variation de la texture du raisin cabernet franc au cours

VARIATION DE LA TEXTURE DU RAISIN CABERNET FRANC AU COURS DE LA
MATURATION. CORRELATION AVEC L’EXTRACTIBILITE DES COMPOSES
PHENOLIQUES
I. ZOUID, R. SIRET, C. MAURY, H. LETAIEF, ET F. JOURJON
Ecole Supérieure d'Agriculture d'Angers, UMT Vinitera, Laboratoire GRAPPE, ANGERS (FRANCE)
[email protected]
Résumé
Des mesures de la texture du raisin Cabernet Franc ont été réalisées au cours de la maturation 2007. L‘influence
du stade de maturité et du type de parcelle sur les propriétés de texture du raisin a été analysée en se basant
sur quatre dates de maturité et trois types de parcelles. Les corrélations entre les paramètres mécaniques de
texture, ceux de la maturité phénolique (Indice de Gloires, anthocyanes totales, polyphénols totaux) et ceux de
la maturité technologique (pH, sucres, acidité totale) ont été calculées. L’extractibilité des anthocyanes est
corrélée avec des paramètres de texture tels que la force à la fracture (PF) et la pente (PGrad) de la courbe
obtenues à partir d'un test de pénétrométrie.
Introduction
La qualité du raisin et la détermination de la date optimale de vendange sont définies de manière traditionnelle
par des indices de maturité basés sur les teneurs en sucres, en acides et en composés phénoliques (Failla et al.,
2005). Beaucoup de professionnels constatent les limites actuelles de ces indicateurs pour décider du choix de
l’itinéraire technologique de vinification. Or la mesure des propriétés texturales n’est pas aujourd’hui une
démarche utilisée dans la filière vinicole (Grotte et al., 2001 ; Letaief, 2007) à l’instar de la filière fruits où elle
représente le paramètre essentiel de détermination de la qualité et de la date de récolte (Abbal et al., 1992 ;
Bourne, 2002; Camps et al., 2005 ; Lana et al., 2005 ).
Par ailleurs les travaux de Le Moigne (2008), ont montré l’intérêt de développer des mesures «
multiparamètres » d’approche de la qualité des raisins intégrant la notion de maturité texturale. On peut penser
que la texture de la pellicule du raisin, et en particulier sa résistance, sa capacité à se dilacérer et son élasticité
sont en lien avec l’extractibilité des composés phénoliques en cours de la transformation du raisin en vin.
Le travail que nous proposons ici vise à présenter l’intérêt de l’utilisation des méthodes d’analyse de la texture
des raisins au cours de leur maturation en complémentarité de l’évolution des paramètres physicochimiques
« classiques » tels que sucres, acidité, composés phénoliques et l’extractibilité de ces derniers.
MATERIELS ET METHODES
Prélèvements
Quatre prélèvements de raisins ont été réalisés du 10 septembre au 8 octobre 2007 sur 3 parcelles de Cabernet
Franc de Moyenne Vallée de la Loire localisées sur 3 types de sols différents au sein des zones appellations
Saumur et Anjou. Les 3 parcelles sont nommées respectivement : 4, 5 et 6. Les 4 dates sont les 10/09, 24/09,
01/10 et 08/10 nommées respectivement : C, E, F et G. Les parcelles appartiennent au réseau expérimental mis
en place en 1999 par l’ITV. Les prélèvements sont réalisés selon la méthode ITV; 450 baies sont prélevées de
manière aléatoire avec leur pédicelle puis divisées en plusieurs lots : 150 pour les mesures instrumentales de
texture et les baies restantes pour les mesures physico-chimiques.
Communication orale au Congrès OIV 2008
1
Analyses biochimiques
Ces analyses comprennent la mesure de l’indice réfractométrique, du pH et de l’acidité totale. La quantité en
anthocyanes totales et polyphénols totaux est déterminée par l’ITV France (méthode ITV France) et leur
extractibilité (EA%, MP%) est estimée par la méthode de Glories et Augustin (1993) (Romero-Cascales et al.,
2005 ; Gonzalez-Neves et al., 2004)à l’aide d’équations empiriques suivantes :
EA%=[(A520pH1-A520pH3,2)/A520pH1]x100 ;
MP%=((A280pH3,2-(A520pH3,2x(40/1000)))/A280pH3,2)
Compression
Deux types de compression non destructive (20%) et destructive (40%) sont sélectionnées pour déterminer les
propriétés mécaniques des raisins. En effet, elles présentent l’avantage de caractériser le comportement global
du fruit. Les mesures de compression sont réalisées avec une machine universelle de texture de type MTS,
Synergie. Les mesures pour chaque type de compression sont réalisées sur 50 baies par parcelle et par stade de
maturité placées en position équatoriale.
