Study of flavanol glycosylation in grape and impact in wine

Les flavan-3-ols appartiennent à la famille des polyphénols retrouvés dans diverses plantes et majoritairement dans le raisin. Ils jouent un rôle primordial dans les mécanismes de défense des plantes, influent sur les propriétés organoleptiques du vin et sont potentiellement bénéfiques au niveau de la santé humaine. La voie de biosynthèse des flavanols monomères est décrite dans la littérature. Cependant, les mécanismes de formation des proanthocyanidines (polymères) sont inconnus à ce jour. Des études ont montré que les flavanols glycosylés sont des intermédiaires potentiels dans la biosynthèse des PA et permettent le transport des unités de flavanols du cytoplasme vers la vacuole de la cellule, où a lieu la polymérisation. Un criblage global des flavanols glycosylés présents dans des raisins à trois stades de développement et dans des vins de différents cépages a été réalisé en analysant séparément les pellicules et les pépins de raisin par une méthode d’UPLC-DAD-ESI-MS. La teneur de ces composés dépend de paramètres de type variété du raisin, tissu biologique étudié et stade de maturité. La présence de dimères de flavanol glycosylés a été montrée pour la première fois dans le raisin. Grâce à l’hémisynthèse de la (+)-catéchine 4’-O--glucoside et 7-O--glucoside, certains monomères ont été caractérisés comme appartenant à la classe des -glucosides. Une étude quantitative a montré l’évolution des flavanols glycosylés au cours du développement de la baie de raisin (pépins et pellicules séparés) provenant de trois cépages différents. Les monomères et dimères d’ (épi) catéchine diglycosylés ont été découverts pour la première fois et uniquement dans les pépins. Une diminution en monomères d’ (épi) catéchine monoglycosylés a été observée dans la pellicule au cours de la maturation du raisin. Les dimères d’ (épi) catéchine monoglycosylés s’accumulent un peu après le stade de véraison et diminuent ensuite à maturité. Les monomères et dimères d’ (épi) catéchine diglycosylés s’accumulent dans les pépins au cours de la maturation. Finalement, l’évolution des teneurs en flavanols mono et diglycosylés au cours de microvinifications a été étudiée. On observe des profils d’extraction similaires pour les deux variétés utilisées (Grenache et Syrah). La quantité totale des différentes familles de composés augmente au cours de la vinification, et ensuite diminue en fin de FA. Certains composés sont dégradés préférentiellement, suggérant la présence d’activités glycosidases spécifiques du raisin ou de la levure.Flavan-3-ols belong to a group of polyphenols present in a wide variety of plants, and particularly in grapeberries. They play an important role in defense mechanisms in plants, have a significant impact on wine organoleptic properties; and their beneficial effects on human health may help to protect against chronic diseases such as atherosclerosis. The sequence of common flavanol monomer biosynthesis is widely described in the literature, but the formation mechanisms of proanthocyanidins (PA) remain unknown. Studies show that flavanol glycosides are potential intermediates in PA polymerization and have transporter roles of monomeric units from cytoplasm to vacuole in cell, where polymerization takes place. Global screening of grapeberry flavanol glycosides were carried out at three stages of grape development and in wines of different varieties; skin and seeds were measured separately using an UPLC-DAD-ESI-MS method. The composition of the target isomers depends on different parameters such as tissue type or stage of development. The presence epi catechin monoglycoside is reported here for the first time in grapes. Using (+)-catechin 4’-O--glucoside and 7-O--glucoside hemisynthesis, several monomers were shown to -glucosides. Quantitative analysis demonstrates the evolution of flavanol glycosides in both skin and seeds during the development of three grapevine varieties. For the first time monomeric and dimeric (epi) catechin diglycosides were revealed and shown accumulate only in grape seeds during ripening. A reduction in the concentration of monomeric (epi) catechin monoglycoside was observed during grape skin development. Dimeric (epi) catechin monoglycosides accumulate after veraison and then decrease at the end of grape ripening. The extraction profiles of flavanol glycosides during red grape fermentation showed similar evolution patterns for both varieties used. The total concentration of different compound families increases during winemaking, and then decreases at the end of fermentation. Degradation of specific compounds was observed at the end of fermentation which may be explained by the activity of glycosidases from grape extracts released during fermentation and pressing