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WO1992016611A1 - Procede de fermentation alcoolique pour obtenir des aromes de type muscat - Google Patents

Procede de fermentation alcoolique pour obtenir des aromes de type muscat Download PDF

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WO1992016611A1
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yeasts
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Francis Karst
Catherine Jeannie Eliane Javelot
Christophe Chambon
Barbu Dirmi Vladimir Vladescu
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Pernod-Ricard
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Definitions

  • the present invention relates to an alcoholic fermentation process for products of plant origin, in particular grape derivatives, poor in terpene aromas, in order to obtain a muscat type aroma. It further relates to the modified yeasts used in the alcoholic fermentation process and their use for the production of monoterpenes from substrates of plant origin which are deficient in these aromatic compounds. Wild industrial yeast strains are known not to produce special aromatic molecules, such as monoterpenes, during the alcoholic fermentation of products of plant origin, these aromas being due to the quality of the raw materials rather than to the alcoholic fermentation. . Since the price of these raw materials is proportional to their richness in aromas, it became interesting to obtain these aromas by microbial transformation of a raw material which does not have them.
  • mutants have limitations with regard to their direct industrial exploitation.
  • they are auxotrophic for ergosterol and develop with difficulty on substrates poor in sterois.
  • they are limited in terms of their stability and robustness, problems which are not encountered with wild strains of industrial yeasts.
  • mutants generally have a production of linalool that is too low compared to geraniol to obtain aromas with high added value such as muscat aroma. It has therefore been envisaged to prepare wild strains of industrial yeasts modified by hybridization with an auxotrophic mutant for ergosterol which accumulates geranyl-pyrophosphate.
  • the hybrids after selection show properties, analogous to that of the mutant, of accumulation of geranyl-pyrophosphate and secretion of geraniol. They also exhibit the unexpected effects of secretion of linalool in a relationship with the geraniol characteristic of muscat type aromas, and of overall terpene yield clearly superior to those of the mutants described in the prior art, particularly on a substrate such as grape juice.
  • the present invention relates to an alcoholic fermentation process for products of plant origin, in particular grape derivatives, in which wild strains of modified industrial yeasts are used to obtain a muscat aroma.
  • the wild strains of industrial yeasts are preferably chosen from yeasts from wine, brewing, bakery and distillery strains.
  • These wild strains are modified by hybridization with a mutant yeast auxotrophic for ergosterol, particularly with a mutant S. cerevisiae.
  • the muscat aroma obtained with this process comes from the biosynthesis of linalols, geraniols, citronelols and their mixtures, particularly in a linaiol / geraniol ratio at least equal to 1. This biosynthesis is induced by the intracellular accumulation of geranyl-pyro - phosphate.
  • the products derived from grapes, substrates of the alcoholic fermentation process of the present invention are poor or devoid of terpene aromas. These are particularly products resulting from the pressing of grapes, more particularly must, grape juice, wine or their mixtures.
  • the present invention also relates to wild strains of industrial yeast modified by hybridization with an auxotrophic mutant for ergosterol which accumulates geranyl-pyrophos ⁇ phate intracellularly, to obtain a muscat aroma in poor substrates or devoid of terpene aromas, the muscat aroma being obtained by biosynthesis of linalols, geraniols, citronellols and their mixtures, by transformation of the geranyl-pyrophosphate accumulated intracellularly.
  • CM592 type spores were selected and studied from the point of view of the aromatic profile.
  • Table 1 shows the production of terpenes in the progeny of the hybrid 7a x CM592, a hybrid of a meiotic descendant of an oenological strain (7a) and a laboratory mutant accumulating the geranyl-pyrophosphate obtained in accordance with French patent application No. 8714609 (CM592).
  • Hybridization is obtained according to techniques known to those skilled in the art.
  • the terpenes obtained for different strains are dosed after 72 hours of culture in diluted grape juice, and the results compared to those obtained for the wild strain and the laboratory mutant.
  • Strains 7a-5 and 7a-20 which do not produce linalool provide proof that the biosynthesis of linalool is independent of that of geraniol and that this synthesis is due to the enzymatic system provided by the wild strain.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fermentation alcoolique de produits d'origine végétale dans lequel on utilise des souches sauvages de levures industrielles modifiées afin d'obtenir un arôme muscat. Elle concerne de plus les souches sauvages, modifées par hybridation avec un mutant auxotrophe pour l'ergostérol, qui synthétisent des monoterpènes, et leur utilisation pour la production de ces arômes à partir de substrats d'origine végétale qui en sont dépourvues.