- Dans le cas d’une compression non destructive (double compression), les baies sont placées entre deux
plateaux et compressées à hauteur de 20%, à une vitesse de 50 mm.min-1. Les courbes force=f (taux de
déformation) sont analysées (Fig.1) et huit paramètres sont extraits de la courbe (Tab.1).
4,5
DCF1
4
DCF2
Force ( N)
3,5
3
2,5
Fig.1. Courbe obtenue par une double compression
sur baies entières
2
1,5
1
0,5
0
10,0%
20,0%
Taux de déformation
Communication orale au Congrès OIV 2008
2
Paramètre
Définition
DCF1(N)
la force maximale de la 1ère compression
DCF2(N)
la force maximale de la 2ème compression
DCWF1(mJ)
le travail lié au 1èr cycle de compression
DCWF2(mJ)
le travail lié au 2èmecycle de compression
DCGrad1(N/mm)
la pente de la 1ère compression
DCGrad2(N/mm)
la pente de la 2ère compression
DCCo (Cohésion) (Bourne 2002)
le rapport entre DCWF2 et DCWF2
DC_Gom(Caractère gommeux) (Bourne 2002)
le produit entre DCF1 et la cohésion
Tab.1 : Paramètres extraits à partir de la
courbe obtenue par double compression
- Dans le cas d’une compression destructive (compression à 40%), les baies entières sont placées entre deux
plateaux et compressées à hauteur de 40% et à une vitesse de 80 mm.min-1. Les courbes force=f(taux de
déformation) sont analysées (Fig.2) et les différents paramètres extraits des courbes sont tels que : la force
maximale à la compression (CDF40Bai) en (N), la force nécessaire à la fracture (CDFmax Bai) en (N), le travail
nécessaire à la fracture (CDWmaxBai) en (mJ) et la pente de la compression (CDGradBai) en (N/mm).
La mesure de la compression destructive est réalisée de la même façon sur des pépins de raisin. Les courbes
obtenues sont analysées et les différents paramètres qui en sont extraits sont : le nombre des pics de la courbe
(CDN°Pep), la force maximale à la compression (CDFmaxPep) en (N), la force nécessaire à la fracture (CDFfracPep)
en (N), le travail total de la compression (CDWPep) en (mJ), la pente de la compression liée à la force à la fracture
(CDGradPep) en (N/mm), le travail lié à la force à la fracture (CDWfrac Pep) en (N/mm), la longueur de la ligne de
la courbe à partir de la fore à la fracture jusqu'à l’extrémité (CDLongPep) et le nombre des ruptures spatiales :
nombre des pics/distance de compression (CDNSRPep) en (mm-1).
CDFfracbai
CDF40bai
7
Force (N)
6
5
4
3
2
i
rad ba
CDG
1
0
5%
CDWfracbai
10% 15% 20% 25% 30% 35% 40%
Taux de déformation
Communication orale au Congrès OIV 2008
Fig.2. Courbe obtenue par une compression à 40%
sur baies entières.
3
Pénétrometrie
La mesure de pénétromètrie permet d’estimer les propriétés mécaniques de surface de la baie et notamment
celles de la pellicule ; elle est donc complémentaire aux mesures de compression. Le test de pénetrometrie est
réalisé à une vitesse de 8 mm.min-1 sur des baies entières placées en position équatoriale. Les courbes
force=f(déformation) sont analysées (Fig.3) et les paramètres extraits des courbes obtenues sont, la force
nécessaire à la fracture (PF), le travail nécessaire à la fracture (PW) et la pente associée à la force à la fracture
(PGrad).
0,3
Force (N)
0,25
PF
0,2
0,15
PGrad
0,1
PW
0,05
0
0
Déformation (mm)
Fig.3. Courbe force=f(déformation) obtenue par un test de pénetrometrie sur des baies entières.
