R E V U E F R A N Ç A I S E D ’ Œ N O L O G I E F É V R I E R / M A R S 2009 N ° 234 C A H I E R T E C H N I Q U E Élevage OakScan™ : procédé de mesure rapide et non destructif des polyphénols du bois de chêne de tonnellerie par Thomas Giordanengo1 (1) , Jean-Paul Charpentier (2) , Nathalie Boizot (2) , Sylvie Roussel (3) , Jean-Michel Roger (4) , Gilles Chaix (5) , Christophe Robin (1) , Nicolas Mourey (1) . (1) Tonnellerie Radoux, 10 avenue Faidherbe, 17503 Jonzac (2) INRA Orléans, Unité d'Amélioration, Génétique et Physiologie Forestières, 2163, avenue de la pomme de pin, 45075 Orléans cedex 2 (3) Ondalys, Z.A. Les Baronnes, 385 Avenue des Baronnes, 34730 Prades le Lez (4) Institut de Recherche pour l'Ingénierie de l'Agriculture et de l'Environnement (CEMAGREF), Unité mixte de recherche Information et Technologie pour les Agro-Procédés, 4, Parc Tourvoie, 92160 Antony (5) CIRAD de Montpellier, Unité propre de recherche Diversité Génétique et Amélioration des Espèces Forestières, avenue Agropolis, 34398 Montpellier Cedex 5 La composition en polyphénols du bois de chêne de tonnellerie est fortement variable, et a donné lieu à de nombreuses études [6, 7, 8, 9]. Il existe plusieurs paramètres influençant cette variabilité : l’origine botanique, la provenance géographique, les conditions écologiques de croissance, le traitement sylvicole, ou encore les facteurs génétiques. Par ailleurs, la variabilité au sein d’un même arbre est importante : elle peut atteindre un facteur de 3 à 5 [10, 11]. Il est ainsi difficile de qualifier la composition polyphénolique d’un chêne sans réaliser un grand nombre de mesure. Cette hétérogénéité compromet la reproductibilité de l’élevage du vin en fûts. Une meilleure maîtrise de l’élevage peut alors être réalisée en contrôlant l’apport en polyphénols du chêne. En laboratoire, il existe plusieurs méthodes d’analyses chimiques qui permettent d’évaluer la teneur en polyphénols dans les extraits de bois de chêne. Pour les réaliser, le bois doit subir une extraction qui nécessite un délai de plusieurs jours. Par ailleurs, l’expérience montre que la mise en œuvre de grandes séries d’extraction n’est pas facile. Des recherches antérieures ont montré l’intérêt de la spectrométrie proche infrarouge comme technique de mesure rapide et non destructive du taux d’extraits contenu dans le bois d’eucalyptus [12] ou dans le bois de mélèze [13]. Nous nous sommes alors intéressés à cette technologie et à sa capacité à doser les polyphénols du chêne. Les travaux menés ont abouti au développement d’un capteur industriel. Ce document synthétise les études réalisées afin d’établir les étalonnages proche infrarouge nécessaires à la conception du capteur. 1. Analyse en spectrométrie proche infrarouge Cette technique d’analyse repose sur l’absorption sélective du rayon- nement par les composés chimiques de la matière. Elle est couram- ment utilisée dans les secteurs agroalimentaire et pharmaceutique. Figure 1 : Structures chimiques de la castalagine (à gauche) et de la vescalagine (à droite). 10 Résumé : Le procédé développé utilise la spectrométrie proche infrarouge pour mesurer la teneur en polyphénols du bois de chêne. Son fonctionnement repose sur l’étalonnage du capteur, effectué par apprentissage, à l’aide d’une base de données d’échantillons analysés chimiquement en laboratoire. Cette technique non destructive permet de déterminer trois paramètres analytiques caractéristiques de la composition polyphénolique du bois en quelques secondes, directement sur le bois massif (densité optique à 280 nm, indice de Folin-Ciocalteu, somme des ellagitaninns obtenus par HPLC). Les apports tanniques du bois de chêne au fût peuvent alors être supervisés, ce qui permet d’envisager une sélection des bois plus pertinente en fonction des objectifs œnologiques recherchés, et contribue à améliorer la reproductibilité de l’élevage des vins en fûts. Mots clés : polyphénols – chêne – ellagitannins – tonnellerie – SPIR. Abstract: A near infrared measurement process has been developed in order to assess the polyphenol content in oak wood. The sensor calibration relies on a wood sample set which is analysed by current laboratory methods and scanned by near infrared spectrometry. This non destructive technique enables to measure three analytical parameters on raw wood in a few seconds (optic density at 280 nm, Folin-Ciocalteu index and the sum of ellagitanins content measured by HPLC). The control of polyphenol content of each oak wood staves is then possible. Thus, the wood selection is more relevant because it is based on more complete information. This tool contributes to improve the reproducibility of wine aging in barrel. Keywords: polyphenol – oak – ellagitannins – cooperage – NIRS. Introduction Les apports des fûts aux vins et les transformations des vins au cours de l’élevage sous bois peuvent être séparés en deux catégories : les apports et transformations aromatiques et les apports et trans- formations polyphénoliques. Ces deux catégories peuvent être reliées sur le plan de certains effets organoleptiques, mais sont bien distinctes sur le plan chimique. Les polyphénols du chêne transmis au vin ont un impact important sur les modifications qui s’opèrent au cours de l’élevage : ils changent le profil sensoriel, la structure tannique et la couleur du vin [1, 2, 3] et ont un rôle protecteur vis-à-vis de la dégradation oxydative [4, 5]. La famille de composés extractibles du bois dénommée polyphénols regroupe une grande diversité de molécules. Leur point commun est de contenir des cycles phénoliques, mais leur origine est très variée. Dans le bois de chêne, les tanins hydrolysables ou ellagitannins représentent la majorité des polyphénols. Huit ellagitannins sont actuellement identifiés. Il s’agit, par ordre de prépondérance, de la castalagine et de la vescalagine (Figure 1), de la grandinine, et des roburines A, B, C, D et E. Il existe plusieurs autres types de polyphénols du bois tels que les tanins condensés ou flavonoïdes, les dérivés de lignine et les coumarines.