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La soutenance de thèse est un moment important pour l’étudiant de doctorat et pour le laboratoire dans lequel il a passé en général trois années de recherche.
Point culminant d’un travail validé par une autorisation de soutenance qui a été délivrée par les rapporteurs, chercheurs confirmés de la spécialité. Cette présentation orale permet au « thésard » de mettre en valeur son travail, de défendre ses résultats et de les exposer à ses pairs, mais aussi à un public plus large et notamment aux professionnels de la spécialité.
Sara WINDHOLTZ - le 15 décembre 2020 à 9H en visioconférence
Directeur de thèse : Pr I Masneuf Pomarède, Unité de recherche Œnologie ISVV
(Inscription préalable obligatoire)
La réduction des sulfites en vinification et l’utilisation de levures à activité bioprotectrice approche microbiologique, chimique et sensorielle
L’utilisation de conservateur chimique dans les produits agro-alimentaires est source de controverse, et l’oenologie n’en fait pas l’exception notamment avec le dioxyde de soufre (SO2). Cet adjudant est utilisé depuis de nombreuses années au cours du processus de vinification pour ses propriétés antimicrobiennes, antioxydantes et antioxydasiques. Face aux attentes sociétales et aux problèmes de normes, les viticulteurs s’engagent vers la production de vins à faibles teneurs en sulfites voire zéro sulfites. Pour les praticiens, s’en détacher demeure d’une décision hasardeuse et dont les conséquences sur la conduite des fermentations et les caractéristiques chimiques et sensorielles des vins restent peu connues. L’ajout de levure non-Saccharomyces en tant que bioprotection est considéré actuellement comme alternative au premier sulfitage. Ce travail a pour objectifs d’évaluer les conséquences de la suppression du sulfitage et de l’utilisation de la bioprotection sur la communauté microbienne des phase préfermentaires et fermentaires, mais également sur la composition chimique et sensorielle des vins.
En absence de sulfitage, les populations de Metschnikowia pulcherrima et de Hanseniaspora spp augmentent pendant la phase préfermentaire et les indices de diversité sont significativement plus faibles du fait de la colonisation du milieu par certaines espèces, notamment Hanseniaspora dans les moûts rouges. De plus, le dioxyde de soufre impacte principalement la communauté fongique et levure du point de vue de l’abondance des OTUs mais également la diversité des souches indigènes de S. cerevisiae en particulier dans le cas des moûts blancs. Les deux espèces utilisées en bioprotection, Torulaspora delbrueckii et dans une moindre mesure Metschnikowia pulcherrima s’implantent dans le moût de raisin au cours des étapes préfermentaires, avec pour conséquences une forte diminution des abondances relatives des communautés fongiques en comparaison avec le témoin sans SO2 probablement du fait de phénomènes de compétition vis-à-vis de l’occupation du milieu. Cet effet occupation de la niche est moins important dans le cas de vendanges à maturité avancée. En revanche, aucun effet négatif n’est observé sur les niveaux de populations de Hanseniaspora spp. Dans nos conditions expérimentales en blanc, l’absence de SO2 entraine une oxydation des flavonoïdes dans le moût, une évolution de la couleur et une concentration en glutathion plus faible dans les vins blancs finis. Les deux espèces utilisées en tant que bioprotection consomment l’oxygène dans le moût de raisin permettant ainsi une protection partielle vis-à-vis de l’oxydation tout en limitant le développement des bactéries acétiques. Une étude préliminaire basée sur des analyses métabolomiques montrent que la composition des vins rouges sans sulfites est significativement différente de celle des vins élaborés avec un sulfitage classique à l’encuvage. D’un point de vue sensoriel, les vins sans sulfites sont caractérisés par des notes de cerises noires cuites et une perception de fraicheur au nez et en bouche alors que les vins sulfités sont corrélés à des notes de fumée. Enfin, l’utilisation précoce des levures non-Saccharomyces en bioprotection impacte significativement les caractéristiques chimiques des vins avec, au niveau sensoriel, une augmentation du caractère fruité des vins jeunes qui reste néanmoins limitée par rapport à l’utilisation des mêmes souches en fermentation mixe avec S. cerevisiae.
Mots clés : Bioprotection, dioxyde de soufre, vin, levure, biodiversité, analyse sensorielle
Mathilda TREVISAN - le 16 décembre 2020 à 9h30 en visioconférence
Directeur de thèse : Philippe MOULIN (Laboratoire M2P2 - Université Aix-Marseille) Co-directeur de thèse : Rémy GHIDOSSI (Unité de recherche Œnologie, Axe Qualité Identité du Vin)
Lien ZOOM connexion à partir de 8h30 :
Microfiltration tangentielle des vins par membranes en carbure de silicium (SiC) : de la caractérisation à la filtration au chai
Dans un chai, le vinificateur peut être amené à filtrer des matrices très différentes telles que des moûts, vins, bourbes, contenant de 1-10 mg.L-1 à 200-400 g.L-1 de matières en suspension ayant subi des traitements œnologiques variés. Ces étapes de clarification et de stabilisation des vins par microfiltration tangentielle sont limitées par le phénomène de colmatage qui réduit les flux de production et altère le potentiel aromatique des vins, contraignant les professionnels à utiliser successivement plusieurs médias filtrants. L’objectif de cette thèse est d’étudier l’influence des caractéristiques d’un nouveau matériau (porosité, hydrophobicité et nature) sur ce phénomène limitant. Ce matériau innovant en carbure de silicium montre que les caractéristiques structurales de cette membrane (taille de pores, porosité et tortuosité) et la chimie de surface ont une influence sur les capacités de filtration. Cette étude a porté sur différentes matrices ayant des agents colmatants très divers et un classement de leur pouvoir colmatant a pu être établi. L’efficacité et la fiabilité des membranes SiC ont été éprouvées du laboratoire aux chais et validées sur l’ensemble des matrices testées. La conduite de ce procédé a été optimisée en particulier sur le développement d’un protocole de régénération efficace. La clarification et la stabilisation des matrices par les membranes SiC permettent (i) l’obtention de vins clairs et brillants, (ii) la rétention des microorganismes du vin (iii) en offrant des flux de production significativement supérieurs à ceux d’autres médias filtrants et en conservant les composés d’intérêt des vins. La connaissance des propriétés de surface et structurales des membranes SiC a permis d’expliquer l’efficacité de filtration supérieure pour les matrices issues de la filière œnologique.
