Francisco Carrau
Résumé Le développement de souches de levures qui améliorent ou augmentent les saveurs et la complexité sensorielle des boissons fermentées est un défi. Il a été bien établi que la formation des composés aromatiques les plus dominants dans les boissons fermentées dépend davantage des levures que de la matière première utilisée pour la fermentation. L'application des mêmes souches commerciales de levures dans différentes régions du monde donne des produits uniformes et limite la diversité des saveurs. Les conditions stériles n'étant pas recommandées pour le processus de vinification, la recherche en microbiologie du raisin et du vin a largement contribué à comprendre comment la biodiversité des levures pouvait affecter la levure commerciale inoculée ou comment conduire une fermentation spontanée. Traditionnellement, les phénotypes industriels recherchés dans la sélection des levures sont la capacité à terminer la fermentation, un taux de fermentation plus élevé ou la capacité à dégrader le maltose dans les souches de brassage. Le « phénotype de saveur » est un concept plus compliqué étant donné que plus de 1300 composés volatils ont été détectés dans le vin. La principale levure utilisée dans les industries alimentaires et des boissons alcoolisées d'aujourd'hui pour la production de pain, de bière, de spiritueux, de cidre et de vin est classée comme Saccharomyces cerevisiae. Cependant, cet eucaryote modèle représente moins de 1 pour cent de la flore de levure qui participe au processus de biotechnologie du raisin et du vin. L'application de levures non-Saccharomyces et de cultures mixtes avec Saccharomyces pour augmenter la complexité de la saveur dans les boissons fermentées offrira des opportunités révolutionnaires à l'industrie alimentaire. La biodiversité microbienne et les stratégies d'ingénierie métabolique sont comparées en tant qu'outils pour obtenir un impact direct sur les attentes sensorielles des consommateurs. La compréhension clinique croît à un rythme exponentiel, et nulle part cela n'est plus évident que dans les jalons historiques de la chimie et de la biologie qui ont façonné notre compréhension de la biologie des micro-organismes qui pilotent la fermentation. Ce progrès a été décoré par certains des plus grands noms des sciences chimiques et biologiques, notamment van Leeuwenhoek, Lavoisier, Gay-Lussac, Pasteur, Buchner et Koch. On pourrait soutenir que le tube à essai le plus crucial dans la naissance et le développement des sciences de la vie contemporaines est le fermenteur, et l'organisme modèle le plus essentiel a été la levure Saccharomyces cerevisiae généralement appelée levure de boulangerie, de brassage ou de vin. Comme les lecteurs le reconnaîtront, cela est illustré par la base du terme enzyme – « en » signifiant à l’intérieur et « zyme » signifiant levain. La levure a joué un rôle crucial dans les travaux pionniers en microbiologie et en biochimie, en particulier dans les domaines du métabolisme et de l’enzymologie. Au début du XXe siècle, la place de S. cerevisiae dans la recherche fondamentale a été confirmée, et il y a plusieurs raisons valables à cela.Notre proche expérience de cette levure dans la fabrication d'aliments et de boissons au cours des millénaires nous indique qu'elle est sans danger pour l'utilisation, comme le montre sa désignation « communément reconnue comme sûre » par la Food and Drug Administration des États-Unis. De même, elle est peu coûteuse, facile à cultiver et peut être conservée pendant de longues périodes en animation suspendue. L'élément le plus important est peut-être qu'elle possède une génétique pratique qui peut être suivie à travers des cycles sexués et asexués (Barnett, 2007). Les années 1970 ont donné le ton à une autre explosion de connaissances, déclenchée par l'arrivée de la génération de gènes et poussée par une convergence de la génétique, de la biochimie, de la biologie cellulaire, de la microbiologie, de la chimie physique et analytique, ainsi que de l'informatique, réunies sous la bannière de la biologie moléculaire. La biologie moléculaire de la levure a été créée lorsque le groupe de Gerald Fink aux États-Unis a démontré que la levure pouvait être convertie avec de l'ADN étranger (Hinnen et al, 1978). La même année, Jean Beggs au Royaume-Uni a développé un vecteur navette entre Escherichia coli et S. cerevisiae qui a permis le clonage dans la levure (Beggs, 1978). La vinification, la science et la technologie ont des histoires entrelacées et ont grandi ensemble au fil des millénaires, en profitant les unes des autres. Bien que la technologie soit une partie importante de la formation d'un œnologue et que les techniques et outils scientifiques soient automatiquement utilisés dans le vignoble, les vignerons ne sont pas des scientifiques au sens strict. Là, peut-être plus qu'il ne faut les considérer comme des artisans, l'accent étant mis sur « l'œuvre d'art ». Comme pour de nombreuses activités humaines, les sciences humaines évoluent avec les tendances de la technologie ; pensez à l'utilisation de la peinture acrylique dans les grands arts depuis son introduction dans les années 1950, ou à l'utilisation par David Hockney d'un appareil photo numérique Polaroid pour créer des photocollages. De la même manière que la peinture acrylique et la photographie ont fourni des options supplémentaires aux artistes, leur permettant d'élargir leurs horizons, la science et la technologie de la levure s'ajoutent à la palette du vigneron. Qui sait quels chefs-d'œuvre en bouteille nous attendent lorsque nous sculptons de nouvelles lignées de levure en laboratoire en utilisant la biologie moléculaire, structurelle et artificielle. Le véritable obstacle le plus efficace auquel nous sommes confrontés est la popularité des OGM auprès des consommateurs ; nous ne pouvons qu'espérer que la rationalité finira par triompher. Les résultats de ce travail étaient prometteurs, mais une fois transposés à la levure de vin, les résultats étaient plutôt différents. Il y avait même de grandes variations entre les lignées de levure de vin, ce qui a conduit les auteurs à avertir que « l'optimisation du modèle de floculation des différentes lignées commerciales devra être basée sur une approche souche par souche » (Govender et al, 2010). Cependant, l'expression contrôlée des gènes FLO à la fin de la fermentation reste une méthode plausible pour améliorer les performances de la levure de vin,Cependant, les stratégies nécessaires pour obtenir un résultat approprié peuvent être plus compliquées qu'il ne l'était au départ. Bien que la complexité des structures biologiques soit un motif d'excitation et d'émerveillement pour la plupart des biologistes, elle peut rendre l'ingénierie de nouvelles lignées pour des applications industrielles plus délicate que ce que les manuels de biologie moléculaire et de biotechnologie pourraient suggérer. Pour les personnes travaillant sur des lignées de levures commerciales, il peut être pertinent de s'attaquer immédiatement au problème de la complexité et d'utiliser des procédures de biologie des structures pour mieux comprendre le fonctionnement du métabolisme des levures. Cela devrait conduire à une modélisation plus précise des processus métaboliques pour des manipulations plus éclairées, afin d'obtenir des effets ciblés et prévisibles. Biographie Francisco Carrau est professeur chef de la section d'œnologie du département des sciences alimentaires de l'Université de la République et chef vigneron de sa cave familiale en Uruguay. Il a obtenu son diplôme en sciences biologiques à l'Université de la République d'Uruguay, Faculté des sciences, en 1987. En 2003, il a obtenu son doctorat en chimie dans la même université à l'École de chimie et à l'Institut australien de recherche sur le vin (Dr Paul A. Henschke). Depuis avril 2011, il dirige le groupe d'œnologie et de biotechnologie de fermentation du programme de recherche et développement CSIC de l'Université de la République, UdelaR, Uruguay (2011-2014). fcarrau@fq.edu.uy
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