Le but de cette étude était de déterminer l'influence des différentes techniques de vinification sur la composition phénolique et les activités biologiques des moûts et des vins issus de raisins de Syrah et de Cabernet sauvignon appartenant à deux régions libanaises distinctes (vallée de la Bekaa et la région de Chouf) et à deux millésimes consécutifs (2014 et 2015). Parmi ces procédés, les effets de la macération pré-fermentaire à froid et à chaud, du traitement enzymatique, de deux souches de levures commerciales et les agents de collage ont été discutés dans notre étude. L'analyse des composés phénoliques par spectrophotométrie et HPLC a montré que la macération pré-fermentaire à chaud entraine une meilleure extraction des composés phénoliques que la macération pré-fermentaire à froid. L‟extraction des tanins et des polyphénols totaux sont favorisés par la température et le prolongement de la macération. L‟extraction des anthocyanes est aussi favorisée par la température mais à courte durée puisque le prolongement de la macération entraine une dégradation de ces composés. Les moûts et les vins issus de l‟addition d‟enzymes pectolytiques au début de la phase de macération montrent des activités antioxydantes et des concentrations en polyphénols totaux plus élevées comparés à celles réalisées sans ajout d‟enzymes. La fermentation alcoolique provoque une diminution de la concentration des polyphénols totaux ce qui révèle des différences significatives entre les vins fermentés par les deux souches de levures X et Y. Après fermentation alcoolique, la quasi-totalité des échantillons de vin ont présenté une augmentation de leur pourcentage d'inhibition avec l'apparition de nouveaux types d'activités biologiques qui n'existait pas au niveau des moûts. A la fin, les résultats montrent l‟importance de bien choisir le type de colle selon le type de vin ainsi que de minimiser la dose de collage appliquée afin de conserver la teneur en composés phénoliques du vin. / The aim of this study was to determine the influence of different winemaking techniques on phenolic composition and biological activities of musts and wines from grapes of Syrah and Cabernet sauvignon from two distinct Lebanese regions (Bekaa valley and Chouf district) and two consecutive vintages (2014 and 2015). Among these processes the impacts of pre-fermentative cold and heating maceration, enzymatic treatment, two different commercial yeast strains and fining agents were discussed in our study. Spectrophotometric and HPLC analysis of phenolic compounds showed that the pre-fermentative heating maceration leads to a better extraction of phenolic compounds than the pre-fermentative cold maceration. Tannins and total polyphenols extraction are favored by the temperature and the prolongation of maceration. Extraction of anthocyanins is also favored by the temperature with short duration since the extension of the maceration leads to a degradation of these compounds. Maceration enzymes addition at early stage of maceration, promoted higher concentration of total polyphenol and antioxidant activity compared to those macerated without added enzymes. Alcoholic fermentation results in a decrease of total polyphenols content which revealed differences between wines derived from X and Y strains. After alcoholic fermentation, almost all of the wine samples presented an increase of their percentage of inhibition with the occurrence of new types of biological activities which doesn‟t existed at must level. At the end, the results showed the importance of selecting a fining agent according to the type of wine and to minimize the dose of fining applied in order to conserve the content of phenolic compounds in wine.