Mots clés : microfiltration tangentielle, carbure de silicium, œnologie, colmatage, propriétés structurales
Aleksandra BURDZIEJ - le 17 décembre 2020 à 10h00 en visioconférence
Directrice de thèse : Stéphanie CLUZET (Unité de recherche Œnologie, Axe Molécules d’intérêt biologique) Co-directrice de thèse : Anna SZAKIEL (Institut de Biochimie, Université de Varsovie, Pologne)
(Lien zoom non encore disponible)
Effet d’éliciteurs sélectionnés sur le métabolisme primaire et secondaire de la vigne (Vitis vinifera) : focus sur les stilbènes et les triterpénoïdes
Dans le cadre de la promotion d'une viticulture durable, le développement d'alternatives écologiques à l’utilisation de pesticides de synthèse pour le contrôle des maladies de la vigne (Vitis vinifera) gagne en importance. Une des méthodes de bio-contrôle proposée est l'induction de l'immunité des plantes par l’application de substances biodégradables, non toxiques pour la santé et l'environnement, appelées éliciteurs ou stimulateurs de défense des plantes (SDP). La résistance conférée contre divers agents pathogènes peut être obtenue grâce à l’emploi de molécules utilisant le plus fréquemment les voies de signalisation de l'acide jasmonique (JA), de l'acide salicylique (SA) et/ou de l'éthylène (ET). De telles voies peuvent déclencher l'induction de gènes liés à la défense tels ceux codant des enzymes responsables de la biosynthèse des stilbènes, des métabolites phénoliques antimicrobiens parmi les plus importants des Vitacées. Au vignoble, pour contrôler les maladies, les éliciteurs peuvent être appliqués en complément des pesticides de synthèse et non en remplacement total car leur efficacité est souvent variable selon les agents pathogènes et les conditions environnementales. Afin de développer leur utilisation, des études supplémentaires qui pourraient notamment élucider leur mécanisme d'action sont nécessaires. L’objectif de cette thèse était d'étudier les réponses de la vigne à des éliciteurs de différents modes d'action, comme le jasmonate de méthyle (MeJA), impliqué dans la voie de signalisation du JA, l’acide S-méthyl ester 2,1,3-benzothiadiazole-7-carbothioïque (BTH), un analogue synthétique du SA, des phosphonates (PHOS), molécules à double action stimulateur-fongicide. Le profil des stéroïdes et des triterpénoïdes pentacycliques a été caractérisé par des analyses en chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS). Dans un premier temps, l'effet éliciteur du MeJA a été évalué dans des suspensions cellulaires (in vitro) de plusieurs cultivars de V. vinifera. Une surproduction de triterpénoïdes pentacycliques a été observée avec des différences selon la variété considérée : induction de l’accumulation de la bétuline et de l'acide oléanolique ou des phytostérols pour le Petit Verdot, le Gamay Teinturier) et le Cabernet Sauvignon, respectivement. Puis les élicitations ont été effectuées au niveau des feuilles de boutures de serre de V. vinifera cv. Cabernet Sauvignon. Un effet stimulant sur les triterpénoïdes pentacycliques liés à la défense a été démontré au détriment de la biosynthèse des stérols, composants structurels essentiels des membranes cellulaires. Par l’utilisation de puces NeoVigen et la chromatographie liquide à ultra haute performance couplée à la spectrométrie de masse (UHPLC-MS), l’induction de l’expression de gènes liés à la défense et l'accumulation de polyphénols (stilbènes, flavanols et flavonols) ont été notées suite aux trois traitements éliciteurs. La protection de la vigne conférée par les éliciteurs a été confirmée par des biotests sur disques foliaires inoculés par l’oomycète biotrophe Plasmopara viticola, l’agent responsable du mildiou. Par ailleurs, il est important d’avoir connaissance de l’impact des éliciteurs sur le métabolisme général afin d'obtenir l’effet optimal entre croissance, rendement et défense. Ainsi, une approche métabolomique utilisant la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire du proton (RMN 1H) a été menée. Une reprogrammation similaire et/ou spécifique selon l'éliciteur considéré a été notée en particulier au niveau des glucides, des acides aminés et de certains intermédiaires du cycle de Krebs. Les recherches présentées dans cette thèse, démontrent que la compréhension approfondie de l'interaction entre l'éliciteur, les réponses moléculaires et métaboliques de la plante et le pathogène, est cruciale pour le développement de stratégies de protection efficaces basées sur l'utilisation des SDP pour contrôler les maladies de la vigne.
Mots clés : Vitis spp., stimulateurs de défense des plantes, benzothiadiazole, jasmonate de méthyle, phosphonates, mildiou