Petit traité de chimie vinicole

Je vous propose de regarder l’élaboration du vin d’un point de vue chimique ainsi que les différentes analyses qu’on peut en faire...

Bien boire

PAR DANIEL BERGERON

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Lorsqu’on déguste un vin pour en faire une analyse organoleptique, on oublie parfois que les responsables des arômes détectés par l’odorat et des saveurs perçues en bouche sont, en fait, de simples molécules. On les retrouve par centaines et elles ne sont pas exactement les mêmes, ni dans les mêmes proportions, d’un vin à un autre. En effet, le cépage utilisé, la qualité du millésime, la méthode de vinification, le vieillissement et les conditions de garde, entre autres, font en sorte que chaque cuvée est unique, car s’y développeront différentes molécules selon les paramètres énumérés précédemment. Il est même possible que deux bouteilles issues de la même cuvée soient relativement différentes après un vieillissement, d’où l’adage qui dit qu’il n’y a pas de grands vins, mais de grandes bouteilles.

Il serait ardu et fastidieux d’analyser un vin de A à Z pour connaître sa composition chimique exacte. Cependant, il est important de connaître la concentration de certaines substances aux fins de contrôle de la qualité d’un produit alimentaire et il est intéressant de comprendre comment certaines substances s’y retrouvent. Je vous propose de regarder l’élaboration du vin d’un point de vue chimique ainsi que les différentes analyses qu’on peut en faire sur le produit fini.

Au départ, le cépage utilisé et la maturité du raisin revêtent leur importance. Chaque cépage possède ses caractéristiques propres, mais la température au cours de l’année apportera aux raisins une maturité qui variera  de millésime en millésime. Par exemple, une année plus chaude donnera un fruit plus mûr  et plus sucré avec une faible acidité, tandis qu’une année plus fraîche fournira plus d’acidité et moins de sucre aux raisins.

Après le pressurage, le sucre contenu dans le moût du raisin se transformera en éthanol et en gaz carbonique sous l’action des levures. C’est ce qu’on appelle la fermentation alcoolique ou primaire et on peut la représenter par l’équation suivante:

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En considérant que la totalité du sucre présent se transforme, il est possible de prédire le pourcentage en alcool qui sera obtenu à la fin du processus. Une manière simple et rapide de connaître le taux de sucre initial consiste à mesurer la densité du moût initialement. Plus sa densité est élevée, plus la concentration en sucre l’est aussi. On peut ainsi, à l’aide de tables, prédire le pourcentage de sucre qu’on obtiendrait. À titre d’exemple, un moût ayant une densité de 1,090 donnerait un pourcentage maximum en alcool (éthanol) de 12,6 %. De plus, il est possible de suivre facilement l’évolution de la fermentation en prenant périodiquement la densité à l’aide d’un densimètre. Lorsqu’elle se stabilise à une densité de 1,000 (ou un brin plus bas), on considère que tout le sucre a été transformé et que la réaction est terminée, ce qui peut aussi être constaté par l’arrêt de dégagement de gaz (CO2).

La fermentation malolactique se produit après la fermentation primaire et est aussi appelée fermentation secondaire. Sous l’action de bactéries lactiques, l’acide malique est transformé en acide lactique avec un dégagement de CO2 selon l’équation suivante :

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Cette transformation permet de rendre le vin moins acide, donc de l’adoucir. Elle est indésirable pour les vins rouges légers et la plupart des vins blancs. Pour ces vins, on évite le contact avec les cuves contaminées par des bactéries lactiques. L’ajout d’anhydride sulfureux et une température basse peuvent inhiber l’activité de ces bactéries.

