Des scientifiques de l'État de Pennsylvanie découvrent les tanins du chêne qui façonnent l'arôme du vin grâce à l'apprentissage automatique

Des chercheurs de l'université de Penn State ont mis au point une nouvelle méthode pour identifier et caractériser chimiquement les tanins spécifiques des fûts de chêne qui contribuent à la saveur et à la sensation en bouche du vin. Depuis des siècles, les viticulteurs font vieillir le vin dans des fûts de chêne, qui sont réputés pour leurs arômes de vanille, d'épices, de caramel et de fumée. Cependant, jusqu'à présent, les scientifiques avaient du mal à déterminer quels tannins - composés présents à la fois dans la peau du raisin et dans le bois de chêne - étaient responsables de ces goûts distincts.

L'équipe de recherche, dirigée par Misha Kwasniewski, professeur agrégé de sciences alimentaires au College of Agricultural Sciences de Penn State, a utilisé une analyse chimique avancée combinée à l'apprentissage automatique pour "prendre l'empreinte" des tanins individuels dans le vin. Leurs conclusions ont été publiées dans la revue Food Chemistry. Cette nouvelle approche permet aux scientifiques de séparer des mélanges complexes de tanins, d'identifier leurs composants moléculaires et de les quantifier, même à de faibles concentrations.

Les méthodes traditionnelles d'identification des tanins consistaient à les briser avec de l'acide, ce qui endommageait souvent les composés avant qu'ils ne puissent être mesurés avec précision. L'équipe de l'État de Pennsylvanie a utilisé une technique appelée fragmentation en source avec un spectromètre de masse. Cet outil décompose les tanins en fragments moléculaires et détecte la signature chimique unique de chaque fragment. Ces signatures forment une empreinte digitale qui permet de distinguer les tanins du raisin de ceux du chêne.

Les tanins pouvant se combiner de milliards de façons différentes, les chercheurs ont eu recours à l'apprentissage automatique, une forme d'intelligence artificielle, pour trier les données complexes et identifier les combinaisons présentes dans les différents vins. Le laboratoire de M. Kwasniewski a mis au point un modèle d'apprentissage automatique qui continue d'accroître sa capacité à reconnaître de nouvelles classes de tanins. L'objectif est de mieux comprendre comment ces composés influencent la saveur, la bioactivité et la biochimie des plantes.

L'étude s'est concentrée sur les tanins hydrolysables - ceux qui peuvent être décomposés par l'eau - que l'on trouve dans le bois de chêne et qui sont transférés dans le vin pendant le vieillissement en barrique. Il s'agit notamment des ellagitanins, présents dans le bois de chêne et qui influencent le vieillissement et la structure du vin, et des gallotannins, présents à la fois dans le bois et dans les peaux de raisin, qui contribuent à l'amertume et à l'astringence.

Les recherches ont été menées en collaboration avec Gallo, une entreprise viticole californienne qui a fourni certains des 22 vins rouges et 20 vins blancs analysés. L'équipe a également expérimenté 15 produits commerciaux à base de copeaux de chêne représentant le chêne français, le chêne hongrois et le chêne américain, les trois principaux types de chêne utilisés pour les barriques de vin. En ajoutant ces copeaux aux échantillons de vin, ils ont pu comparer l'influence des différents chênes sur les niveaux de tanins hydrolysables.

Les résultats ont montré que le chêne français contenait les concentrations les plus élevées d'ellagitannins et de gallotannins, suivi du chêne hongrois et du chêne américain. Les différences entre les types de chêne sont probablement dues à leur origine botanique, à leur teneur en tanins naturels et aux pratiques de tonnellerie telles que l'assaisonnement du bois ou le cintrage des douelles au feu ou à la vapeur.

Les chercheurs ont également étudié la manière dont le grillage, qui consiste à chauffer l'intérieur des tonneaux, modifie la composition chimique du bois. La chauffe transforme les tanins durs en composés plus doux et caramélise les sucres dans le bois, ce qui modifie les propriétés sensorielles du vin.

Yanxin Lin, qui a récemment obtenu un doctorat en sciences alimentaires à Penn State et qui est actuellement chercheur postdoctoral à UC Davis, est le premier auteur de l'étude. Bruce Pan, Robert "Qiang" Sui et Ping Yu de Gallo ont également contribué à l'étude. Le projet a bénéficié du soutien du Crouch Endowment for Viticulture, Enology, and Pomology Research du College of Agricultural Science de Penn State, de l'American Vineyard Foundation et de l'Institut national de l'alimentation et de l'agriculture du ministère américain de l'agriculture.

Cette recherche marque une étape importante dans la compréhension de la manière dont les composés spécifiques des raisins et des fûts de chêne façonnent le profil gustatif du vin. En utilisant l'apprentissage automatique pour analyser des empreintes chimiques complexes, les scientifiques espèrent donner aux viticulteurs un meilleur contrôle sur le développement des arômes pendant le vieillissement.