Les extraits polysaccharidiques totaux (EPS) produits par LOCA-1 et LOCA-2, deux souches de levures isolées de la peau de raisin en Champagne viticole, ont été isolés en vue de leur caractérisation tant biochimique que fonctionnelle. La caractérisation structurale par GC démontre que ces EPS sont des hétéropolymères complexes de haut poids moléculaires (~2.106 g/mol) et sont composés de monomères de mannose, glucose, xylose et d’acide glucuronique, et deux types de substituants mis en évidence par analyse MALDI (sulfate et phosphate). L’élucidation de l’enchaînement structural des résidus osidiques au sein de ces EPS, sur la base des analyses GC/MS et RMN, a mis en évidence la présence d’une ossature principale linéaire constituée d’unités α-(1→3)-D-mannopyranosyles. Toutefois, des différences sont notables entre ces deux souches du même genre. Pour la souche LOCA-1, de courtes chaines latérales de β-(1,2)-xyloses (2-5 résidus) se ramifient à la chaine principale sur ses positions C-2 et/ou C-6. A l’opposé, la chaine mannosidique principale, plus longue chez la souche LOCA-2 (˃40 unités), est substituée en ses positions 2 et/ou 4 par des antennes de xylomannanes. Les caractéristiques structurales de ces EPS n’avaient jamais été observées auparavant chez d’autres microorganismes. La seconde partie de ce travail de thèse est dédiée aux propriétés fonctionnelles (pouvoirs moussant, gélifiant, viscosifiant) de ces EPS. Des propriétés viscosifiantes et moussantes tout à fait exceptionnelles ont été observées à l’issue d’une analyse comparative avec des biopolymères industriels commercialisés.Les propriétés intrinsèques des polymères naturels produits par ces souches indigènes de baies de raisin, en font des candidats potentiels pour une exploitation dans divers domaines d’applications biotechnologiques, et notamment oenologique. / The total polysaccharide extracts (EPS) produced by LOCA-1 and LOCA-2, two yeast strains collected from grape skin in Champagne, were isolated for both their biochemical and functional characterization. Their structural characterization by GC analysis show that EPS were complex heteropolymers with high molecular weight (~2.106 g/mol), and were composed of mannose, glucose, xylose and glucuronic acid as monosaccharide constituents, and 2 types of substituents (sulphate and phosphate) evidenced by MALDI analysis. Elucidation of the structural enchainment of these EPS carbohydrates based on GC-MS and NMR analyses revealed in both studied cases, a linear main backbone built up of α-(1→3)-D-mannopyranosyl residues. However differences have been noted between these two strains. For LOCA-1 EPS, some short side chains of β-(1→2)-xyloses (2-5 residues) are branched to the main linear backbone on its C-2 and/or C-6 positions. In contrast, the LOCA-2 main backbone that is more extended (˃40 units) than the former, is substituted on its C-2 and/or C-4 positions by xylomannan antennas. This is the first report of these yeasts’ polysaccharides with such structural characteristics. The second part of this thesis is devoted to the functional properties (foaming, gelling, and viscosifying abilities) of the EPS. Very exceptional viscosifying and foaming properties were observed after a comparative analysis with some marketed industrial biopolymers.The intrinsic properties of these natural polymers produced by these grape berries indigenous yeast strains, make them potential candidates for operating in various fields of biotechnology applications, especially enology.

