La chimie du vin

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1. Alcool éthylique :

 

CH3-CH2OH

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Plus communément appelé éthanol, il représente 7 à 16 % du volume totale du vin. Il peut influencer sur plusieurs domaines : la qualité du vin, sa conservation, sa valeur commerciale...Remarquons que plus un vin est vineux, riche en alcool, plus il est corsé, riche en extrait.

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La proportion d'alcool est fonction directe de l'état de maturité du raisin, car plus la baie est mûre, plus elle contient de sucres. Ainsi les hauts degrés ne s'atteignent que certaines années favorables, dans certaines conditions de culture et d'exposition, mais malheureusement trop souvent au détriment du rendement. Donc la teneur en alcool des vins naturels, c'est-à-dire des vins sans additifs d'alcool, atteint rarement 16%. En effet, les levures supportent mal les teneurs en alcool élevées qu'elles ont produites et elles cessent insensiblement tout travail.

 

Notons qu'au cours de la garde en fûts de bois et par les différentes manipulations, le degré alcoolique diminue par évaporation, mais les pertes sont relativement faibles, de l'ordre d'environ 0,2°en une année par exemple. En plus, il est aisé de trouver la teneur, en grammes par litre, d'un alcool exprimé en %.  Il suffit de multiplier par 10 et par la densité de l'éthanol à 20°C qui est de ~0,79. Par exemple pour un vin à 10% de volume : 10*10*0,79 = 79 g/l d'alcool.

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2. Acidité totale :

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C'est la somme de l'acidité volatile et de l'acidité fixe. En fait, le vin renferme un certain nombre d'acides minéraux et organiques. Certains acides du vin sont entièrement combinés à des bases ; ils sont à l'état de sels et par conséquent n'interviennent pas dans l'acidité. Mais la plupart, et particulièrement les acides organiques, sont partiellement saturés par des bases ou salifiés. Certaines de leurs molécules sont à l'état de sels, d'autres sont libres. La somme des fonctions acides libres et les acides en partie libres, constitue l'acidité du vin. D'autre part, les fonctions acides libres sont partiellement dissociées ou ionisées et libèrent dans le liquide des ions H+ qui représentent l'acidité " réelle ", dont la concentration est exprimée en pH. Dans le vin, la proportion de fonctions acides ionisées par rapport au nombre total de fonctions acides libres est d'ordre de 1%. Autrement dit les acides libres du vin sont assez peu ionisés. Ainsi, ce sont des acides relativement faibles.

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2.1. Acidité volatile :

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Voici la définition des textes officiels : " L'acidité volatile est constituée par la partie des acides gras appartenant à la série 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. Le jus de raisin frais ne renferme que des traces d'acides volatils. Mais lors de la fermentation alcoolique du sucre, il se forme toujours une petite quantité d'acide acétique par dismutation de l'acétaldéhyde selon le schéma de Neuberg :

 

2 CH3-CHO + H2O => CH2-CH2OH + CH3-COOH

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L'acide acétique apparaît au début de la fermentation ; il passe par un maximum généralement quand la moitié du sucre a fermentée : la teneur diminue vers la fin du phénomène. La teneur formée par les levures varie selon les conditions de la fermentation, selon la composition du moût, l'espèce et la souche des levures, mais elle reste faible dans la pratique.

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Normalement, les bactéries qui provoquent la fermentation malolactique forment parallèlement une petite proportion d'acidité volatile. Elle provient surtout de la décomposition de l'acide citrique, qui se fait en même temps que celle de l'acide malique, mais aussi éventuellement de la fermentation lactique de petites quantités de sucres, de pentose notamment. Des acidités volatiles de 0,30 à 0,40 g peuvent de ce fait être tenues pour inévitables dans les vins achevés et ne signifient pas nécessairement qu'ils présentent un début d'altération. Au-dessus de ces valeurs, on peut soupçonner l'intervention de bactéries de maladies et l'attaque de certains consistants des vins : sucres réducteurs, glycérol, acide tartrique, ou encore le développement de bactéries acétiques ou acétobacters capables d'oxyder l'alcool. Les premières sont facultativement anaérobies et se multiplient dans la masse du vin et forment l'acide lactique.

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À la surface des vins maintenus au contact de l'air, les bactéries acétiques peuvent se développer et oxyder par un phénomène de respiration une proportion parfois importante de l'alcool en acide acétique :

 

CH3-CH2OH + O2 => CH3-COOH + H2O.

