Technologie de nano-ingénierie de surface pour l'élimination des composés soufrés associés aux attributs négatifs des vins

May 07, 2024

npj Science of Food volume 7, Numéro d'article : 5 (2023) Citer cet article

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Les composés soufrés volatils (CSV), tels que le sulfure d'hydrogène, le méthanethiol et l'éthanethiol, sont associés aux arômes « réducteurs » du vin et contribuent à environ 30 % de tous les défauts du vin. Ces composés peuvent avoir un impact significatif sur l’arôme du vin et sa qualité perçue, et donc sur les préférences des consommateurs. Dans cette communication, nous rapportons une méthode d’élimination des composés VSC basée sur des surfaces nano-ingénierie qui incorporent des nanoparticules d’or immobilisées.

Les composés soufrés volatils (CSV) peuvent avoir un impact significatif sur la qualité perçue et la viabilité de la production vinicole. Alors que certains VSC contribuent positivement aux caractères fruités, d'autres sont associés à des arômes « réducteurs » indésirables (par exemple, œuf pourri, chou, caoutchouc brûlé, putréfaction, sulfureux). Ces caractères du vin fini sont considérés comme des défauts de vinification et représentent jusqu'à 30 %1 de l'ensemble des défauts détectés dans les vins commerciaux. La prévention et la gestion des arômes « réducteurs » sont d'une importance majeure pour les producteurs de vin, d'autant plus que les défauts « réducteurs » ne sont pas isolés seulement d'un certain segment de producteurs de vin mais ont un impact négatif sur les vins rouges et blancs, à grande et à petite échelle. producteurs. La principale méthode de gestion des arômes « réducteurs » est le collage au cuivre. La limite légale de cuivre résiduel dans le vin est de 1,0 mg/L aux États-Unis et dans l'Union européenne en raison de considérations sanitaires et des impacts négatifs du cuivre sur les propriétés organoleptiques du vin. Il est connu que le collage du cuivre peut être associé à une oxydation accrue, à une perte de dioxyde de soufre, à l’élimination des arômes fruités, d’agrumes et tropicaux2 et pourrait même favoriser la formation de CSV indésirables après la mise en bouteille3,4. L’adoption d’une alternative durable et non toxique au collage du cuivre aurait donc le potentiel d’avoir des impacts environnementaux et économiques bénéfiques.

Nous présentons ici une méthode nouvelle et simple pour éliminer les composés clés des VSC des vins, combinant des modifications chimiques et structurelles de la surface. La technologie est basée sur l’application d’un mince revêtement de polymère plasma sur une surface, puis sur l’immobilisation de nanoparticules d’or sur cette surface. Nous émettons l’hypothèse que l’utilisation de nanoparticules d’or permettrait d’éliminer les CSV du vin en créant des liaisons or-soufre puisqu’il est connu que les sulfhydryles se lient fortement aux surfaces en or. Notre approche est illustrée à la figure 1. Nous avons choisi les nanoparticules d'or car elles peuvent être facilement synthétisées de manière contrôlée et sont chimiquement stables dans la plage de tailles utilisée dans cette étude5. Figures supplémentaires. Les figures 1 et 2 montrent les propriétés physicochimiques et l'examen SEM des surfaces nano-ingéniées. L'un des principaux avantages de notre approche est qu'il s'agit d'une plate-forme de traitement facilement déployable et récupérable, ce qui en fait un processus en une seule étape (une surface est ajoutée directement au vin puis retirée après un certain temps). Le processus peut être répété si nécessaire. En revanche, l’affinage du cuivre est un processus en plusieurs étapes. Les ions cuivre se lient aux composés contenant du soufre pour former des sulfures de cuivre insolubles, qui sont ensuite éliminés par décantation à froid ou filtration. Des travaux récents ont mis en évidence les difficultés liées au processus d'affinage du cuivre et le fait que jusqu'à 50 % du cuivre reste dans le vin après traitement6.

a Les surfaces ont été recouvertes d'une fine couche d'allylamine (AA) polymérisée au plasma ou de 2-méthyl-2-oxazoline (POx) dans un réacteur à plasma construit sur mesure. b Les nanoparticules d'or ont été synthétisées par réduction du tétrachloroaurate d'hydrogène (HAuCl4) avec du citrate trisodique. c Les surfaces recouvertes d'allylamine et de 2-méthyl-2-oxazoline polymérisées au plasma ont été immergées dans une solution d'AuNP pendant 24 h. d Des surfaces ont été ajoutées au vin puis retirées après 3, 6 ou 24 h, et les concentrations de H2S, EtSH et MeSH dans le vin ont été mesurées avant et après traitement.