La mousse est une caractéristique organoleptique majeure des vins effervescents. Dans le cadre d’une meilleure maîtrise des propriétés moussantes des vins de Champagne, l’objectif de ce travail est de mieux comprendre l’impact de la maturité des raisins et du fractionnement des jus au pressurage sur la composition des moûts et des vins, en particulier sur les protéines, et la relation avec la moussabilité des vins.Au cours de la maturation de raisins sains Chardonnay et Pinot noir de deux millésimes, les caractéristiques œnologiques des moûts évoluent pour un TAP compris entre 4% et 11% vol. Une augmentation de la teneur en protéines est aussi montrée au cours de la maturation des baies. De plus, pour des raisins vendangés à « maturités industrielles », des changements essentiels de la composition biochimique des moûts, ayant un TAP compris entre 8% et 11% vol., sont observés.Une étude de la maturité de raisins Chardonnay et Pinot meunier de trois millésimes, a montré que des raisins plus mûrs, et sains, donnent des vins de base avec des teneurs en protéines totales plus élevées, ayant une meilleure moussabilité que des vins issus de raisins moins mûrs. Les analyses statistiques montrent des corrélations positives significatives entre différentes caractéristiques œnologiques des moûts et des vins de base et, pour la première fois, une corrélation entre la moussabilité et la teneur en protéines des vins, en relation avec la maturité, a été montrée. Au-delà de la maturité des raisins, la teneur en protéines et la moussabilité des vins peuvent être fortement influencées, dans la notion de Terroir, par le couple cépage/parcelle et le climat du millésime.L’étude du fractionnement des jus au pressurage, réalisée sur les cépages Chardonnay, Pinot noir, Pinot meunier et cinq millésimes, montre une évolution générale des caractéristiques des moûts et des vins, au cours du pressurage à l’échelle industrielle et au laboratoire. La composition des moûts et des vins peut être fortement influencée par la variabilité de la parcelle, de la maturité, du millésime, de l’état sanitaire des raisins, mais faiblement affectée par l’échelle et le type de pressoir. Ces sources de variabilités conduisent à des différences de teneur en protéines et de propriétés moussantes pour les vins de base champenois. / Foam is a major sensory characteristic of sparkling wines. As part of better controlling the foaming properties of Champagne wines, the goal of this work is to better understand the impact of grape maturity and press fractioning on the composition of grape juices and base wines, especially on the proteins, and their relationships with wines’ foamability.During the maturation of healthy grapes (Chardonnay and Pinot Noir of two vintages), the oenological characteristics of musts evolve in a TAP range from 4% to 11% vol. An increase in protein content was also showed during the ripening of grape berries. In addition, for the grapes harvested at ‘industrial maturity’, essential changes in the biochemical composition of musts were observed with a TAP between 8% and 11% vol.The study of grape maturity that performed on Chardonnay and Pinot Meunier grapes of three vintages, showed that riper and healthy grapes could give their corresponding base wines with higher total protein contents, and better foamability than those wines made from less ripen grapes. Statistical analyses showed significant positive correlations between different oenological characteristics of musts and base wines and, for the first time, a correlation between foamability and protein content of wines, in relation to grape maturity, has been shown. Except for the grape maturity, the protein content and the foamability of Champagne base wines could be strongly influenced, in the concept of ‘Terroir’, by the pair grape variety/vineyard and the climate of the vintage.The study of the press fractioning of grape juices, carried out on Chardonnay, Pinot Noir, Pinot Meunier of five vintages, showed a general evolution of the characteristics in musts and wines, during the pressing cycle that realized on industrial and laboratory scale. The composition of musts and their corresponding wines could be strongly influenced by the variability of vineyards, grape maturity, vintage and the health condition of grapes, but hardly affected by the scale and the type of press. Those sources of variability could lead to differences in protein content and foaming properties for Champagne base wines.

Le lait de dromadaire, connu pour ses propriétés nutritionnelles et ses vertus médicinales, possède aussi une bonne aptitude moussante. Sa composition protéique différente de celle du lait de vache (absence de β-lactoglobuline et taux plus élevé de caséine β) suggère l’implication de mécanismes différents pour justifier de telles propriétés moussantes. Afin d’approfondir ces mécanismes, les propriétés interfaciales et moussantes des protéines du lait de dromadaire ont été étudiées seules, en mélange ou dans leur environnement naturel en fonction de certaines conditions physico-chimiques, notamment l’impact du pH et celui de traitements thermiques. Deux barèmes différents, 70°C et 90°C pendant 30 min, ont été étudiés à pH neutre et acide afin de comprendre le rôle de chacune des dénaturations appliquées et leur impact sur les propriétés moussantes. Cette étude a été réalisée en parallèle sur le lait de vache afin de pouvoir corréler et approfondir leurs propriétés respectives.Dans la première partie de ce travail, l’α-lactalbumine et la caséine β, protéines majeures des phases solubles et colloïdales du lait de dromadaire, ont été purifiées à partir de lait frais écrémé afin de caractériser leurs propriétés moussantes respectives. L’impact du traitement thermique (70°C ou 90°C pendant 30 min) et du pH a été étudié sur leurs propriétés interfaciales et moussantes. A pH neutre, le traitement thermique améliore les propriétés moussantes de l’α-lactalbumine