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Ainsi, l'acidité volatile d'un vin donne des renseignements sur son état de santé, sur la gravité des altérations subies. L'acidité volatile indique quel a été le passé du vin ; c'est la marque laissée par une maladie, une vinification ratée ou une conservation d'un vin.

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2.2. Acides organiques :

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Ce sont des éléments essentiels de la constitution des vins, de leurs qualités et de leurs défauts éventuels. Leur nature et leur concentration règlent les équilibres acides-bases et, de ce fait, commandent le goût acide du vin.

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2.2.1. L'acide tartrique :

 

COOH-CHOH-CHOH-COOH

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Il est l'isomère droit (acide L + tartrique) ; c'est l'acide spécifique du raisin et du vin ; on le trouve très peu dans la nature en dehors de la vigne.

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2.2.2. L'acide malique :

 

COOH-CH2-CHOH-COOH

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Il est l'isomère gauche (acide L - malique) ; c'est un acide organique très répandu dans le règne végétal. Il est l'acide principal de beaucoup de fruits. Sa diminution par un phénomène de respiration cellulaire au cours de la maturation du raisin, sa fermentation alcoolique sous l'effet des levures, sa fermentation lactique dans le vin sous l'effet des bactéries, en font un élément dont le dosage présente une grande importance en oenologie.

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La désacidification du vin qui résulte de la fermentation malolactique est un phénomène généralement recherché, auquel on doit l'assouplissement des vins jeunes. L'équation de cette fermentation est la suivante :

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COOH-CH2-CHOH-COOH => CH3-CHOH-COOH + CO2

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Le gaz carbonique se dégage et finalement l'acidité totale est diminuée de la moitié de la teneur en acide malique.

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2.2.3. L'acide citrique :

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Il existe dans les raisins dans les raisins de tout cépage et en plus grande quantité dans les moûts concentrés par la pourriture ou le passerillage des raisins. Les teneurs en acide citrique des vins sont très variables. 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.

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3. Matières minérales :

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Au cours de la fermentation, le taux des substances minérales évolue : dans la vinification en rouge, la macération lors du cuvage augmente leur proportion par dissolution ; mais par contre d'autres substances peuvent diminuer par formation de sels insolubles ; certaines disparaissent ainsi complètement. Les traitements que subit le vin pendant sa conservation, les manipulations au contact de divers matériaux, ont parfois pour effet d'introduire des éléments étrangers ou d'augmenter la teneur d'éléments naturels.

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4. Glucides (oses, polysaccarides) :

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Le moût de raisin et le vin contiennent naturellement des pentoses et des hexoses, qui constituent les sucres réducteurs. Mais aussi des polyosides et les polysaccarides. Les sucres sont stockés par le grain de raisin au cours de la maturation. Produits de photosynthèse de la feuille et produits de réserve, le saccharose est hydrolysé en glucose et fructose et l'amidon en glucose (c'est sous la forme de sucres réducteurs qu'à lieu la migration vers le raisin). Au cours de la maturation, la proportion de fructose augmente et finalement à la maturité, le rapport glucose/fructose est proche de 0,95.

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Les vins restés sucrés après une fermentation partielle, que l'arrêt de la fermentation soit spontané ou qu'ils se trouvent mutés par addition d'alcool, comme les " vins doux naturels ", ou d'anhydride sulfureux, comme les vins liquoreux, contiennent encore ces deux sucres, dans des proportions différentes de celle du moût initial. En effet, lors de la fermentation, les levures de vin font fermenter plus activement le glucose que le fructose.

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Les vins blancs sont classés, du point de vue commerciale, en vins secs ne contenant en principe pas plus de 2g de sucres réducteurs, en vins demi-secs (ayant une teneur en sucre inférieure à 18g) et en vins moelleux et liquoreux (en contenant des proportions supérieures).

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A propos de l'arôme des vins, il faut distinguer, d'une part le caractère apporté par le raisin, spécifique du cépage, essence odorante végétale complexe, d'autre part le parfum apporté par les levures au cours de la fermentation, dû surtout à la formation d'alcools supérieurs et d'esters. Le développement du bouquet au cours du vieillissement résulte d'une transformation des constituants de l'arôme des vins jeunes ; ces transformations sont de type oxydatif dans certains vins (Madère, Xérès), mais les phénomènes de réduction jouent en rôle essentiel dans les vins de tables fins. L'existence, dans les vins vieux, de substances oxydo-réductrices possèdent un caractère odorant sous forme réduite exclusivement. Relevons que la constitution chimique de l'arôme et du bouquet des vins est d'une grande complexité.

