Juin 2007 - n°122

Laboratoire d’Oenologie et de Chimie Appliquée, Université de Reims : Vers la Recherche du Secret des Bulles, des Mousses et de la Microbiologie du Champagne…

Créé en 1980 par le Professeur Alain Maujean, le Laboratoire d’Oenologie et de Chimie Appliquée appartient à l’Unité de Recherche « Vignes et Vins de Champagne » du campus de la Faculté des Sciences Exactes et Naturelles de Reims. 17 ans plus tard, le Professeur Philippe Jeandet, précédemment Maître de Conférences à l’Université de Bourgogne (autre terroir viticole prestigieux !), a pris la direction du laboratoire.

L’activité du Laboratoire d’Oenologie et de Chimie Appliquée est évidemment centrée autour du produit phare de la région, le Champagne. Ce vin effervescent prestigieux représente un enjeu économique majeur pour la région Champagne-Ardenne, qui est une des premières régions viticoles au monde pour le chiffre d'affaires (près de 3,4 milliards d’Euros en 2003 ; plus de 320 millions de bouteilles vendues en 2006).

La qualité d'un Champagne s'apprécie au premier abord par la qualité de son effervescence et de sa mousse qui représente pour le consommateur un des critères qualitatifs les plus importants. Ainsi, si la chute de mousse est lente, si la collerette de bulles en périphérie du verre est fine et persistante et si le liquide est effervescent, le champagne semble de bonne qualité. A l’inverse, le produit est considéré de moins bonne qualité et, ce, bien que le goût du champagne puisse être satisfaisant.

Cependant, et cela peut surprendre, les phénomènes d’effervescence et la mousse des boissons sont encore mal connus, car ce sont des phénomènes métastables et donc difficiles à étudier.
On l’aura donc deviné : l’étude de la Chimie de la mousse du Champagne, d’une part, et la Physique des bulles, d’autre part, constituent des thèmes majeurs de recherche du laboratoire !

L’Etude de la Chimie de la mousse du Champagne

Cette étude porte sur :

- Les colloïdes du vin (polyphénols, polysaccharides et particulièrement les [glyco]-protéines) qui peuvent influencer la qualité de la mousse des vins effervescents
- L’approfondissement des connaissances qualitatives et quantitatives sur les protéines et les glycoprotéines du vin
- La mise en forme des concepts de stabilisation des mousses des vins effervescents à partir des données acquises sur les propriétés des macromolécules du vin, en particulier les polyphénols et leurs interactions éventuelles avec les protéines à l’interface gaz/liquide, en collaboration avec l’INRA de Reims.

La Physique des bulles de Champagne

Cette étude a été réalisée initialement dans les conditions in situ c’est à dire dans un verre. Différents paramètres ont été mesurés tels que la fréquence et la croissance des bulles au niveau des sites de nucléation (sites de genèse des bulles) ainsi que la dynamique ascensionnelle des bulles dans un verre de champagne.
Il a été montré, notamment, que la tenue de mousse des vins effervescents est directement corrélée à la cinétique de transport des molécules tensioactives par les bulles. Ces travaux sont actuellement poursuivis par l’étude de la genèse des bulles sur sites de nucléation à l’aide d’une caméra ultra-rapide. Des premiers résultats ont été obtenus sur la modélisation des phénomènes régissant le transfert du CO2 dans la bulle en formation (collaboration avec le CNRS de l’Université de Marne la Vallée, Laboratoire de Physique des matériaux divisés et des interfaces).
« Nous nous attachons à préciser les phénomènes présidant à la genèse d’une bulle au niveau des sites de nucléation présents sur une flûte de Champagne, c’est à dire essentiellement des structures cellulosiques poreuses résultant de l’essuyage des verres permettant la dissolution de gaz (CO2) à ce niveau » souligne Mr Jeandet.

La Microbiologie des Vins de Champagne

Le but de ces travaux est de chercher à mieux comprendre les besoins nutritionnels des bactéries lactiques en relation avec la maîtrise de l’acidité des vins de Champagne.

La maîtrise de l’acidité des vins est envisagée sous l’angle microbiologique avec l’étude de la nutrition aminée des bactéries lactiques, microorganismes responsables de la fermentation malolactique et donc de la désacidification biologique des vins)

Un autre aspect concernant la recherche en Microbiologie concerne la valorisation des lies levuriennes en relation avec l’adsorption des anthocyanes (matière colorante des vins) et de composés indésirables tels que des composés soufrés.

Les Recherches sur une molécule connue du raisin et du vin, le resvératrol

En parallèle des activités majeures du Laboratoire d’Oenologie et de Chimie Appliquée, Philippe Jeandet continue de travailler, en collaboration avec plusieurs équipes, sur un sujet qu’il avait développé lors de sa thèse à l’Université de Bourgogne en 1991 et qui portait sur l’étude de la biosynthèse du resvératrol, une phytoalexine de la vigne que l’on retrouve dans le vin et dont les propriétés biologiques (anti-bactériennes, antifongiques, anti-cancéreuses, anti-oxydantes….) sont remarquables.