Traitement des données
Les données mécaniques et physicochimiques sont traitées selon des méthodes statistiques appropriées (Anova,
analyse en composantes principales ACP) en utilisant logiciel Statgraphics Plus 4.1.
RESULTATS ET DISCUSSION
Les paramètres mécaniques
Afin de comprendre s’il existe une évolution des propriétés mécaniques des baies de raisin pendant la période
de maturation et une différence de texture des baies en fonction de leur provenance, une analyse de variance à
deux facteurs est effectuée sur l’ensemble des données de mesures physiques selon le modèle suivant :
paramètre = date + parcelle + date x parcelle. (Tab.2). L’effet date (niveau de maturité) est significatif pour la
plupart des paramètres au seuil de 5 %, notamment pour les paramètres issus de la compression destructive des
pépins de raisin tels que la force nécessaire à la fracture (CDFfracPEP). Les propriétés mécaniques des baies de
raisin évoluent donc pendant la maturation des baies de raisin (Maury et al., 2007). Pour l’effet parcelle, sur 24
paramètres mécaniques, seuls quatre ne sont pas significatifs au seuil de 5 %. Les paramètres de texture
soulignent par conséquent les différences entre les trois parcelles, montrant l’impact de la nature du sol et des
conditions d’alimentation hydrique sur la fermeté des baies ; ces résultats confirment ceux obtenus par Le
Moigne et al. (2008).
Communication orale au Congrès OIV 2008
4
Paramètres
Date
Parcel
le
Date x
parcel
le
p
p
p
DCF1
*
***
ns
DCF2
ns
***
ns
DCGrad1
ns
***
ns
DCGrad2
ns
***
ns
DCW1
**
***
ns
DCW2
*
***
ns
DCCo
ns
*
**
DC_Gom
ns
***
**
CDFmaxBai
ns
ns
ns
CDF40Bai
ns
**
ns
CDWfracBai
ns
*
ns
CDGradBai
*
***
**
PF
ns
***
ns
PGrad
**
***
ns
PW
ns
***
ns
CDN°Pep
ns
ns
ns
CDFmaxPep
ns
***
ns
CDWpep
**
**
ns
CDLongPep
**
ns
ns
CDFfracPep
***
*
ns
CDGradPep
*
***
ns
CDNscPep
ns
ns
ns
Tab.2. Seuils de significativité des résultats de texture sur les effets date et parcelle issus des analyses de variance, *
P<0.05. ** P<0.01. *** P<0.001.
Afin de synthétiser l’ensemble de ces informations, une ACP normée est réalisée sur les données de texture
(Fig.4). L’axe 1 représente 47,1 % de l’information globale. L’axe 2 permet d’expliquer 19,4 % de la variance. Sur
le premier axe, les baies appartenant à la parcelle 4 sont opposées à celles de la parcelle 5. Le deuxième axe
oppose principalement les baies de raisin de la date G à la date C.
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5
Individus et variables de base
Individus et variables de
base
5.07
B
4F
3.25
4C
6C
6F
1.44
Composante 2 - Inertie: 19.4%
Composante 2 - Inertie: 19.4%
A
4E
5C
5E
-0.37
6E
5F
-2.19
DCCo
CDNSRPep
CDGradPep
CDF40 bai
5G
-4.00
-8.00 -6.00 -4.00 -2.00 0.00
2.00
_DCGrad
2
DCF
2
2
DCFDCW
1
CDW maxbai
DCW1
CDN°PicPep
PW
6G
4G
PGrad
CDF maxbai
DCGrad
CDGradbai 1
PF
DC_Gom
CDWfrac Pep
CDFmaxPep
CDWPep
4.00
CDLongPep
CDFfraPep
6.00 8.00
Composante 1 - Inertie: 47.1%
Composante 1 - Inertie: 47.1%
Fig.4. Premier plan factoriel de l’ACP réalisée sur l’ensemble des données de la texture (A) et cercle des corrélations
associé (B). Les flèches symbolisent l’évolution des baies de chaque parcelle au cours du temps.
Les données de l’extractibilité
L’extractibilité des anthocyanes, déterminée par la méthode de Glories augmente pendant la maturation (Fig.5).
