Des scientifiques de l'Université hébraïque conçoivent des bactéries qui signalent la détérioration du vin avant que l'arôme ne soit affecté

Une équipe de chercheurs de l'université hébraïque a mis au point un nouveau capteur biologique qui pourrait aider les viticulteurs à détecter l'altération du vin avant qu'elle n'affecte sa saveur et sa qualité. L'innovation, décrite dans une étude récente publiée dans Microbial Biotechnology, utilise des bactéries modifiées qui émettent de la lumière lorsqu'elles détectent de l'acide acétique, le principal produit chimique responsable de l'aigrissement du vin.

Le projet a été mené par Yulia Melnik-Kesler, étudiante en doctorat, sous la direction du professeur Yael Helman, avec la collaboration du professeur Oded Shoseyov. Leur travail s'attaque à un défi de longue date dans la vinification : détecter l'altération suffisamment tôt pour éviter des pertes coûteuses. L'accumulation d'acide acétique est une cause fréquente d'altération du vin, entraînant des odeurs de vinaigre et des saveurs acides. Lorsque les niveaux dépassent environ 0,7 gramme par litre, le processus de fermentation peut s'arrêter et le vin peut devenir imbuvable.

Les méthodes traditionnelles de détection de l'acide acétique reposent sur des techniques de laboratoire telles que la chromatographie en phase gazeuse ou la chromatographie en phase liquide. Ces méthodes sont coûteuses, prennent du temps et nécessitent de prélever des échantillons de liquide dans le vin. Par conséquent, de nombreuses caves peinent à contrôler la fermentation en temps réel et ne découvrent souvent les problèmes qu'une fois les dégâts causés.

Le nouveau biocapteur propose une approche différente. L'équipe a modifié des bactéries pour y inclure un régulateur naturel appelé YwbIR, que l'on trouve à l'origine chez Bacillus subtilis. Lorsque ces bactéries rencontrent de l'acide acétique, YwbIR active un gène qui produit de la lumière. L'intensité de la lumière augmente au fur et à mesure que les niveaux d'acide acétique augmentent, ce qui constitue un signal clair et mesurable.

Lors d'essais en laboratoire, le biocapteur a réagi de manière forte et cohérente à des concentrations d'acide acétique comprises entre 0 et 1 gramme par litre, une plage qui couvre le seuil critique de détérioration. À des niveaux où l'altération commence généralement, le signal lumineux a été multiplié par cinq à huit par rapport aux relevés de base. Cela permet aux viticulteurs de recevoir une alerte précoce avant que le vin ne devienne imbuvable.

L'une des caractéristiques remarquables du biocapteur est sa capacité à détecter l'acide acétique non seulement dans les échantillons liquides, mais aussi dans l'air au-dessus du vin, ce que l'on appelle l'espace de tête d'une bouteille ou d'une cuve de fermentation. Cela signifie que les caves peuvent surveiller l'altération du vin sans ouvrir les récipients ni perturber le processus de fermentation. Lors de tests effectués sur des vins rouges et blancs commerciaux, le biocapteur a permis de faire la distinction entre des échantillons normaux et des échantillons artificiellement altérés en l'espace de deux heures.

Un autre avantage est sa résistance dans les environnements à forte teneur en alcool. De nombreux capteurs électroniques ou optiques ont du mal à fonctionner avec précision lorsque la teneur en alcool est élevée, mais le nouveau biocapteur a fonctionné de manière fiable dans des vins contenant jusqu'à 14,5 % d'alcool.

Les chercheurs pensent que leur technologie pourrait avoir des applications au-delà de la vinification. L'acide acétique est un marqueur important dans d'autres industries basées sur la fermentation, telles que la production alimentaire et les biocarburants. Il est également étudié comme biomarqueur potentiel pour certaines maladies, ce qui laisse entrevoir la possibilité d'utiliser de futures versions du biocapteur pour des diagnostics médicaux non invasifs tels que l'analyse de l'haleine.

Le professeur Helman a déclaré que ce système permet de détecter l'acide acétique en temps réel sans équipement compliqué ni traitement des échantillons. Elle note que ce système pourrait rendre le contrôle sur site plus abordable pour les producteurs et pourrait éventuellement soutenir les diagnostics médicaux basés sur les biomarqueurs volatils.

La mise au point de ce biocapteur vivant représente un progrès dans le contrôle de la qualité pour les viticulteurs et les autres industries qui dépendent de la fermentation. En fournissant des alertes précoces de détérioration, il pourrait contribuer à réduire les déchets et à améliorer l'homogénéité des produits tout en réduisant les coûts associés aux tests de laboratoire traditionnels.