Des partenariats extrêmement variés

De par ses activités, le laboratoire est soutenu par les instances et collectivités locales (Région Champagne-Ardenne, Conseil Général de la Marne, Ville de Reims, Fondation du Site Paris Reims, Europol’Agro) et par le Ministère Délégué à l’Enseignement Supérieur et à la Recherche. Le laboratoire est également soutenu par la profession du Champagne (Maisons et Coopératives) et par l’Association Recherche Oenologique Champagne et Université, association loi 1901 qui collecte des dons auprès de la Profession viti-vinicole, afin de soutenir les actions menées en termes de recherche et d’enseignement au laboratoire. Rappelons, notamment que ce Laboratoire est support d’une formation professionnelle, le « Diplôme National d’œnologue » , de la spécialité « Vins de Champagne » du Master Agrosciences et Environnement et intervient également comme support de l’enseignement de l’Institut des Hautes Etudes du Goût, de la Gastronomie et des Arts de la Table (IHEGGAT).

De plus, le laboratoire est engagé, avec la Société Sofralab, dans un projet intitulé « Valorisation des Sous- Produits de la Vinification » dans le cadre des activités du Pôle de Compétitivité à vocation mondiale « Industries et Agro-Ressources ».

Le laboratoire entretient évidemment de nombreuses collaborations au niveau national (Universités de Lille I, de Bordeaux II, de Bourgogne, UMR Sciences pour l’Oenologie de l’INRA de Montpellier, Université de Haute Alsace,….) et au niveau international (Universités de Sao Paolo, de Californie-Stanford, de Houston, le GSF Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit de Neuherberg,…).

L’activité de cette petite structure se solde, depuis 1997, par environ 150 publications dont 80 dans des revues internationales, cinq ouvrages et près de 120 communications dans des congrès internationaux, nationaux ou colloques techniques. Le laboratoire est à l’origine de plusieurs manifestations, avec la participation notamment à l’organisation de deux Symposiums internationaux, le XIIth International Botrytis Symposium en 2000 et le First International Symposium on Macromolecules and Secondary Metabolites of Grapevine and Wine en 2006 et d’un Colloque National, le Sixième Colloque de Gastronomie Moléculaire en 2005.

Quelques publications marquantes du laboratoire

Jeandet P., Breuil A.C., Adrian M., Weston L.A., Debord S., Meunier P., Maume G. et Bessis R. HPLC analysis of grapevine phytoalexins coupling photodiode array detection and fluorometry. Analytical Chemistry, 1997, 69, 5172-5177.

Liger-Belair G., Marchal R., Robillard B., Dambrouck T., Maujean A., Vignes-Adler M., et Jeandet P. On the velocity of expanding spherical gas bubbles rising in line in supersaturated hydroalcoholic solutions: Application to bubble trains in carbonated beverages, Langmuir, 2000, 16, 1889-1895.

Gougeon R. D., Reinholdt M., Delmotte L., Miehe-Brendle J., Chézeau J.M., Le Dred R., Marchal, R. et Jeandet P. Direct observation of polylysine side-chain interaction with smectites interlayer surfaces through 1H-27Al heteronuclear correlation NMR spectroscopy, Langmuir, 2002, 18, 3396-3398.

Jeandet P., Douillet A.C., Debord S., Sbaghi M., Bessis R. et Adrian M. Phytoalexins from the Vitaceae: Biosynthesis, phytoalexin gene expression in transgenic plants, antifungal activity, and metabolism, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, 50, 2731-2741.

Vasserot Y., Dion, C., Bonnet E., Tabary I., Maujean A. et Jeandet P. Transport of glutamate in Oenococcus oeni 8403, International Journal of Food Microbiology, 2003, 85, 307-311.

Liger-Belair G., Robillard B., Jeandet P et Tufaile A. Period-adding route in sparkling bubbles, Physical Review E, 2005, 72, 037204.

Liger-Belair G., Voisin C. et Jeandet P. Modeling non – classical heterogeneous bubble nucleation from cellulose fibers : Application to bubbling in carbonated beverages, The Journal of Physical Chemistry B, 2005, 109, 14573-14580.

Marchal R., Warchol M., Cilindre C. et Jeandet P. Evidence for protein degradation by Botrytis cinerea and relationships with alteration of synthetic wine foaming properties, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54, 5157-5165.

Liger-Belair G., Parmentier M. et Jeandet P. Modeling the kinetics of bubble nucleation in champagne and carbonated beverages, The Journal of Physical Chemistry B, 2006, 110, 21145-21151.

Cilindre C., Castro A.J., Clément C., Jeandet P. et Marchal R. Influence of Botrytis cinerea infection on Champagne wine proteins (characterized by two-dimensional electrophoresis/immunodetection) and wine foaming properties, Food Chemistry, 2007, 103, 139-149.

MZ