2) PROPRIETES ET EFFETS DU SO2
2.1 Effets antiseptiques
L'effet levuricide et bactéricide du SO2 est utilisé depuis longtemps, pour éviter les refermentations levuriennes, les altérations bactériennes. Le SO2 sous forme H2 SO3 (SO2 actif) pénètre rapidement dans les cellules (environ 2 mn) et, selon les cas (espèce, état du microorganisme, concentration en SO2…), il perturbe leur développement, leur croissance, leur multiplication , il provoque la formation de composés inactivant le SO2 (Exemple : éthanal, acides cétoniques…), ou entraîne la mort cellulaire.
L'efficacité globale et la vitesse de destruction sont de type logarithmique. Une concentration donnée pendant un temps donné entraîne la destruction d'un pourcentage de la population présente, non une quantité donnée. La dose de SO2 à utiliser dépend donc à la fois de la population initiale, de la population finale acceptée et de la vitesse de destruction souhaitée mais l'efficacité précise dépend largement de facteurs difficilement calculable a priori car fonction de la nature de la souche, son stade de développement…Le module de calcul OPTI-SO2 est conçu pour aider à trouver la solution optimale.
Les figures 2.1-1/2/3 montrent quelques exemples de destruction des levures et la figure 2.1-4 le comportement de levures, bactéries lactiques et bactéries acétiques à l'occasion des soutirages.
Figure 2-1-1 : Destruction des levures et S0 2 actif
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Fig 2-1-2 Cinétique de la destruction des levures par le SO 2
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La sensibilité des souches est très variable comme le montre, par exemple, les résultats ci-dessous indiquant le taux de SO2 actif nécessaire pour retarder le départ en fermentation de 50 h (USSEGLIO-TOMASSET- 1995)
Une thèse récente(1) propose la teneur de 0,4 mg de SO 2/L pour stabiliser les vins blancs liquoreux.
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Le comportement des bactéries, parfois cataloguées comme plus sensibles au SO2 que les levures, est complexe. Le SO2 semble bloquer leur croissance sans détruire leur viabilité. Cette croissance peut reprendre avec des circonstances plus favorables , par exemple après les soutirages. On peut aussi observer que les tanins renforcent la protection du SO2 contre l'augmentation d'acidité volatile (CA-33- 1983).
(Essai de tenue à l'air pendant 15 jours, SO2 libre initial = 10 mg/L)
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Mécanismes des effets antiseptiques du SO2
Le SO2 agit sur les cellules par l'extérieur, en réagissant avec les nutriments du milieu, par les parois en modifiant leur perméabilité, par l'intérieur en réagissant avec les protéines et les enzymes (NAD/NADH…).
Cette diversité des mécanismes explique à la fois la polyvalence du SO2 et l'absence d'apparition de souches sulfito-résitantes. |
2.2. Effets antioxydants
Le rôle protecteur du SO2 vis à vis de l'oxydation des moûts et vins est classiquement cité et observé. Les études en solutions modèles et vins déjà anciennes (J.RIBEREAU-GAYON – 1933, DUBERNET – 1973…) ou plus récentes (VIVAS - 1999, 2007) ont mis en évidence la diversité des mécanismes et facteurs influents, sans parvenir à une explication globale.
L'équation générale schématique :
SO2 + ½ O2 ==> SO3 (ou H2 SO3 + ½ O2 ==> H2 SO4)
indique que 16 mg d'oxygène oxydent 64 mg de SO2, soit théoriquement 32 mg de SO2 consommé en cas de saturation en oxygène d'environ 8 mg O2 /litre.
On peut retenir les données pratiques suivantes :
• Le SO2 est très peu oxydable directement par l'oxygène
• La consommation d'oxygène est accélérée par la présence d'acide ascorbique, de composés phénoliques, de fer , de cuivre. Elle est ralentie par l'éthanol, le glycérol, les sucres, les acides organiques, la cystéine…
• Le temps de consommation de 50% de l'oxygène à saturation peut ainsi varier de 30 jours (solution modèle) à 35 mn an présence d'acide ascorbique.
