6, AVENUE DU VIN

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Chimie : La composition du vin

14.09.2018

 

Voici un article de formation. Il inclus passablement de notions de chimie et j'ai essayé d'être le plus compréhensible possible pour que tous puissent prendre plaisir à le lire et à s'informer. Ce n'est malheureusement pas exhaustif, il faudrait des dizaines de pages, rien que sur les esters et les composants odorants, mais il est suffisamment complet pour avoir une vision globale de la nature des composants du vin. Bonne lecture.

 

Le vin est un produit complexe. Les scientifiques ont identifié plus de 600 substances. Et il est actuellement possible de faire du vin artificiel car l’alcool est un support pour les parfums, qu’il soit le produit de la fermentation ou produit artificiellement. Cela ne reste qu'une copie qui ne pourra durer dans le temps, mais qui sait le goût des futures générations (horreur).

 

Un résumé des composants par type

Les chiffres représente ici un vin rouge ou blanc sec, un liquoreux aura bien sur beaucoup plus de sucre et moins d’eau (jusqu’à 100 grammes de sucre par litre).

 

Eau 80-90%

 

Cette eau est emmagasinée par la plante lors sa croissance et est à mettre en relation avec le terroir. Elle est extraite de la pulpe du raisin avec les autres éléments au pressurage. Son volume dépend de l’alcool présent. Trop d'eau et le vin devient aqueux, pas assez et il devient lourd et alcooleux.

 

Alcool éthylique ou Éthanol 7-16%

 

L’éthanol provient de la fermentation alcoolique qui transforme les sucres en alcool par le travail des levures (Saccharomyces cerevisiae est leur nom barbare). Cette transformation dure environ deux semaines. La proportion d'alcool est à mettre en relation directe avec sa maturité. Plus la baie est mûre, plus elle contient de sucres. On mesure cela en degré Oechslé en Suisse mais il y a d’autres échelles de mesure, Brix, Balling ou encore Plato utilisées dans d'autres pays. Ces mesures permettent de comparer la densité du moût (qui est de l'eau, des sucres et d'autres éléments) à celle de l’eau. 16 grammes de sucres donnent environ 1% d’alcool.

 

Par exemple, un moût à 70° Oechslé représente 167 gr/l de litre, soit un alcool potentiel de 10%. Des mesures à 100°, soit 243 gr/l ne sont pas rares en Suisse de nos jours et représentent un potentiel de plus de 14% d’alcool, principalement sur les rouges. Un haut degré n’est possible qu’avec de bonnes conditions météo, une excellente exposition et une maîtrise des rendements.

 

La teneur en alcool maximale pour un vin est autour des 16%. Cela est dû au fait que les levures ne supporte pas un environnement trop saturé d’alcool. Elles cessent de s’alimenter, et donc de produire de l’alcool et  meurent.

 

Il faut savoir que l’alcool à tendance à s’évaporer lors des opérations de cuvage et lors de l’élevage,  avec des pertes d'environ 0,2% pour un passage d’une année en fût de chêne. L'alcool représente 98 % (le reste étant les sucres) de la valeur énergétique du vin soit de 650 à 750 kcals par litre.

 

Petit bonus : Comment calculer son alcoolémie.

 

C’est égal au volume bu en ml * le % d’alcool * la densité de l’éthanol (0.8) le tout divisé par le poids en kg fois le coefficient de diffusion (0.7 pour les hommes , 0.6 pour les femmes).

 

Donc si on boit 2 dl de chasselas :

Pour un homme de 80 kg : (200 *.12 * 0.8) / (0.7 * 80) = 0.34 g/l -> c’est bon ! Mais pas de troisième

 

Pour une femme de 60 kg : (200 * 1.2 * .8) / (0.6*60) = 0.53 g/l -> foutu, obligée de rentrer à pied

 

Le maxima est atteint environ après 30 min à partir de l’ingestion si on est à jeun, 1 heure si c’est lors d’un repas. On perd en moyenne entre 0.1 et 0.2 g/l par heure après cela, dépendant des individus. Ces calculs restent indicatifs et il est serait dangereux de compter sur eux si vous prenez le volant, le 0.00 étant préférable.

 

Glucides 1 – 2 %

 

Les glucides comprennent plusieurs types de glucides. Il y a les sucres réducteurs, avec les hexoses et les pentoses, les polysaccarides et les polyosides.

