E. Brenon¹, S Panigai², D Brosseau², C Pascal¹, H Mahé^2
1 Vinventions – équipe Œnologie, Nîmes, France
² Bureau Interprofessionnel des Vins de Bourgogne, Beaune, France

Le vin est la résultante d’un équilibre complexe de composés influencé par des pratiques qui interagissent entre elles. Le Bureau Interprofessionnel des vins de Bourgogne a lancé en 2020 un projet visant à comprendre comment se construit la longévité des vins blancs de Bourgogne, avec pour idée maîtresse d’évaluer à quelles étapes de la vinification se construit la longévité des vins blancs de Bourgogne et comment.

La longévité d’un vin est liée à sa sensibilité intrinsèque à l’oxydation et aux conditions plus ou moins oxydatives qu’il subit au cours de sa conservation. La bibliographie décrit en détail l’impact de l’oxygène sur l’évolution en bouteille des vins, que la prise d’oxygène soit liée à la mise en bouteille ou à un transfert via l’obturateur ([1]-[11]). Au-delà de la contribution de l’oxygène, il a été démontré que les polyphénols sont impliqués dans les mécanismes d’oxydation du vin ([12]-[14]), pouvant conduire à une dégradation des propriétés organoleptiques du produit final qu’il soit rouge, blanc ou rosé.

L’une des parties de ce projet a eu pour objectif l’étude de l’extraction des polyphénols au cours du pressurage des raisins blancs de Chardonnay de Bourgogne et l’établissement d’un état des lieux de la concentration de ces composés en cuve de débourbage, avant fermentation alcoolique.

Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet VOLTA, réalisé avec le partenariat d’une quarantaine de caves partenaires réparties sur la totalité de la Bourgogne (de Mâcon à Chablis) et représentatives des types de structures vinicoles de la région (négociants, caves coopératives, domaines). Les mesures ont été réalisées en cave pour explorer au mieux la réalité des pratiques bourguignonnes, à l’aide d’une technologie permettant une mesure sans préparation préalable de l’échantillon (électrochimie) et sur un nombre de jus suffisamment important pour permettre un traitement statistique des données. Les résultats présentés ci-après correspondent à quatre millésimes de recueil de données (2020 à 2023). Ils ont permis de mettre en évidence 3 types d’extraction des polyphénols au cours des pressurages en Bourgogne, ainsi que l’impact de pratiques de pré-pressurage telles que le sulfitage ou la vendange mécanique sur les concentrations de polyphénols dans les jus de goutte puis dans les cuves de débourbage.

Matériel et méthode

Les mesures de concentrations de polyphénols ont été réalisées à l’aide d’un potentiostat, le Polyscan (WQS Vinventions), sur des électrodes imprimées (électrode de travail en carbone, Vinventions) par voltamétrie linéaire de balayage (0-1200 mV, 100 mV/s, pas de 10 mV). L’analyse a été réalisée après dépôt d’une goutte de jus sur l’électrode immédiatement après prélèvement. L’indicateur de concentrations PhenOx (polyphénols totaux, exprimés en mg/L équivalent acide gallique) a été calculé à partir des données brutes tel que décrit par Ugliano et al. ([15]).

Les mesures sur les moûts en cuve de débourbage ont été réalisées immédiatement après prélèvement au robinet dégustateur préalablement aviné ou en haut de cuve, au minimum 50 cm sous la surface du liquide. Ce sont 153 mesures qui ont été réalisées en 2020, 105 en 2021, 142 en 2022, 25 en 2023.

Pour les suivis de pressoir, une dizaine de mesures ont été réparties au cours du temps de pressurage. La première analyse a été réalisée sur les jus recueillis lors du lancement du pressoir. Les suivantes ont été réalisées sur des jus obtenus dans la minute après l’atteinte de la pression cible du palier considéré afin de recueillir des jus lorsque leur débit est fort en sortie du pressoir, ce qui permet d’obtenir un échantillon représentatif du palier et de limiter l’oxydation de l’échantillon par contact jus / air. Ce sont 70 cycles de pressurage qui ont été suivis en 2020, 31 en 2021, 15 en 2022, 7 en 2023. Les moûts issus des pressoirs suivis ont également été prélevés en cuves de débourbage. Le début de pressurage a été défini comme étant la phase comprise entre la première mise en pression et 25% du temps de pressurage. La fin de pressurage a été définie comme étant la phase au-delà de 75%du temps de pressurage. Les valeurs moyennes de PhenOx de chacune de ces phases (début, milieu, fin) de pressurage ont été calculées pour chaque pressoir suivi. Ainsi, les variations de PhenOx ont pu être calculées. Le calcul de ces variables synthétiques a permis de comparer des cycles de pressurages différents à la fois en durée et en paliers de pression (nombre, pression, nombre de rebêches) mais aussi avec des suivis (nombre et répartition des échantillonnages) différents.

