitutions and using sensory reconstitution tests, to assess the role of these compounds on the perceptive interactions previously observed. Further analysis revealed that ethyl 2-hydroxy-4-methylpentanoate, eluted in fraction which had an "additive" effect on the black-berry and fresh fruity aroma, does not play a direct role as a key compound in red wine aroma. In contrast, our findings highlighted its indirect contribution to wine aroma, showing that this ester contributed to a synergistic effect, enhancing the perception of fruity character. Finally, it was clearly demonstrated that this compound acts as a natural enhancer for black-berry and fresh fruit notes in red wine. It was also established that diacetyl, acetoin, acetic acid and γ-butyrolactone together played the same hypo-additive role as fractions of which they were eluted, presenting a "masking" effect on fresh fruity aroma. The impact of the last three compounds was demonstrated conclusively, even at subthreshold concentrations. These findings highlighted the existence of new remarkable perceptual interactions impacting overall and fresh-fruit aroma perception. The particular behavior, in a fruity mixture, of ethyl-propanoate, ethyl-3-hydroxybutanoate, butyl acetate and 2-methylpropyl acetate, present at subthreshold concentrations, was demonstrated. The presence of ethyl-3-hydroxybutanoate and 2-methylpropyl acetate in mixture led to a significant decrease of the olfactory threshold of fruity pool confirming their synergistic effect in the overall increase intensity. These compounds with close chemical structures, participate, both quantitatively and qualitatively, in the modulation of red wines’ fruity aromas acting as natural enhancers of black-berry and fresh-fruit aromas.

L’expression aromatique fruitée des vins rouges a été le sujet de nombreuses études qui démontrent qu’au moins une composante de cette expression est le reflet d’interactions perceptives impliquant des esters. La plupart des travaux concernant les interactions perceptives jusqu’à ce jour se sont avérés descriptifs, très peu ayant cherché à déterminer leurs origines. Dans ce but, un outil analytique a été développé afin d’apprécier les changements de volatilité d’esters représentatifs de l’arôme fruité des vins rouges. Ainsi, les coefficients de partage de 9 esters ont pu être déterminés aussi bien dans une solution hydroalcoolique que dans un vin rouge désaromatisé. L’application de cet outil analytique aux interactions perceptives préalablement mises en évidence a permis d'observer des changements de volatilité des esters lors de leur mise en mélange avec d'autres composés volatils en solution. Ces changements de volatilité, synonymes de potentiels effets pré-sensoriels, vont dans le même sens que ceux observés lors de l’analyse sensorielle. L’utilisation d’un verre de dégustation possédant deux compartiments a permis de mettre en lumière le fait que certaines modifications sensorielles pouvaient être expliquées, pour partie au moins, par des effets pré-sensoriels. L'impact olfactif de 5 alcools supérieurs ainsi que de 15 composés issus du bois de chêne a pu être démontré grâce à de nombreuses reconstitutions aromatiques, et leur rôle de masquage de l’arôme fruité des vins rouges a pu être souligné. Le calcul des coefficients de partage des esters a permis de montrer que des changements de volatilité ont lieu au sein de la solution. Ces modifications peuvent être corrélées aux résultats obtenus lors de l’analyse sensorielle. Ainsi, il est possible d’expliquer, en partie, les effets de masquage de l’arôme fruité observés grâce aux seuils de détection et aux profils sensoriels, du fait de la diminution de la présence d’esters dans l’espace de tête venant stimuler le dégustateur. Globalement, nos travaux ont permis de mettre en évidence que la mise en mélange en solution de composés volatils pouvait se traduire par la modification de la volatilité des constituants du mélange et que certaines de ces interactions pré-sensorielles pouvaient conditionner l'expression aromatique fruitée due aux esters. / A lot of studies highlighted the perceptual role of esters in fruity aromatic expression of red wines, demonstrating that at least partially it was due to perceptive interactions. Indeed, a lot of synergistic and masking effects have been brought to light in the past. However, the origin of these interactions remains unknown, although some authors suggested several levels where they can take place. In this goal, an analytical tool was developed to study the possible occurrence of esters volatility modifications. The application of this tool allowed determining partition coefficients of 9 esters in dilute alcohol solution and in dearomatized red wine. Thanks to perceptive interactions previously demonstrated by various authors, the application of this analytical tool highlighted modifications of esters volatility when compounds were mixed together in the solution. These modifications support the observations made with sensory analysis, indicating the existence of pre-sensorial effects. The use of a new tool consisting in a tasting glass with 2 compartments, reveals that these volatility changes may led to true sensorial modifications. Masking effect of fruity aroma due to 5 higher alcohols but also 15 wood by-products was highlighted using various aromatic reconstitutions. Esters partition coefficients calculation showed volatility modifications from the matrix to the gas phase. These data may be correlated with sensorial analysis results. Thus, it is possible to explain, at least partially, fruity aroma masking effect highlighted through detection threshold and sensory profile thanks to decrease in esters presence in headspace, and so a decline of taster’s olfactory stimulation. To conclude, our work showed that the mixture of volatile compounds in solution may result in modification of molecules volatility, and furthermore highlighted that these pre-sensorial interactions may impact fruity aromatic expression related to esters