Description

PROCEDE DE FERMENTATION ALCOOLIQUE POUR OBTENIR DES
ARÔMES DE TYPE MUSCAT
La présente invention concerne un procédé de fermentation alcoolique de produits d'origine végétale, notamment de dérivés du raisin, pauvres en arômes terpéniques, afin d'obtenir un arôme de type muscat. Elle concerne de plus les levures modifiées utilisées dans le procédé de fermentation alccolique et leur utilisation pour la production de monoterpenes à partir de substrats d'origine végétale déficiantes en ces composés aromatiques. Les souches sauvages de levures industrielles sont connues pour ne pas produire de molécules aromatiques spéciales, tels les monoterpenes, lors de la fermentation alcoolique de produits d'origine végétale, ces arômes étant dus à la qualité des matières premières plutôt qu'à la fermentation alcoolique. Etant donné que le prix de ces matières premières est proportionnel à leur richesse en arômes, il devenait intéressant d'obtenir ces arômes par transformation microbienne d'une matière première qui en est dépourvue.
Des microorganismes capables de telles transformations sont connus. En particulier, la demande de brevet français n° 87/14609 décrit des mutants de S. cerevisiae auxotrophes pour l'ergostérol capables de synthétiser des monoterpenes, particulièrement, le géraniol et en proportion moindre le linalol. En effet, ces mutants sont affectés dans les étapes catalysées par la pharnésyl-pyrophosphate synthétase et la squalène synthétase, affection de Ja voie des stérois responsable d'une accumulation intracellulaire de géranyl-pyrophosphate transformée en géraniol par déphosphorylation.
De tels mutants présentent toutefois des limitations quant à leur exploitation industrielle directe. Tout d'abord, ils sont auxotrophes pour l'ergostérol et se développent difficilement sur les substrats pauvres en stérois. De plus, ils sont limités quant à leur stabilité et leur robustesse, problèmes que l'on ne rencontre pas avec les souches sauvages de levures industrielles. Enfin, les mutants ont généralement une production en linalol trop faible par rapport au géraniol pour obtenir des arômes à haute valeur ajoutée telle l'arôme muscat. Il a donc été envisagé de préparer des souches sauvages de levures industrielles modifiées par hybridation avec un mutant auxotrophe pour l'ergostérol qui accumule le géranyl-pyrophosphate. Les hybrides après sélection, montrent des propriétés, analogues à celle du mutant, d'accumu¬ lation du géranyl-pyrophosphate et de sécrétion de géraniol. Ils présentent de plus les effets inattendus de sécrétion de linalol dans un rapport avec le géraniol caractéristique des arômes de type muscat, et de rendement globaux en terpènes nettement supérieurs à ceux des mutants décrits dans l'art antérieur, particulièrment sur un substrat tel que le jus de raisin.
La présente invention concerne un procédé de fermentation alcoolique de produits d'origine végétale notamment de dérivés du raisin dans lequel on utilise des souches sauvages de levures industrielles modifiées pour obtenir un arôme muscat. Les souches sauvages de levures industrielles sont de préférence choisies parmi les levures de souches oeunologiques, brassicoles, de boulangerie et de distillerie.
Ces souches sauvages sont modifiées par hybridation avec une levure mutante auxotrophes pour l'ergostérol, particulièrement avec une S. cerevisiae mutante.
L'arôme muscat obtenu avec ce procédé provient de la biosynthèse des linalols, géraniols, citronelols et leurs mélanges, particu¬ lièrement dans un rapport linaiol/géraniol au moins égal à 1. Cette biosynthèse est induite par l'accumulation intracellulaire de géranyl-pyro- phosphate.
Les produits dérivés du raisin, substrats du procédé de fermentation alcoolique de la présente invention, sont pauvres ou dépourvus d'arômes terpèniques. Ce sont particulièrement des produits issus du pressage des raisins plus particulièrement le moût, le jus de raisin, le vin ou leurs mélanges.
Le procédé objet de la présente invention peut être mis en oeuvre de diverses façons connues de l'homme du métier.
La présente invention concerne aussi les souches sauvages de levures industrielles modifiés par hybridation avec un mutant auxotrophes pour l'ergostérol qui accumule intracellulairement le géranyl-pyrophos¬ phate, pour obtenir un arôme muscat dans des substrats pauvres ou dépourvus d'arômes terpéniques, l'arôme muscat étant obtenu par biosyn¬ thèse des linalols, géraniols, citronellols et leurs mélanges, par transfor- mation du géranyl-pyrophosphate accumulé intracellulairement.
Plus particulièrement, elle concerne les souches de levures modifiées pour lesquelles la synthèse du linalol est due à l'existence dans les levures sauvages d'un mécanisme enzymatique réprimé de transforma¬ tion du géranyl-pyrophosphate en linalyl-pyrophosphate activé par l'accumulation intracellulaire du géranyl-pyrophosphate, mécanisme jusqu'alors inconnu chez les levures.
Il est connu que chez les plantes supérieures, la biosynthèse du linalol n'est pas due à la transformation du géraniol mais à la déphosphory- lation du linalyl-pyrophosphate, lui-même produit de la transformation du géranyl-pyrophosphate.
Le linalyl-pyrophosphate n'étant pas lui-même un intermé¬ diare de la voie des stérois, la biosynthèse du linalol est indépendante de cette voie et des blocages qui peuvent y être induits par mutation.
L'existence dans la levure sauvage d'un mécanisme formateur de linalol à partir du géranyl-pyrophosphate a été démontrer de la manière suivante :
- une souche oenologique utilisée en Champagne, a été mise à sporuler et une spore (7a) ayant des performances technologiques proches de la souche d'origine a été croisée avec le mutant CM592 qui accumule du géranyl-pyrophosphate.
- Dans la descendance méiotique de cet hybride, les spores de type CM592 ont été sélectionnés et étudiés du point de vue du profil aromatique.
Le tableau 1 présente la production de terpènes dans la descendance de l'hybride 7a x CM592, hybride d'un descendant méîotique d'une souche oenologique (7a) et d'un mutant de laboratoire accumulant le géranyl-pyrophosphate obtenu conformément à la demande de brevet français n° 8714609 (CM592).
L'hybridation est obtenue selon les techniques connues de l'homme du métier. Les terpènes obtenus pour différentes souches sont dosés après 72 heures de culture en jus de raisin dilué, et les résultats comparés à ceux obtenus pour la souche sauvage et le mutant de laboratoire.
Les résultats montrent tout d'abord que le linalol est produit (lorsqu'il est produit) en quantité nettement supérieure à celle obtenue avec le mutant de laboratoire, dans un rapport avec le géraniol pouvant être supérieur à 1 (souche 7a- 13, 7a-26) caractéristique d'un arôme de type muscat.
De plus, il apparaît clairement que les hybrides ont d'une manière inattendue des rendements globaux en terpènes nettement supérieurs à celui du mutant de laboratoire. Cette augmentation suggère le fonctionnement de systèmes enzymatiques apportés par la souche oenologique.
Les souches 7a-5 et 7a-20 qui ne produisent pas de linalol apportent la preuve que la biosynthèse du linalol est indépendante de celle du géraniol et que cette synthèse est due au système enzymatique apporté par la souche sauvage.
L'examen de la decendance du croisement 7a x CM592 démontre donc l'existence chez la levure sauvage d'un mécanisme indépendant capable de générer du linalol en présence d'une accumulation intracellulaire de géranyl-pyrophosphate.
Ce résultat inattendu permet de construire des souches de levures industrielles capables de générer de nouveau l'arôme muscat au cours de la fermentation dans une matière première d'origine végétale complètement dépourvue de terpènes. TABLEAU 1 : Production de terpènes dans la descendance de l'hybride 7a x CM592 (7a est un descendant éiotique d'une souche oenologique et CM592 est un mutant de laboratoi¬ re accumulant du GPP) ; cultures de 72 heures en concentré de raisin dilué ; valeurs en mg/1.
Figure imgf000007_0001