Une base de données a été constituée avec ces mesures et complétée par des données qualifiant les pratiques œnologiques dont sont issus les échantillons : sulfitage, moment et dose de sulfitage, type de cycle de pressurage, type de pressoir (cage ouverte, fermée, pneumatique, à plateaux), type de vendange (manuelle, machine), refroidissement de la vendange, temps de remplissage des pressoirs.

Les traitements de données mathématiques et statistiques ont été réalisés à l’aide des logiciels Excel (Microsoft), R et RStudio.

Résultats

Etat des lieux des concentrations de polyphénols en cuve de débourbage

Pour chacun des millésimes 2020 à 2023, les mesures ont été regroupées en classes de 100 unités de PhenOx. La distribution des mesures de 2020 est très proche de la distribution obtenue toutes mesures Polyscan confondues sur jus de Chardonnay, toutes régions viticoles confondues, entre 2015 et 2020 (plus de 3000 mesures). A contrario, les distributions des mesures de 2021, 2022 et 2023 sont décalées vers les classes de PhenOx plus faibles. Le millésime 2020 était un millésime chaud en Bourgogne. Les vignes ont souffert de stress hydrique (selon les données issues de l’Observatoire du Millésime du BIVB), condition connue pour conduire à une concentration plus importante en polyphénols dans les jus ([16]). A contrario, le millésime 2021 était un millésime plus frais, cohérent avec des niveaux moins élevés de polyphénols. Enfin, le millésime 2022 était un millésime chaud mais au cours duquel peu de stress hydrique a été observé (Communication 2023 Observatoire du Millésime du BIVB) et une forte charge en raisin était présente sur les ceps, pouvant contribuer à une dilution de ces composés. Sur 3 des 4 millésimes de mesures, les moûts de Chardonnay de Bourgogne présentent des charges en polyphénols plus faibles que celles observées sur ce même cépage, toutes zones de production confondues.

Dynamique d’extraction des polyphénols au pressurage

L’observation des différents cycles de pressurag suivis a mis en évidence une variété des niveaux de PhenOx et de la dynamique d’extraction des PhenOx au cours du cycle.

Chacun des 70 pressoirs suivis en 2020 a été caractérisé par 3 variables, à savoir le PhenOx des jus de goutte, la variation de PhenOx entre début et milieu, puis entre milieu et fin de pressurage, comme indiqué dans le matériel et méthode.
Afin d’identifier de possibles catégories de pressurages en termes de teneur en PhenOx et de dynamique d’extraction une méthode statistique multivariée a été mise en place pour réaliser du clustering :

• Analyse en Composantes Principales sur 3 variables par pressoir suivi : les composantes principales sont de nouvelles variables, indépendantes, possédant une variance maximum.
• Classification Ascendante Hiérarchique sur les axes de l’analyse en composantes principales. L’analyse en clusters permet de découper un jeu de données en sous-groupes homogènes.

L’analyse en composantes principales, dont les 2 premières dimensions expliquent environ 78% de la variance entre les individus, et la classification ascendante hiérarchique ont permis de regrouper les pressoirs en 3 clusters (figure 2).

La figure 3 présente des individus représentatifs de chacun des clusters.
Le cluster (a) comprend 28 % des pressoirs, il est caractérisé par un PhenOx élevé dès les jus de goutte et ne présente pas d’augmentation de PhenOx en cours de pressurage. Le cluster (b) regroupe 60% des pressoirs ; les individus de ce cluster ont un PhenOx faible en début de pressurage, puis présentent une augmentation de PhenOx en cours de pressurage. Malgré tout, jusqu’à la fin du pressurage, les valeurs de PhenOx mesurées demeurent inférieures à la valeur médiane calculée pour les moûts de Chardonnay, toute zone de production confondues de 2015 à 2020. Enfin, le cluster (c) regroupe 12 % des pressoirs, qui sont caractérisés par des valeurs de PhenOx faibles à moyenne en début de pressurage, et présentent une augmentation en cours de pressurage pour atteindre des niveaux de PhenOx élevés (supérieurs à 600).

Les suivis de pressoir des millésimes 2021, 2022 et 2023 ont été soumis aux mêmes traitements statistiques et ont conduit à la mise en évidence des 3 mêmes types de dynamique d’extraction des polyphénols dans les pressoirs bourguignons. Le pourcentage de pressoir dans chacun des clusters est également équivalent sur l’ensemble des millésimes à quelques pourcents près.