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5. Les autres composants :

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Le raisin mûr contient 0,5 à 1% de substances azotées et son moût 200 à500 mg/l. En fait, la fermentation l'appauvrit, tandis que la macération l'enrichit. Finalement, les substances azotées occupent dans l'extrait des vins une place importante : il existe dans les vins rouges quelques grammes par litre de constituants contenant de l'azote. En oenologie, leur rôle est extrêmement important dans les fermentations, les développements microbiens, la stabilité de la limpidité. Les substances azotées interviennent encore dans la valeur alimentaire du vin et peut être aussi sur son goût proprement dit.

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Le gaz sulfureux ou anhydride sulfureux (SO2) est depuis longtemps, sous la forme de "méchage " des fûts, utilisé pour la conservation des fûts en bois et volontairement ajouté au vin lui-même, qu'il protège contre les altérations par son pouvoir antiseptique et par son effet antioxydant.

L'anhydride sulfureux introduit dans un vin se combine, en quelques heures, aux corps à fonction carbonyle (éthanal, sucres, acide pyruvique, etc...).

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Les flavones :

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Ce sont des pigments jaunes existant dans les pellicules de raisins. Ils sont quatre dans les raisins noirs et seulement trois dans les raisins blancs. Dans les vins blancs, dont les techniques de préparation ne comportent pas de macération des parties solides de la grappe riches en composés phénoliques, les pigments de cette famille sont, sinon absents, tout au moins à l'état de traces. Par conséquent, ces corps ne participent pas à la coloration des vins blancs.

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Notons qu'à l'état actuel des connaissances, les oenologues ne possèdent aucune indication précise sur la nature des substances responsables de la coloration des vins blancs. Elle est sûrement de nature phénolique bien qu'il n'y ait pas de relation entre la teneur en composés phénoliques totaux, ou la teneur en tanins, d'une part et l'intensité, ou son aptitudes au brunissement, d'autre part. Relevons que les complexes du fer possèdent une coloration jaune, avec les acides organiques et avec les tanins, qui intervient sans doute partiellement dans la couleur globale.

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Les anthocyanes :

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Ce sont des glycosides dans lesquels une (monoglucoside) ou deux (diglucoside) molécules de sucres sont fixées à des polyphénols, les anthocyanidols. Ce sont les pigments rouges des raisins. Ils sont présents dans les raisins rouges mais sont absents des raisins blancs. Sur cette différence sont basés des procédés de caractérisation des produits de la vigne : vins blancs et vins rouges. Les molécules d'anthocyanes existent dans le raisin et dans le vin, partiellement sous formes de complexes de natures différentes ; ces complexes semblent jouer un rôle important dans l'intensité et la stabilité de la couleur

des vins.

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L'oxydation de l'éthanol du vin, en présence de composés phénoliques agissant comme oxydants intermédiaires, conduit à l'apparition d'éthanal. Celui-ci, à l'état libre ou de combinaison avec SO2, se comporte comme un agent de copolymérisation entre les anthocyanes et les tanins. Simultanément, la teneur en anthocyanes diminue, mais l'intensité colorante augmente. Effectivement, les positions entre les différentes structures favorisent les formes colorées. D'autre part ces pigments polymérisés possèdent une couleur plus stable que celles des anthocyanes libres ; en particulier, elle est moins sensible aux variations de pH et de la décoloration par SO2.

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Les tanins :

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Ils sont caractérisés par leur propriété de donner des combinaisons avec les protéines et d'autres polymères tels que les polysaccharides. Cette propriété explique aussi bien leur aptitude à transformer la peau fraîche en cuir résultant d'une combinaison tanin-collagène provoquée par une perte des propriétés lubrifiante de la salive par suite de la précipitation, des tanins, des protéines et des glycoprotéines qu'elle contient ; l'intervention des tanins dans le collage des vins résulte également de la formation d'une combinaison avec les protéines utilisées comme colle ; enfin, les tanins inhibent les enzymes par combinaison avec leur fraction protéiques. Du point de vue chimique, les tanins résultent de la polymérisation de molécules élémentaires à fonction phénol.