• La vitesse de consommation dans les moûts est beaucoup plus grande dans les moûts à cause de la présence d'enzymes oxydatives. La consommation totale de 7-8 mg O2/L - correspondant à la saturation,- est totale en 0,5 à 4,6 mn -pour une moyenne de 2 mn- après sulfitage.
• Ces modifications d'activité anti-oxydante découlent de la consommation concurrentielle d'oxygène (acide ascorbique), de la formation de complexes avec les métaux lourds (catéchines, acides organiques…), de la réaction avec les quinones.
• La présence intermédiaire de composés de type peroxydes (H2 O2) joue un rôle décisif, par exemple lors de l'action de l'oxygène sur les polyphénols. La figure 2.2-1 schématise les réactions polyphénols / oxygène/SO2. La figure 2.2-2 indique l'oxydation du SO2 selon la composition du milieu.
Fig 2-2-1 : Mécanismes de l'oxydation du SO 2 en présence de polyphénols |
Figure 2.2-2 : Oxydation SO2 (après 10 jours) selon composition du milieu
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Dans les vins rouges, l'interaction la plus importante est celle entre SO2 et polyphénols (PONTALIER – 1981; LABORDE – 1987..). Elle doit expliquer la bonne efficacité technologique de doses faibles de SO2 libre (10-20 mg/L, par exemple) , même si la stricte protection vis à vis de l'oxygène semble demander la dose extraordinaire et jamais utilisée de 100 mg/L de SO2 libre (VIVAS – 1999). Plus oxydables, les polyphénols jouent le rôle de « protecteurs du SO2 ».
Remarque : Les bons résultats techniques observés avec des taux de SO2 actif très faible sur vins rouges à pH élevés (Exemple : 0,28 mg de SO2 actif /L, à pH =3,8 pour 20 mg/L de SO2 libre) confirment ces synergies SO2-polyphénols, y compris pour l'activité antiseptique (cf.§ 2.1).
SO2 et protection des arômes
Les composés aromatiques variétaux à fonction thiol (§ 3.3 ), très sensibles à l'oxydation , sont protégés par le sulfitage et dégradés par l'hyperoxygénation, ou avec le mélange avec des quinones issues de l'oxydation des phénols.
La figure 2.2-3 ci jointe montre l'évolution du taux de 4-MMP (= 4-mercapto-4-méthyl-pentan-2-one), à l'odeur de buis, genêt fréquente dans les vins de Sauvignon., selon le traitement des moûts.
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2.3 Effets antioxydasiques
L'action protectrice du SO2 vis à vis des moûts et vins issus de raisins pourris a été l'une de ses premières activités mise en évidence (BOUFFARD-1894), elle est une des plus importantes et la plus difficilement remplaçable.
Le SO2 inhibe et/ou détruit à la fois facilement l'oxydase des raisins (tyrosinase) et plus difficilement celle produite par Botrytis cinerea, la laccase (Figure 2.3-1).
Fig 2-3-1 : Action du S sur les oxydases
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La vitesse de destruction, exprimée par le temps nécessaire pour réduire l'activité de 90% (ou TRD = Temps de Réduction Décimale) croit avec le taux de SO2 (Figure 2.3-2). La destruction de la laccase demande des quantités importantes de SO2, il peut donc rester une activité oxydative résiduelle, et donc une oxydation tardive, lente mais sur de longues périodes , avec des effets profonds. Cette oxydation secondaire, sur vins, explique l'évolution gustative parfois flatteuse des vins jeunes très tanniques issu de raisins légèrement pourris, suivi d'un vieillissement accéléré pouvant être destructif de la couleur, de la qualité. La forme « active » serait ici H SO3 -, et non le « SO2 actif » H2 SO3 calculé par ailleurs (§ 4.4.2).
On a aussi signalé (RUIZ-HERNANDEZ-1993), à titre expérimental, que le soufre pur S, à 5mg/L, réduit sensiblement la casse oxydasique.
(1) B. DIVOL - La microbiologie des vins issus de raisins botrytisés - INP Toulouse - 15/12/2004