En conséquence de ces dynamiques d’extraction des polyphénols et comme cela a été validé par mesure sur les cuves de débourbage des jus issus des pressoirs de chacun des clusters (figure 4), les moûts des pressoirs du cluster (a), dont le PhenOx est élevé du début à la fin du pressurage, sont systématiquement riches en polyphénols en cuve de débourbage, qu’une séparation des jus de goutte et de presse soit effectuée ou non. Les moûts issus du cluster (b), dont les niveaux de PhenOx sont faibles tout au long du pressurage, sont a contrario systématiquement peu concentrés en polyphénols en cuve de débourbage. Les jus issus des pressoirs du cluster (c) présentent une plus forte variabilité en PhenOx en cuve de débourbage, ce qui semble cohérent avec des niveaux faibles à moyens en début de pressurage et une augmentation forte en cours de pressurage, selon qu’une séparation ait été effectuée en cours de pressurage ou non. Il est intéressant de noter qu’en pratique, selon les résultats d’une enquête BIVB réalisée en 2021 par le BIVB auprès de ses adhérents (52 répondants), les vinificateurs bourguignons interrogés indiquent séparer systématiquement les jus de goutte et de presse à 23%, ne jamais les séparer à 35% et parfois les séparer à 42%.

Aucune des pratiques œnologiques pré-pressurages ou en cours de pressurage observées (type de vendange, refroidissement de la vendange, sulfitage sur raisin, foulage) ni aucun type de pressoir ou de cycle de pressurage (cage ouverte, fermée, pneumatique, à plateaux, cycle séquentiel, cycle automatique…) n’est lié de manière statistiquement significative (test de Kruskal-Wallis) à l’un des clusters décrits ci-dessus. Les itinéraires techniques pré-pressurage et en cours de pressurage sont composés d’une succession d’opérations unitaires (vendange, transport, réception, transfert, sulfitage, inertage, pressurage…), chacune pouvant correspondre à des pratiques œnologiques variées. Le résultat d’une de ces opérations sur l’extraction de polyphénols peut influencer le résultat de la suivante, rendant potentiellement difficile la mise en évidence de la prédominance d’une des pratiques œnologiques sur la dynamique d’extraction des polyphénols.

Impact des pratiques pré-pressurage sur la concentration en polyphénols des jus de goutte

Sans lien démontré entre pratiques œnologiques et dynamique d’extraction des polyphénols en cours de pressurage, le focus s’est porté sur une des différences entre les clusters, leur richesse en polyphénols des jus de goutte, pour évaluer l’impact d’opération unitaires sur ce paramètre qui semble plus directement lié aux pratiques pré-pressurage.

Il est effectivement apparu un lien statistiquement significatif, (test de Kruskal Wallis, sur données d’un millésime : p.value=0.01 sur données de 2020, p.value = 0.02 sur données de 2021) entre niveau de PhenOx des jus de goutte et méthode de vendange. Les vendanges effectuées à la machine conduisent à des niveaux de PhenOx plus élevés que les vendanges manuelles (figure 5 a). L’hypothèse a été émise que cette extraction supérieure de polyphénols serait liée à la plus forte trituration de la vendange et à la macération de la vendange avec des jus libres avant pressurage, notamment durant le transport.

De la même manière, les temps de remplissage longs et le non-refroidissement de la vendange conduisent de manière significative à des niveaux de PhenOx plus élevés dans les jus de goutte, favorisant a priori la diffusion des composés par macération.

A contrario, le foulage (figure 5 b) n’induit pas un niveau de PhenOx plus élevé dans les jus d’égouttage (test de Kruskal Wallis, sur données d’un millésime, p.value=0.81 sur données de 2020, p.value=0.73 sur données 2021), il est possible que les jus extraits au cours du foulage ne soient pas en contact suffisamment longtemps avec la vendange pour favoriser l’extraction de polyphénols par diffusion.

Cas particulier des pratiques de sulfitage sur raisin et moût

Le sulfitage pré fermentaire peut être réalisé sur raisin (avant transport, lors de la réception en cave, dans le pressoir) ou sur jus après pressurage (dans la maie du pressoir ou dans la cuve de réception des jus). Il a pour objectif de limiter les oxydations enzymatiques et le développement de flores non souhaitées. Par ailleurs, il est connu pour avoir un rôle de solvant pour les polyphénols.

