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