du lait du dromadaire contrairement aux pH acides (4,3), où ces propriétés diminuent à cause de l’agrégation des protéines, facilitée par la diminution des répulsions et par la mise en place de ponts disulfures. Par ailleurs, la baisse de pH de 7 à 5 diminue aussi les propriétés moussantes de la caséine β suite à sa moins bonne solubilité proche de son pH isoélectrique. La caséine β bovine, moins hydrophobe que la caséine β du lait de dromadaire, donne dans ces conditions une mousse plus stable dans le temps.Le deuxième volet de ce travail s’est tourné vers l’étude des systèmes protéiques du lait de dromadaire dans les fractions solubles (lactosérums doux et acides) et sous forme de caséinates de sodium, ainsi que dans différents mélanges binaires de protéines purifiées α-lactalbumine/β-caséine à différents ratios massiques. Les lactosérums acides issus du lait de dromadaire ont montré de très bonnes propriétés moussantes ainsi qu’une meilleure stabilité au cours du temps par rapport à ceux du lait de vache. Cette tensioactivité des protéines du lactosérum acide à l’interface air/eau a été conservée, même après un traitement thermique à 90°C, ce qui explique l’aptitude importante au moussage de ces lactosérums.Concernant les caséinates de sodium, ces protéines produisent le maximum de mousse à pH neutre avec une efficacité plus importante pour les caséinates de sodium du lait de dromadaire, probablement grâce aux teneurs plus importantes en caséine β, associées à la forte amphipolarité de cette caséine. La stabilité des mousses ainsi créées a été augmentée après le traitement thermique des solutions de caséinates, notamment à pH 5 pour les caséinates de sodium bovines. Ainsi, les agrégats induits par l’acidification et le chauffage s’adsorbent lentement, mais contribuent fortement au maintien du film protéique créé.L’étude du mélange binaire contenant l’α-La et la caséine β issues du lait de dromadaire a été effectuée et comparée aux protéines bovines : α-La/β-caséine et β-Lg/β-caséine. Les résultats obtenus dans ce travail indiquent que les mélanges protéiques contenant des taux plus élevés en caséine β présentent les meilleures propriétés moussantes, stabilisantes et interfaciales. Ainsi, la caséine β joue un rôle important dans la création et la stabilisation des mousses du lait de dromadaire. / Camel milk proteins isolates, prior to foaming properties, were studied as a function of pH and temperature of heat treatment. The purity of the extracted camel α-lactalbumin (α-La) and β-casein was estimated by combining different analytical methods such as high pressure liquid chromatography (HPLC) and SDS-PAGE electrophoresis.The increased temperature treatment changed the foaming properties of camel α-La solution and its ability to unfold at the air/water interface. At neutral pH, heat treatment was found to improve foamability, whereas at acid pH (4.3) this property decreased. Heat treatment caused changes in α-La surface charge and free thiol group concentration, which confirmed the pronounced aggregation of heated camel α-La solution. Otherwise, the foaming and interfacial properties of extracted bovine and camel β-casein showed that at neutral pH, maximum of foam volume was achieved by both camel and bovine β-caseins. This property decreased at acid pH because of the casein precipitation and the lower surface protein coverage. Findings indicated also that varying pH affected the physicochemical properties of the bovine and camel β-casein solutions by decreasing the surface negative charge and intrinsic fluorescence. These results were more pronounced on the bovine β-casein suggesting a higher acid-sensitivity of this protein when compared to its camel counterpart.The second part of this work investigated the foaming and adsorption behavior of camel proteins mixed systems compared to bovine systems including whey fraction, sodium caseinates (Na-cas) and α-La/β-casein mixed systems at different ratios. The results showed that, acid wheys gave better foams when compared to sweet whey for both milks, with higher values for the camel whey. This behavior was explained by the proximity of the isoelectric point (pI) of whey proteins (4.9–5.2), where proteins were found to carry the lowest negative charge as confirmed by the zeta potential measurements. Unlike whey fraction, camel and bovine Na-cas exhibited lowest foaming and interfacial properties near its pI because of the casein precipitation. Whereas, created foams were more stable at pH 5 than at pH 7 especially after a heat treatment. The heat treatment of 70 °C and 90 °C during 30 min affected also the physicochemical properties of the bovine and camel Na-cas by decreasing intrinsic fluorescence confirming also the pronounced caseins precipitation at pH 5 where caseins were found to carry the lowest negative charge as found by the zeta potential measurementsMixed solutions of the two isolated camel proteins (α-La and β-casein) at different ratios (100:0; 75:25; 50:50; 25:75; 0:100) give more foam with a higher β-casein amount in all camel and bovine mixtures. Good correlation was observed with the adsorption and the interfacial rheological properties of camel and bovine protein mixtures. Thus, the proteins adsorbed layers are mainly affected by the presence of β-casein molecules, which are suggested to be probably the most abundant protein at interface and the most efficient in reducing the interfacial properties. Whereas, globular proteins such as α-La and β-Lg are involved in the protein layer composition but could not compact well at the interface to ensure foams creation and stabilization because of their rigid molecular structure.This work therefore suggests new alternatives for the production of foam from proteins derived from dromedary milk, a dairy product characterized both by a high biological value but also by interesting functional properties of its proteins, in particular their surfactant power.