On remarque que la parcelle P6 présente le taux d’extractibilité des anthocyanes le plus important par rapport
aux deux autres parcelles. D’autres analyses plus fines telles que l’analyse par CLHP des anthocyanes libres sont
en cours.
45
40
35
P4
EA%
30
25
P5
20
P6
15
10
5
0
Date
Fig.5. Evolution de
l’extractibilité des anthocyanes
durant la maturation.
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6
C (10/09)
E (24/09)
F (01/10)
G (08/10)
Corrélations entre les paramètres mécaniques et physico-chimiques
-0,53 -0,48 -0,58 -0,60 -0,35 -0,34
AC TOT 0,69
0,63
0,59 0,68
0,57
0,51 -0,17
0,59 0,66 -0,51
PT
-0,32 -0,30 -0,31 -0,60 -0,23 -0,05
0,50 -0,08
ANTT
-0,36 -0,32 -0,38 -0,60 -0,23 -0,10
0,31 -0,20 -0,07 0,61
EA%
-0,32 -0,29 -0,27 -0,16 -0,32 -0,38 -0,21 -0,38 -0,48
MP%
0,04 -0,01
0,32
0,26 -0,17 -0,12
0,21
0,10
0,07
0,20
0,27 -0,19 -0,20
PEPGradPep
CDWFRACPep
CDFMAX Pep
CDFFRACPep
CDNSRPep
CDN°PICPep
PW
PGrad
PF
CDGrad
CDWmax
0,39 -0,33 -0,64 -0,70 -0,75 -0,27 -0,47 -0,28
0,02 -0,50 -0,54 0,62 -0,30 -0,70 -0,33 -0,84
CDWPep
-0,53 -0,51 -0,48 -0,35 -0,48 -0,57 -0,30 -0,62 -0,51
pH
CDLongPep
°Brix
CDF40Bai
CDFmaxBai
DC_GOM
DCCO
DCW2
DCW1
DCGrad2
DCGrad1
DCF2
DCF1
Les relations entre les paramètres mécaniques, ceux de la maturité phénolique (Indice de Glories, anthocyanes
totales, polyphénols totaux) et ceux de la maturité technologique (pH, sucre, acidité totale) sont évaluées au
travers des coefficients de corrélation (Tab.3). L’extractibilité des anthocyanes totales (EA%) est corrélée aux
paramètres de pénétrometrie tels que la force PF (R= -0,65) et la pente associée PGrad (R= -0,68). Ces résultas
sont en accord avec les travaux de Letaief (2007). La texture de la pellicule semble donc être corrélée avec
l'indice d'extractibilité d'anthocyanes (EA%) et donc avec la capacité avec laquelle les anthocynes peuvent être
extraites lors des macérations. Ce premier résultat est toutefois à valider sur plusieurs millésimes.
0,48
0,54
0,00
0,23
0,41 -0,05 -0,23 -0,13 0,43
0,52 0,77
0,50 0,88 -0,06
0,14
0,07 -0,06 -0,41
0,02 -0,20
0,00 -0,04 -0,01
0,03
0,08 -0,48 -0,29 -0,43 -0,75 -0,35 0,17
0,08 -0,55 -0,22 -0,52
0,12 -0,32 -0,29 -0,05
0,40 -0,31 -0,51 -0,65 -0,68 -0,26 -0,15
0,08 -0,66 -0,25
0,09
0,16
0,44 -0,18
0,14
0,18
0,16 -0,05 0,57
0,43
0,46 -0,66
0,15 -0,21 -0,38 -0,13 0,29
0,05 0,61 0,63
0,22
0,34
0,04 0,55
0,38 -0,40 -0,49 -0,31 -0,15 -0,22 -0,09
Tab.3. Tableau des corrélations entre les différents paramètres mécaniques et physico-chimiques.
CONCLUSION
Ces résultats permettent d’affirmer l’importance des mesures mécaniques pour l’appréhension de la qualité du
raisin Cabernet franc. On constate que ces paramètres permettent d’une part de différencier les parcelles
entre elles en lien avec leur terroir d’origine et les conditions d’alimentation en eau et d’autre part de suivre la
maturation des raisins.