 

Les sucres réducteurs sont le reste des sucres du raisin mûr qui n’ont pas été, volontairement ou pas, transformés en alcool lors la fermentation. Ils sont formés principalement d’hexoses comme le fructose et le glucose. Leur taux varie de 0 à 4 g/l pour les vins rouges et les vins blancs secs, autour de 12-18 g/l pour les vins doux légers ou demi-secs, et  entre 45 et 100 g/l  pour les vins liquoreux.

 

Lors de la fermentation, les levures vont fermenter plus activement le glucose que le fructose, et la saveur sucrée d’un vin dépend beaucoup du rapport glucose/fructose, particulièrement dans les vins doux, le fructose étant le plus édulcorant. Certaines odeurs de fruits ou de vanille renforcent aussi la sensation de sucré. A noter que le sucre masque l’acidité, le Coca-Cola a un pH de 2.5, soit plus bas que le vin, et pourtant on ne le ressent pas.

 

Si des levures ou bactéries sont encore présentes dans le vin et sont en présence de sucres, une fermentation non voulue peut démarrer. Pour empêcher cela dans les vins doux et liquoreux, on sulfite à plus haute dose pour supprimer ces dernières.

 

Les autres sucres réducteurs sont les pentoses, comme l’arabinose ou le ribose. Leur quantité est comprise entre 0.3g et 2g/l. Ces sucres ne sont fermentables pas par les levures mais par certaines bactéries.

 

Les polysaccarides sont en petite quantité dans le vin et viennent du moût. Leur teneur est comprise 0.2g et 1g/l.

 

L’autre grande famille de glucides est celle des polyosides. Parmi eux, le glycérol est, après l'eau et l'alcool, le constituant du vin le plus abondant (entre 3 et 10g/l pour un vin sec, beaucoup plus pour un liquoreux). Sa saveur sucrée, égale à celle du glucose, contribue à l’onctuosité et au moelleux du vin. Le glycérol est formé au début de la fermentation alcoolique.  

 

Le Butanediol-2,3 est un produit de la fermentation alcoolique que l’on retrouve dans tous les vins. Les teneurs sont importantes, en moyenne entre 0,5 et 0,7 g/l. Il possède une saveur sucrée-amère et  n'est pas sujet aux attaques des bactéries.

 

Acidité totale 0.3 – 0.5 %

 

C'est la somme de l'acidité volatile et de l'acidité fixe, entre 3,2 et 4 g/l, pour les vins rouges et entre 4 et 5 g/l pour les vins blancs. Le vin renferme un vingtaine d'acides de différents types.

 

Une fois les réactions chimiques de la fermentation terminées, les molécules de ces acides vont se retrouver dans 3 sortes d’états, soit libres, soit partiellement libres ou à l’état de sel.

 

La somme des fonctions libres ou partiellement libres, qui libèrent dans le liquide des hydrons (noyau d’hydrogène tout nu, sans électrons) représentent l'acidité « réelle ». La concentration de ces hydrons est exprimée en pH (potentiel hydrogène). Cette mesure dans un vin est en général comprise entre 2,9 et 4,2, l’idéal étant entre 3,2 et 3,5. Une solution neutre étant de pH 7. Grace à ce pH bas, le développement d’agents pathogènes n’est pas possible. Voilà pourquoi le vin est resté longtemps une des seules boissons saines et même conseillée par les médecins et cela jusqu’au 19e siècle.

 

Acidité volatile :

 

L'acidité volatile est constituée par les acides gras de type acétique qui se trouvent dans les vins soit à l'état libre, soit à l'état salifié. L'acidité volatile, qui disparaît au cours de l'évaporation du vin, est souvent opposée à l'acidité fixe qui reste dans le résidu.

 

L'acide acétique, qui constitue 90 à 95% de l’acidité volatile, apparaît durant la fermentation alcoolique. La teneur varie selon les conditions de la fermentation, la qualité du moût, l'espèce et la souche des levures. Lors de la fermentation malolactique, il se forme également une petite proportion d'acidité volatile avec la décomposition de l'acide citrique, qui se fait en même temps que celle de l'acide malique. Si des sucres résiduels sont présents lors cette deuxième fermentation, la production d’acide acétique peut alors être très importante et endommager le vin.

 

Des acidités volatiles de 0,2 à 0,4 g/l est une teneur moyenne normale pour des vins ayant achevés leurs deux fermentations. L'acidité volatile doit être inférieure à 0,6 g/l  sinon elle affecte les arômes et fait ressortir l'acidité durant la dégustation. Dans des valeurs plus hautes, on peut suspecter l’intervention d’autres bactéries qui attaqueraient les composants du vin comme l’alcool, le glycérol, les sucres ou l’acide tartrique et endommagerait le vin en créant de l’acide acétique supplémentaire.

