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Les rendez-vous Experts IFV
Extraire des polyphénols avec les champs électriques pulsés

Depuis quelques années, l’utilisation de champs électriques pulsés (CEP) est expérimentée dans la filière œnologique. Elle a pour objectif d’améliorer l’extraction des polyphénols lors de la vinification en rouge, et d’assurer la stabilité microbiologique des moûts et des vins. La technique a été adoptée en 2020 par l’OIV, à la suite des travaux présentés par l’IFV.

Traiter la vendange des rouges par champs électriques pulsés permet de gagner en intensité colorante par rapport à une vinification traditionnelle.
Traiter la vendange des rouges par champs électriques pulsés permet de gagner en intensité colorante par rapport à une vinification traditionnelle.
© Piotr - stock.adobe.com
 

Quel est le principe de cette méthode ?

Le traitement de la vendange et du vin par champs électriques pulsés consiste à appliquer une tension électrique importante sous forme d’impulsions de quelques microsecondes à un liquide circulant entre deux électrodes. L’objectif est la destruction des micro-organismes et l’extraction du contenu cellulaire des raisins.

La technique est basée sur l’application d’un champ électrique haute tension (0,3-80 kV/cm) sous forme de courtes impulsions électriques de quelques microsecondes (μs), à plusieurs millisecondes (ms) à des fréquences variables, conduisant à la perméabilisation des cellules (électroporation) avec un chauffage minimum du produit.

Bon à savoir

La valeur du champ électrique s’exprime comme étant le rapport de la tension appliquée sur la distance interélectrode, et s’exprime en kilovolts par centimètre (kV/cm).

Quels sont les effets des champs électriques ?

D’une manière générale, lorsque les cellules biologiques sont soumises à un champ électrique, leur potentiel transmembranaire augmente jusqu’à un seuil critique. Les phénomènes de répulsion entre les molécules chargées de la membrane cellulaire entraînent alors la formation de pores, ce qui accroît la perméabilité de la membrane (perméabilisation). En fonction des caractéristiques du champ électrique, la formation des pores peut être soit réversible, permettant ainsi l’extraction des composés intracellulaires d’intérêt, soit irréversible conduisant au vidage total du contenu cellulaire, et à la mort de la cellule microbienne. Dans ce cas, l’objectif poursuivi est la stabilité microbiologique.
Que l’objectif soit l’extraction des polyphénols ou la stabilité microbienne, l’efficacité du traitement dépendra des paramètres choisis tels que l’intensité du champ électrique, le nombre d’impulsions reçues, la durée des impulsions, le type de polarité des impulsions et la température.

Bon à savoir

Pour que le traitement soit efficace, l’énergie apportée par les CEP doit être environ de 80 kJ/kg de raisins, à comparer aux 200 à 300 kJ/kg de raisin pour la thermovinification.

Quel est le matériel employé ?

L’équipement de traitement de la vendange par champs électriques pulsés se compose d'un générateur de champs électriques pulsés et de deux chambres de traitement montées en série. Le débit maximum est de 5 t/h.

L’équipement de traitement de la vendange par champs électriques pulsés comprend deux parties :

- le générateur de champs électriques pulsés ;

- les chambres de traitement de la vendange, au nombre de 2.

Le générateur de CEP est conçu pour délivrer des impulsions bipolaires de forme spécifique d’une durée pouvant atteindre 100 ms sous une tension allant de quelques V/cm à plusieurs kV/cm. La durée des impulsions et leur fréquence peuvent être programmées en fonction des besoins de l’utilisateur.
Il est conçu pour un débit de vendange allant de 2 à 5 t/h en fonction de la puissance électrique disponible. Pour ces débits, il présente un faible encombrement, et demande une surface au sol de moins de 2 m2.

Les chambres de traitement sont montées en série et sont dimensionnées pour un débit maximum de 5 t/h. Elles sont traversées de façon continue et régulière par de la vendange foulée et éraflée.

Elles peuvent être placées directement sur une canalisation de transfert de la vendange ou sur un support spécifique. Pour des raisons de sécurité, les chambres de traitement sont enfermées dans un tube en plastique transparent étanche et isolant.

Bon à savoir

Lors des essais réalisés par l’IFV en conditions semi-industrielles, la vendange est préalablement éraflée et foulée (Delta E2 Bucher Vaslin) avant passage dans les chambres de traitement par CEP. Pour une efficacité optimale de l’application des CEP, le flux de vendange doit être régulier et continu. Une pompe à rotor hélicoïdale (PM1Var Bucher Vaslin) à un débit de 2 t/h a été utilisée.

Quels sont les résultats observés ?

Plus d’intensité colorante pour les rouges
Les résultats de vinification traditionnelle sur cabernet-sauvignon des lots traités par CEP montrent qu’une fermentation de trois jours en phase solide, avec une fin de fermentation en phase liquide, permet d’obtenir un vin avec une intensité colorante comparable à la thermovinification.

L’intensité colorante obtenue après trois jours de macération sur une vendange traitée aux CEP est supérieure de 16 % au témoin avec une durée de cuvaison de 14 jours. Après seulement trois jours de macération, les CEP permettent d’obtenir des vins avec une composition tannique proche voire supérieure au témoin avec une macération de 14 jours.

Plus de composés aromatiques
Les résultats obtenus montrent une augmentation significative dans les composés aromatiques et notamment des terpènes et des thiols dans les cépages blancs traités par des champs électriques pulsés.

Plus d’intensité aromatique
Les raisins traités par des CEP et vinifiés en phase liquide ont un profil aromatique différent de ceux thermovinifiés. Ils ne présentent pas de notes de « cuit » et de « confit ». L’absence de chauffage élevé (35 °C maximum) lors du traitement de la vendange aux CEP, explique cette différence de perception.

Les vins issus des CEP présentent des notes aromatiques proches des vinifications traditionnelles mais avec un profil aromatique en général plus intense. Ils se caractérisent par une perception plus importante du gras et de la sucrosité par rapport aux modalités témoin. Cela se traduit également par une plus faible perception de l’acidité et de l’astringence.

Bon à savoir

Dans la majorité des cas, les vins issus de vendanges traités par les CEP présentent un volume en bouche et une perception de gras plus importante que les témoins.

​​​​​Quels sont les atouts de cette méthode ?

Cette nouvelle méthode d’extraction des constituants de la pellicule en conditions semi-industrielles (2 à 5 t/h) est intéressante à plusieurs titres. En phase liquide comme en phase solide, la technologie permet des gains notoires en couleur par rapport à un témoin traditionnel. Ces gains ne sont cependant pas aussi importants qu’avec une thermovinification. Les essais réalisés par l’IFV ont également mis en évidence une augmentation parfois majeure des teneurs en composés aromatiques des vins à la suite des traitements par champs électriques pulsés.

Bon à savoir

Cette technologie ayant fait désormais ses preuves, la société Bucher Vaslin est en cours d’industrialisation d’un générateur de CEP permettant le traitement de la vendange avec une technologie développée par Leroy-Biotech.

Ces travaux ont été réalisés avec le soutien financier de la région Occitanie dans le cadre des programmes ReadyNov : Electrowine et Electrowine 2.0.

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