L’acidité se perçoit facilement lors de la mise en bouche d’un vin et on peut ainsi juger de sa teneur qualitativement. Cependant, si on veut une donnée quantitative, on peut effectuer un titrage acido-basique et déterminer l’acidité totale, qui est la somme des acides « titrables » lorsqu’on amène le vin à un pH de 7,0 par addition d’une solution alcaline de concentration prédéterminée. La réaction impliquée se veut une neutralisation des ions H+ (H3O+) associés et libres par une base forte comme NaOH. De manière simplifiée, on peut la représenter ainsi :

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L’atteinte du pH désiré se détermine à l’aide d’un pH-mètre et l’acidité totale s’exprime en milliéquivalents de H+ par litre (méq/L). On peut aussi l’exprimer en grammes d’acide sulfurique par litre ou encore en gramme d’acide tartrique par 100 ml.

D’autres substances qui se retrouvent dans le vin sont des substances composées de soufre comme l’anhydride sulfureux (SO2) ou le métabisulfite de sodium ou potassium. On utilise ces composés comme antioxydant et pour stériliser les différents contenants et outils utilisés lors de la fabrication du vin jusqu’à son embouteillage. Ces composés soufrés permettent aussi d’arrêter le processus fermentation en cours de route, comme dans le cas de certains vins blancs allemands, par exemple. Il existe peu de vins sans sulfites et ils risquent de moins bien se conserver et de mal évoluer dans le temps. Il est par ailleurs important de contrôler la concentration de sulfites dans un vin pour respecter les normes établies. La quantité maximale tolérée au Québec est de 300 ppm (mg/L).

Une méthode servant à doser les composés du soufre repose sur un titrage d’oxydoréduction avec de l’iode. Dans le cas des vins blancs, il est possible d’utiliser l’amidon comme indicateur coloré. Lorsque l’iode (I2) a complètement réagi, il se combine avec l’amidon pour développer une couleur bleue et il est possible de connaître la concentration de sulfites en mesurant la quantité d’iode nécessaire. Pour les vins rouges, l’utilisation de l’amidon comme indicateur devient impossible. Il faut donc utiliser une électrode qui mesure le potentiel de la solution. Cette méthode d’oxydoréduction permet donc de doser les sulfites libres et combinés qui représentent la quantité totale en sulfites. Il est à noter qu’un traitement préliminaire doit être fait pour rendre libres tous les sulfites. L’équation de dosage des sulfites libres repose sur cette équation d’oxydoréduction.

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Bien entendu, il est obligatoire de connaître le taux d’alcool présent dans le produit fini pour l’inscrire sur l’étiquette du vin. Même si la densité du moût permet de prédire le pourcentage en alcool, il faut déterminer la concentration en éthanol de manière précise pour se conformer à la législation. Il existe plusieurs méthodes pour y arriver, et la plus classique demeure la distillation. Il suffit de distiller la totalité de l’alcool présent pour ensuite obtenir la quantité d’éthanol dans le distillat. Il faut savoir que même si l’éthanol possède un point d’ébullition plus bas que l’eau, il y a formation d’un mélange azéotropique entre ces deux substances, et il devient impossible d’isoler totalement l’éthanol de l’eau. C’est donc en mesurant la densité du distillat qu’on peut déterminer la quantité d’éthanol présent et, par le fait même, le pourcentage volume/volume dans le vin.

Une méthode plus moderne d’analyse de l’éthanol dans un vin est la chromatographie en phase gazeuse (GC). Le fonctionnement de l’appareil est le suivant : on injecte l’échantillon dans une colonne chromatographique (phase stationnaire) qui est placée dans un four. Les constituants du mélange, dont l’éthanol, y sont séparés et ensuite détectés à l’aide d’un détecteur à ionisation de flamme (DIF). Ce signal est envoyé à un ordinateur pour l’exploitation des données. L’hydrogène (ou l’hélium) est appelé le gaz vecteur ou porteur. Son rôle est de transporter l’échantillon vaporisé dans la colonne jusqu’au détecteur. Il sert donc de phase mobile. Quant à eux, l’hydrogène et l’air permettent d’ioniser l’échantillon à l’aide d’une flamme afin de détecter les constituants du mélange. On peut ainsi analyser quantitativement l’éthanol en se référant à des solutions dont on connaît la concentration (standard) et comparer le signal obtenu pour l’échantillon à celui des solutions standards. La quantité requise d’échantillon pour effectuer l’analyse est très minime (quelques microlitres) et les résultats sont d’une grande précision (moins de 5 % d’incertitude).