 

Au-delà d'un certain taux d'acidité volatile, le vin est victime d'une acescence, une colonie de bactéries acétiques s'organisant en un biofilm à la surface du vin : c’est la mère de vinaigre.

 

L’acidité volatile est exprimée en g/l de l’acide choisi conventionnellement par chaque pays pour son usage intérieur (acide sulfurique en France, avec M = 98 g/mol, acide acétique en Suisse, avec M = 60 g/mol). Les appellations d'origine contrôlées réglementent l’acidité volatile. En Suisse, la limite pour les vins, blancs, rouges et rosés est de 1,2 g/l en acide acétique et 1,6 g/l pour les liquoreux.

 

Acidité fixe

 

Les acides par leur nature et leur concentration règlent le goût acide du vin. Il y a majoritairement 4 acides dans un vin :

 

L'acide tartrique présent dans le vin est l'isomère droit (acide L + tartrique), un acide spécifique du raisin et du vin que l’on ne trouve que très peu ailleurs dans la nature. Il est le plus fort des 3 acides principaux. C’est lui qui abaisse le plus le pH du vin. L’acide tartrique n’est pas souhaitable dans le vin. Heureusement, il va naturellement se combiner avec d’autres éléments du vin (Potassium/Calcium) durant la fermentation et l’élevage. L’action du froid va encore augmenter cette précipitation sous forme de cristaux pour former de grosses plaques de dépôts dans les cuves et dans les tonneaux. Il peut en rester parfois en bouteille, et particulièrement pour un blanc laissé au frigo, des petits cristaux blancs peuvent apparaitre au fond du verre. C'est aussi valable pour un rouge laissé dans un local trop froid. Ceux-ci sont inoffensifs.

 

L'acide malique présent dans le vin est l'isomère gauche (acide L- malique), un acide organique très répandu dans le règne végétal, et surtout dans les fruits. C’est un excellent indicateur de maturité et donc de qualité. Sa teneur peut et doit être régulée d’une part dans le raisin, par contrôle de la maturation, et ensuite, lors des fermentations alcooliques et malolactiques. Trop d’acide malique donnera un caractère tranchant et vert, peu augmentera la rondeur et les arômes. L’acide malique est systématiquement réduit dans les vins rouges. Pour les blancs, le choix reste au vinificateur en fonction du cépage, du millésime et du terroir. La consommation de 1 g d'acide malique fait chuter l'acidité totale de 0,4 g.

 

Exemple :

 

L’acide lactique est le résultat de la fermentation malolactique. C’est un acide beaucoup plus faible que l'acide malique. Lors de sa formation, des produits secondaires, tel que le diacétyle, enrichissent les arômes du vin avec des notes beurrées voir lactées et accentuent les notes de miel et de grillé. 

 

L'acide citrique existe dans tous les raisins. Les teneurs sont très variables et beaucoup de vins rouges en sont dépourvus. En effet parallèlement à la fermentation malolactique qu'elles provoquent, beaucoup de bactéries lactiques font fermenter l'acide citrique, en donnant lieu surtout à la formation d'acide acétique.  Un ajout est une des solutions utilisées dans certains cas pour remonter l'acidité fixe et ainsi améliorer l'acidité gustative d'un vin. Cela est surtout valable pour les vins blancs secs.

 

Il existe encore beaucoup d'autres acides provenant de pourritures, du raisin et/ou de la fermentation, comme l’acide succinique. Mais leur quantité et leur force en font des acteurs mineurs dans l’acidité totale d'un vin, sauf en cas de défaut ou maladie. 

 

Matières minérales 0.2 – 0.4 %

 

Ces matières sont puisées en premier lieu par la plante dans le sol. Lors des différentes opérations de fabrication du vin, les taux des matières minérales évoluent soit en augmentant, comme lors de la macération, soit en diminuant, comme lors de la stabilisation tartrique. Leurs origines peuvent être étrangères, au contact de divers matériaux des contenants par exemple. Parmi ces éléments, on trouve également des vitamines.

 

Les matières minérales représentent 2 à 4 grammes dans un litre de vin :

Substances azotées 0.05 – 0.4 %

 

Les substances azotées (entre 0.5g et 4g/l) proviennent du raisin et sont présentes dans le moût. La fermentation va en éliminer une partie tandis que la macération va en rajouter. Le rôle de ces substances est important pour la réussite de la fermentation, pour contrer le développement des bactéries et garantir la stabilité de la limpidité.