Les premiers résultats montrent que l’extractibilité des anthocyanes, déterminée par l’indice de Glories, semble
être corrélée avec certains paramètres mécaniques obtenus lors de l’application d’un test de pénetrometrie. Ce
résultat sera confirmé sur les prochains millésimes. Il sera également intéressant d’analyser plus finement les
différents composés phénoliques et anthocyanes afin d’établir l’existence d’ une corrélation entre leur
extractibilité individuelle et la texture des baies et des pellicules. L’enjeu final est de pouvoir proposer un
nouvel indicateur de maturité permettant un meilleure pilotage des itinéraires de vinification adapté à la
qualité globale du raisin au moment de la vendange.
Abstract
Different texture tests were applied on Cabernet franc grapes during maturation 2007. The ripeness stage and
the parcel type effects on the texture propreties were investigated considering four sampling dates and three
parcels. The correlations between the mechanical proprieties and the chemical-physical parameters of the
technological (pH, sugar, total acidity)and phenolic (Glories indices, total anthocyanins, total phenols) ripeness,
Communication orale au Congrès OIV 2008
7
have been calculated. The anthocyanins extractibility is correlated to both of the break force (PF) and the slope
of the curve obtained from a punctre test (PGrad).
Références Bibliographiques
Abbal, P., Boulet, J. C., & Moutounet, M. (1992). Utilisation de paramètres physiques pour la caractérisation de la véraison
des baies de raisin. Journal International des Sciences de la Vigne et du Vin, 26 (4), 231-237.
Bourne, M. (2002). Food Texture and viscosity: concept and measurement. New-York: Academic Press.
Camps, C., Guillermin, P., Mauget, J. C., & Bertrand , D. (2005). Data analysis of penetrometric force/Displacement curves
for the characterization of whole apple fruits. Journal of Texture Studies, 36, 387-401.
Failla, O., Brancadoro, L. & Scienza, A. (2005). Murazione, maturità e qualità dell’uva. L’Informatore Agrario, 14, 7-13.
Gonzales-Neves, G., Charamelo, D., Balado, J., Barreiro, L., Bochicchio, R., Gatto, G., Gil, G., Tessore, A., Carbonneau, A., &
Moutounet , M. (2004). Phenolic potential of Tannat, Cabernet-Sauvignon and Merlot grapes and their correspondence
with wine composition. Analytica Chimica Acta, 513, 191-196.
Glories, Y., Augustin, M. (1993).Maturité phénolique du raisin, conséquences technologiques: application aux millésimes
1991 et 1992. Actas Colloque Journée Techn. CIVB, Bordeaux. pp.56-61.
Grotte, M., Cadot, Y., Poussier, A., Loonis, D., Pietri, E., Duprat, F., & Barbeau, G. (2001). Détermination du degré de
maturité des baies de raisin par des mesures physiques : aspects méthodologiques. Journal International des Sciences de
la Vigne et du Vin, 35 (2), 87-98.
Lana, M. M., Tijskens, L. M. M., & Kooten, O. V. (2005). Effects of storage temperature and fruit ripening on firmness of
fresh cut tomatoes. Postharvest Biology and Technology, 35, 87-95.
Le Moigne, M. (2008). « Recherche de mesures innovantes pour suivre la qualité du raisin de Cabernet franc pendant sa
maturation ». Thèse de Doctorat de l’Université d’Angers.
Le Moigne, M., Maury, C., Bertrand, D., & Jourjon, F. (2008). Sensory and instrumental characterisation of Cabernet Franc
grapes according to ripening stages and growing location. Food Quality and Preference, 19(2), 220-231.
Letaief, H. (2007).Application of chemical-physical and mechanical tests for the definition of wine grape quality. Thèse de
doctorat, Universita degli studi di torino, Italy.
Maury, C., Le Moigne, M., Khaldi, S., Siret, R., Symoneaux, R., & Jourjon, F. (2007). Intérêt de la texture des baies comme
indicateur de maturité des raisins. In XXXth OIV World Congress, 10-16 juin 2007, Budapest, Hungary.
Romero-Cascales, I., Ortega-Regules, A., Lopez-Roca, J.M., Fernandez- Fernandez, J.I., & Gomez-Plaza, E. (2005).
Differences in anthocyanins from grape to wines according to variety. American Journal of Enology and Viticulture, 56,
212-219.
Communication orale au Congrès OIV 2008
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