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Il est aussi possible, grâce à cette méthode, de connaître la composition plus précise d’un vin si cet appareil est couplé à un spectromètre de masse (GCMS). C’est-à-dire qu’on remplace le détecteur à ionisation de flamme par un spectromètre de masse qui permet de définir les molécules présentes dans un mélange, en plus de les quantifier. On pourrait ainsi connaître en grande partie la composition d’un vin (substances présentes et proportions), mais ce travail serait extrêmement long, car on dénote plus d’une centaine de composés organiques volatils dans un vin. Habituellement, on se limite à analyser quelques composantes qui ont un intérêt particulier. À titre d’exemple, dans le cadre d’un cours en chimie analytique, nous avions réussi à repérer l’acétate d’isopentyle dans un Beaujolais blanc. Ce composé est responsable de l’odeur de banane caractéristique des vins blancs de cette région.

Enfin, notons qu’une troisième méthode permettant de quantifier l’éthanol utilise la spectrophotométrie infrarouge. D’ailleurs, les nouveaux alcootests DataMaster DMT-C utilisés par les policiers reposent sur cette méthode d’absorption d’énergie infrarouge par l’éthanol contenu dans l’haleine. Ces appareils donnent des résultats beaucoup plus précis que l’ancien système, qui fonctionnait selon un principe colorimétrique. L’alcool expiré dans l’appareil réagissait avec le dichromate de potassium (orange), qui passait au vert. Plus la coloration tendait vers la couleur verte, plus la concentration en alcool dans l’haleine du conducteur était grande.

J’espère que ces quelques notions vous aideront à mieux comprendre la chimie comprise dans la fabrication du vin et son analyse sans pour autant avoir réveillé de mauvais souvenirs scolaires…

 


SUGGESTIONS VINICOLES

On vous propose deux excellents vins de la maison italienne Agriverde des Abruzzes. Ils sont arrivés sur les tablettes à la fin janvier et devraient être encore disponibles en mars 2014.

Solàrea, Montepulciano d’Abruzzo, 2008, SAQ N° 10782165, 20,10 $ :

Le nez offre des arômes de fruits noirs, de tabac, de cuir, de cannelle, de violette et de cacao. La bouche montre une bonne densité, un fruit gourmand bien balancé par une acidité l’empêchant de tomber dans la lourdeur. La finale est d’une bonne allonge et montre un léger assèchement, ce qui laisse croire qu’il se dévoilera encore mieux d’ici un an ou deux. Un passage en carafe de deux heures est de mise si vous voulez l’apprécier dès maintenant. Ce vin représente un rapport qualité-prix exceptionnel.

Plateo, Montepulciano d’Abruzzo, 2008, SAQ N° 10782149, 36,50 $ :

Le nez est concentré sur les fruits noirs, la menthe et le cacao. La bouche est très dense, la matière est encore sur la jeunesse, l’élevage bien présent et les tannins demandent à se fondre. La finale est d’une belle longueur, mais montre un assèchement évident. Ce vin est un excellent candidat pour la cave et il faut le laisser vieillir au moins cinq ans, sinon plus, pour lui permettre de calmer sa fougue et laisser le temps aux éléments de mieux s’harmoniser.

Et surveillez, à la fin du printemps 2014, l’arrivée de leur vin d’entrée de gamme, le Domaine Agriverde Riseis di Recastro, probablement dans le millésime 2011. Le 2010 se vendait 14,30 $ et représentait une véritable aubaine.

Professeur de chimie organique et de chimie du vin au CEGEP de Lévis-Lauzon. Titulaire d'une maîtrise en chimie organique. Administrateur pour le site fouduvin.ca Pour lui écrire : daniel.bergeron@cll.qc.ca

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