Ce travail porte sur l’amélioration de l’extraction des composés phénoliques à partir des raisins tout au long de la chaîne de la vinification en rouge. La qualité des vins rouges est en grande partie déterminée par les composés phénoliques. Parmi les composés phénoliques, les anthocyanes, qui sont responsables de la couleur, et les tanins, à l’origine de la sensation d’astringence. Pour augmenter la quantité des composés phénoliques présents dans le vin, un développement des procédés permettant d’améliorer la diffusion des composés phénoliques durant la vinification en rouge doit être mis en jeu. Nous avons entamé notre étude par un suivi de la maturité phénolique des raisins rouges appartenant à différentes parcelles de la société château KSARA localisées dans la vallée de la Békaa tout en se servant des méthodes Glories (1&2) et ITV. Quant à l’amélioration de l’extractibilité des composés phénoliques durant la vinification en rouge, différents prétraitements ont été appliqués dans le but d’améliorer la diffusion de ces composés. Parmi ces procédés, les technologies suivantes ont été abordées dans notre étude: les électrotechnologies (CEP), les ultrasons, le chauffage modéré, le traitement enzymatique, la macération préfermentaire à froid et la thermovinification. Ces techniques permettent d’endommager ou de fragiliser les membranes et/ou parois cellulaires facilitant ainsi la libération du contenu cellulaire vers le milieu extérieur. Les cinétiques d’extraction des composés phénoliques ont pu être modélisées par le modèle empirique de Peleg et le modèle cinétique simplifié afin d’estimer les rendements d’extraction. De plus, dans ce travail, l’accent a été mis sur les propriétés antiradicalaires et antimicrobiennes des composés phénoliques extraits de différentes variétés de raisins fournis par la société Château KSARA. Pour valoriser les co-produits de la vinification, le chauffage ohmique pulsé (COP) a été appliqué sur le marc du raisin dans le but d’améliorer l’extraction de ses composés phénoliques. L'optimisation du choix de la date des vendanges et l'amélioration des procédés d’extractions des composés phénoliques durant la vinification en rouge, pourraient nous conduire à élaborer un vin d'une meilleure qualité. Ce travail étant effectué, il sera intéressant comme projet à venir de valider ces différents pré-traitements à grande échelle pour une perspective d’application industrielle. / This study focuses on improving the extraction of phenolic compounds from grapes throughout the chain of red winemaking. The quality of wine is mainly determined by the phenolic compounds. From these phenolic compounds, the anthocyanins, which are responsible of the color and tannins, the responsible of the astringency. In order to increase the amount of phenolic compounds present in wine, a development of methods used to improve the extraction of phenolic compounds during the red vinification should be discussed. We began our study by using two methods Glories (1&2) and ITV to monitor the phenolic maturity of red grapes grown in the vineyards in the province of Bekaa-Château KSARA S.A.L. Whereas for the improvement of the extractibility of phenolic compounds during the vinification, different pre-treatments were applied in order to ameliorate the diffusion of these compounds. Among these process, the following technologies were discussed in our study: the electrotechnologies (PEF), the ultrasound, the moderate heat treatment, the enzymatic treatment, the cold maceration and the thermovinification. These techniques are able to weaken the cell walls and facilitate the diffusion of grape’s phenolic compounds during vinification. Peleg’s equation and the simplified kinetic model were shown to be suitable for describing the extraction kinetics for phenolic compounds and for the estimation of the extraction yield of polyphenols. Furthermore, in this study, the antiradical and antimicrobial activities of phenolic compounds extracted from grapevine varieties of Château KSARA-Bekaa-Lebanon were analyzed. To valorize the by-products of the vinification, the pulsed ohmic heating (POH) was applied on the grape pomace in order to ameliorate the extraction of the phenolic compounds. The optimization of the choice of the harvesting date and the amelioration of the extraction of phenolic compounds during the red vinification, will conduce to elaborate a high quality of wine. After this study, it will be interesting to validate the different pre-treatments at large scale for a perspective of an industrial application.

Les fruits et les sous-produits de l'industrie de transformation des fruits sont obtenus chaque année en quantités importantes partout dans le monde. Les cerises et les résidus de pommes sont parmi les sources végétales les plus riches en composés bioactifs qui sont reconnus pour leurs effets bénéfiques sur l'organisme humain. Des méthodes appropriées d'extraction (macération, extraction par solvant pressurisé, extraction assistée par ultrasons, extraction assistée par microondes), d'analyse (HPTLC, HPLC-UV-DEDL, HPLC-MS, SFC) et de fractionnement (CPC, HPLC semi-préparative, extraction liquide-liquide) ont été mises au point pour la récupération, l'identification et la purification des composés bioactifs de cerises (Prunus avium) et de résidus de différentes variétés de pommes (Royal Gala, Golden, Granny Smith, Pink Lady). Les résultats obtenus au cours des travaux de recherches indiquent le fait que ces sources végétales contiennent des composés phénoliques (cerises, résidus de pommes) et des composés triterpéniques (résidus de pommes) qui peuvent être valorisés par incorporation dans différentes formulations alimentaires, pharmaceutiques, cosmétiques etc.

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.