 

Les substances azotées comprennent les protéines, les acides aminés et les polypeptides.

 

Composés phénoliques 0.5%
 

Ces substances proviennent de la rafle, de la peau ou encore des pépins du raisin. Ces corps interviennent directement dans la dégustation en jouant sur la saveur, l’astringence ou encore la  dureté d’un vin. Ils jouent un rôle également sur la capacité de garde d’un vin. Il y a quatre principales familles de composés phénoliques : les acides-phénols, les flavones, les anthocyanes, les tanins.

 

Les acides-phénols qui vont participer à la formation d’esters.

 

Les flavones sont des pigments jaunes venant de la pellicule du raisin blanc ou rouge. On en trouve donc plus dans les vins rouges que les vins blancs (On ne met pas les raisin à macérer pour du vin blanc). La couleur jaune des vins blancs ne vient pas de ces pigments, mais probablement d’une réaction entre les composés ferreux, les acides organiques et les tanins. 

 

Les anthocyanes sont les pigments rouges du raisin rouge évidemment. Ils déterminent la couleur des vins. C’est en obtenant une copolymérisation entre les anthocyanes et les tanins, en utilisant du So2, que l’on arrive à stabiliser la couleur. Les anthocyanes perdent leur couleur avec le temps et c’est alors les tanins qui sont responsables de la couleur des vieux vins.

 

Les tanins donnent la structure au vin. Ils ont la caractéristique de se combiner avec les protéines (présent dans la bouteille mais dans la bouche aussi, d’où l’astringence) et d’autres polymères. C’est cette propriété qui est utilisée depuis très longtemps pour le tannage des peaux, pour les assouplir et les transformer en cuir. Dans un grand vin, c’est la qualité des tanins plus que la quantité qui est déterminant.

 

Conservateurs 0.05 %

 

Pour protéger le vin contre une oxydation, une refermentation ou d’autre problèmes, on utilise différents produits conservateurs : le principale étant le dioxyde de souffre (SO2) :

 

Le  SO2 (anciennement appelé anhydride sulfureux) est utilisé comme désinfectant, antiseptique, antibactérien et antioxydant afin d'assurer une protection au vin contre les altérations. En Suisse, il est limité par la législation à 160 mg/l pour les vins rouges, 210 mg/l pour les vins blancs secs, et entre 260 et 400 mg/l pour les vins sucrés. Ce SO2 disparaît progressivement et on peut observer une augmentation de l’acidité sur le long terme (+ 10 ans).  

 

D’autres produits sont utilisés comme l’acide sorbique, pour son rôle antifongique ou l’acide ascorbique (Vitamine C) pour son rôle de protection contre la maladie de la casse ferrique (excès de fer).

 

Composés volatils et odoriférants 0 % en terme de poids

 

Les composés de l’arôme et du bouquet du vin sont d’une grande complexité. D’une part par leurs sources et de l’autre par leurs nombres, environ 600. Mais on sait qu’environ 25 d’entre eux suffisent à créer le bouquet d’un vin. Ces parfums peuvent venir du raisin, des réactions chimiques de la fermentation, et/ou de la transformation des composants durant l’élevage et le vieillissement.

 

Dans cette gamme de composants on trouve :

 

Des alcools comme  le méthanol (quelques centaines de mg/l). Il apparaît durant de la fermentation. Le taux de méthanol est à mettre en relation avec la durée de macération des parties solides, notamment des pellicules: ainsi les vins rouges sont plus riches que les vins rosés et que les vins blancs. On trouve aussi des alcools supérieurs. C’est la nomination des alcools ayant plus de deux atomes de carbone. Ces alcools par leurs esters (->combinaison d’un alcool et d’un acide) ont un rôle important dans le bouquet. On peut citer l’alcool amylique, éthanol ou isobutylique.

 

Les esters (et de l’eau) sont le résultat de la réaction entre les acides organiques et l’éthanol. C’est un processus lent et réversible. On peut avoir des esters neutres ou acides. Ils sont créés au cours lors de la fermentation et/ou du vieillissement du vin.

 

Beaucoup d'esters ont des odeurs caractéristiques et sont à la base des parfums artificiels :

D’autres composants volatiles peuvent être trouvés à l’état de trace ou lors de maladie du vin, parmi lesquels on note l’éthanal, produit de l’oxydation de l’éthanol ou l’acétal, produit odorant de type lilas.

 

Merci pour votre lecture et santé !

 

Dominique

 

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