Le sulfitage des raisins avant pressurage (avant transport, lors de la réception en cave ou dans le pressoir) entraîne une teneur supérieure en PhenOx dans les jus de goutte (test de Kruskal Wallis, p.value=0.006 sur données de 2020, p.value=0.02 sur données de 2021). Il est probable ici que l’ajout de sulfites sur raisin, favorise l’extraction des polyphénols dans les jus et maintient leur concentration en limitant les oxydations enzymatiques par inhibition de la PPO (enzyme polyphénol-oxydase).

Au-delà, même si elle n’a aucun lien avec la dynamique d’extraction des polyphénols au pressurage, c’est la seule pratique œnologique préfermentaire qui a un impact significatif sur la teneur en polyphénols en cuve de débourbage, c’est-à-dire sur le résultat de toutes les opérations pré – pressurage, du pressurage et de l’éventuelle séparation de jus. Les données recueillies dans ce projet ont cependant permis de mettre en évidence que le moment d’apport des sulfites (sur raisin ou après pressurage) n’engendre pas les mêmes effets.

Si le sulfitage est effectué avant transport, lors de la réception en cave, dans le pressoir, il entraine un niveau de PhenOx significativement supérieur (figure 6 a) comparé au niveau observé au cours du même millésime sur des cuves de jus issu d’un process non sulfités lors de ces étapes (test de Kruskal Wallis, sur données d’un millésime : p.value=0.006 sur données de 2020, p.value = 0.007 sur données de 2021). Tout comme décrit pour son impact sur les jus de goutte, il semble que les sulfites apportés sur raisin favorisent l’extraction des polyphénols dans les jus libres et protègent la charge polyphénolique de l’oxydation donc sa concentration. A contrario, si le sulfitage est effectué dans la maie du pressoir ou en cuve de débourbage, il n’a pas d’impact significatif sur le niveau de PhenOx (figure 6 b) comparé au niveau des jus en cuve de débourbage n’ayant reçu aucun sulfitage (test de Kruskal Wallis, sur données d’un millésime : p.value=0.11 sur données de 2020, p.value = 0.21 sur données de 2021). Il faut considérer dans ce cas-là que le SO2 est ajouté après le pressurage donc après extraction des polyphénols. Il n’a donc qu’un rôle protecteur contre l’oxydation durant le transfert et / ou durant le temps de débourbage en cuve pendant lequel le contact jus / air est limité comparé à celui pendant les étapes unitaires précédentes.

Conclusion

Le projet VOLTA présenté dans cet article est original par son approche de recueil de données à grande échelle, en situations réelles de vinification, dans des structures représentatives des acteurs bourguignons en termes géographique, de tailles ou de types (producteurs, maisons, caves coopératives). Le recueil de données a été effectué sur 4 années permettant de confirmer les conclusions sur des millésimes plus ou moins chauds et de rendement plus ou moins important.

Il ressort de cette étude que les moûts de Chardonnay en Bourgogne sont en général moins riches en polyphénols que les moûts de Chardonnay produits dans d’autres zones viticoles. Une seule exception à cette conclusion a été observée en 2020, millésime particulièrement chaud et au cours duquel les vignes en Bourgogne ont subi des stress importants.

L’étude du pressurage effectuée dans ce projet a permis de mettre en évidence 3 grandes catégories de dynamique d’extraction des polyphénols en Bourgogne. Il a été montré que près de 70% des pressoirs, tous millésimes confondus, conduisent à des concentrations de polyphénols de faible niveau en cuves de débourbage.

Aucun lien statistiquement significatif n’a pu être mis en évidence entre les pratiques pré-pressurage étudiées (type de vendange, sulfitage sur raisin, foulage, refroidissement de la vendange…) et le type d’extraction de polyphénols pendant le pressurage, ni la teneur en cuve de débourbage. Ces pratiques ont au mieux un impact significatif sur la teneur en polyphénols des jus de goutte des pressoirs. La seule pratique entrainant une augmentation significative de la teneur en polyphénols des cuves de débourbage est le sulfitage sur raisin, qu’il soit réalisé à la benne, au conquêt ou dans le pressoir. En revanche, le sulfitage post pressurage (à la maie ou en cuve de débourbage) n’induit pas d’augmentation de concentration des polyphénols.

La suite de ce projet est focalisée sur une meilleure compréhension de la construction de la longévité des vins blancs de Bourgogne, avec pour 1er objectif d’effectuer le lien entre teneur en polyphénols en cuve de débourbage et sensibilité à l’oxydation des vins fin de fermentation alcoolique. Les phases d’élevage seront ensuite étudiées.

Remerciements : les auteurs remercient toutes les structures partenaires de ce projet pour leur accueil afin de réaliser les mesures et leur partage d’expérience autour de ce thème.