La liqueur Grand Marnier® produite par la Société des Produits Marnier-Lapostolle (SPML), contient un arôme d'orange amère. Cet arôme, appelé parfum, est obtenu à partir de l'huile essentielle (HE) d'écorces d'orange amère qui ont subi un procédé de macération-distillation. Le but de ce travail de thèse a été de cibler les composés d'arôme clés des écorces d'orange amère et de comprendre leur comportement au cours de la production du parfum, afin de trouver des stratégies d'optimisation. Les axes d'étude ont été les suivants : (1) identification des composés volatils odorants de l'HE et du parfum d'orange amère; (2) observation et compréhension des étapes de la production du parfum, des matières premières à la distillation, et étude de leur impact sur la qualité du parfum (3) étude détaillée de la distillation discontinue multi-étagée. Parmi les 51 et 37 composés volatils identifiés de l'HE et du parfum, nous avons détecté par olfactometrie 19 composés odorants dans l'HE et 7 dans le parfum. Avec les résultats de l'HE de l'axe (1), une sélection de composés d'arôme, dits marqueurs, a été faite selon certains critères. Cette procédure a été validée par une étude sensorielle de classification d'HE d'orange amère de différentes origines géographiques. Les observations et résultats de l'axe d'étude (2) ont montré que la distillation est l'étape de la production qui a le plus grand impact sur la qualité du parfum. Durant la distillation, 9 paramètres de conduite, tels que le titre alcoométrique volumique et le taux de reflux, ont été régulièrement enregistrés. En parallèle, les composés marqueurs ont été quantifiés dans des échantillons de distillat prélevés à des moments spécifiques de la distillation des têtes aux queues. La connaissance du comportement des composés marqueurs et de leurs propriétés physico-chimiques permet de mieux comprendre la conduite actuelle de la distillation. Ainsi des changements de paramètres de distillation ont été proposés et des essais pilote ont été mis en place dans l'axe d'étude (3). Dans l'optique de contrôler et d'optimiser la distillation discontinue multi-étagée, d'autres travaux ont été menés en simulation avec le logiciel BatchColumn de ProSim®. Cela nécessite de : 1) déterminer les données d'équilibre liquide-vapeur de certains composés marqueurs ; 2) trouver un modèle thermodynamique représentant les données expérimentales ; 3) intégrer les données expérimentales et le modèle choisi dans le logiciel BatchColumn. La distillation telle qu'elle est menée à la distillerie de la SPML a bien été représentée. De futures études, incluant des changements de paramètres tels que la composition de la charge du bouilleur, des paramètres de conduite et de structure pourront être réalisées, afin d'optimiser le procédé et voir l'impact de ces changements sur la qualité du parfum. / The Grand Marnier® liqueur produced by the Société des Produits Marnier-Lapostolle (SPML), is composed of a bitter orange aroma. This aroma, called parfum, is produced from essential oil (EO) of bitter orange peelings that underwent a maceration-distillation process. The aim of this PhD study was to focus on the key odour compounds of the bitter orange peelings, and understand their behaviours throughout the process, in order to find optimisation strategies. The following strategies were applied: (1) identification of odour volatiles compounds in bitter orange EO and parfum; (2) observation and understanding of the steps of the parfum production, from raw material to distillation, and study of their impacts on the quality of the parfum; (3) deep study of the multi-stage batch distillation. Among the 51 and 37 volatile compounds identified, we detected by olfactometry 19 odour compounds in EO and 7 in parfum. From the EO results of the strategy (1), a selection of odour compounds, called markers, was thus carried out applying specific filters. This procedure was validated by a classification sensorial study of bitter orange EO from different geographical origins. Observations and results of strategy (2) demonstrated that distillation has the biggest impact on the quality of the parfum. During distillation, 9 key process parameters, such as the alcoholic strength by volume and reflux rate, were continuously recorded. In parallel, markers compounds were quantified in distillate samples collected at specific control points from head to tail cuts. The behaviour of the key markers together the knowledge of their physical-chemical characteristics made it possible to better understand the current lead of the distillation. Thereby changes of distillation parameters were proposed and pilote trials were carried out in the strategy (3). In view to control and optimise the multi-stage batch distillation process, other works were focused on simulation with the BatchColumn software from ProSim®. This requires to: 1) determine the vapour-liquid equilibrium data of certain markers compounds; 2) build a thermodynamic model simulating real experimental data; 3) integrate the experimental data and the model selected in BatchColumn. With this approach, we easily represented the distillation as it was realised in the industry. Futures studies, including changes of parameters such as still composition, distillation and structure parameters, could be carried out to optimise the process and see the impact on these changes of the quality of the parfum.

Les fruits et les sous-produits de l’industrie de transformation des fruits sont obtenus chaque année en quantités importantes partout dans le monde. Les cerises et les résidus de pommes sont parmi les sources végétales les plus riches en composés bioactifs qui sont reconnus pour leurs effets bénéfiques sur l’organisme humain. Des méthodes appropriées d’extraction (macération, extraction par solvant pressurisé, extraction assistée par ultrasons, extraction assistée par microondes), d’analyse (HPTLC, HPLC-UV-DEDL, HPLC-MS, SFC) et de fractionnement (CPC, HPLC semi-préparative, extraction liquide-liquide) ont été mises au point pour la récupération, l’identification et la purification des composés bioactifs de cerises (Prunus avium) et de résidus de différentes variétés de pommes (Royal Gala, Golden, Granny Smith, Pink Lady). Les résultats obtenus au cours des travaux de recherches indiquent le fait que ces sources végétales contiennent des composés phénoliques (cerises, résidus de pommes) et des composés triterpéniques (résidus de pommes) qui peuvent être valorisés par incorporation dans différentes formulations alimentaires, pharmaceutiques, cosmétiques etc. / Fruits and by-products of fruit processing industry are produced annually in large quantities worldwide. Cherries and apple pomace are among the richest plant sources in bioactive compounds that are recognized for their beneficial effects on the human body. Appropriated methods of extraction (maceration, pressurized solvent extraction, ultrasoundassisted extraction, microwave assisted extraction), analysis (HPTLC, HPLC-UV-ELSD, HPLC-MS, SFC) and fractionation (CPC, HPLC semipreparative, liquid-liquid extraction) have been developed in order to extract, to identify and to purify bioactive compounds of cherry (Prunus avium) and pomaces of different apple varieties (Royal Gala, Golden Delicious, Granny Smith, Pink Lady). The results obtained during the research work indicate that these plant sources contain phenolic compounds (cherry, apple pomace) and triterpenic compounds (apple pomace) that can be used as ingredients for various food, pharmaceutical, cosmetic formulations etc.