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fermentation alcoolique de produits d'origine végétale, caractérisé en ce que l'on utilise des souches sauvages de levures industrielles modifiées afin d'obtenir un arôme muscat.
2. Procédé de fermentation alcoolique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les souches sauvages de levures industrielles sont choisies parmi les levures de souches oenologiques, brassicoles, de boulangerie, de distillerie. 3. Procédé de fermentation alcoolique selon la revendication
I, caractérisé en ce que les souches de levures sauvages sont modifiées par hybridation avec une levure mutante auxotrophe pour l'ergostérol, particulièrement avec une mutante de S. cerevisiae. . Procédé de fermentation alcoolique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les levures mutantes modifiées obtiennent l'arôme muscat par biosynthèse du linalol, géraniol, citronellol et leurs mélanges, particulièrement dans un rapport linalol/géraniol d'au moins 1.
5. Procédé de fermentation alcoolique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la biosynthèse du linalol, géraniol, citronellol et leurs mélanges est induite par accumulation intracellulaire du géranyl-py¬ rophosphate.
6. Procédé de fermentation alcoolique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les produits d'origine végétale sont pauvres ou dépourvus en arômes terpéniques. 7. Procédé de fermentation alcoolique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les produits d'origine végétale sont choisis parmi les dérivés du raisin particulièrement parmi les produits issus du pressage du raisin, plus particulièrement le moût, le jus de raisin, le vin et leurs mélanges. 8. Souches sauvages de levures industrielles modifiées par hybridation avec un mutant auxotrophe pour l'ergostérol, accumulant intracellulairement le géranyl-pyrophosphate pour obtenir l'arôme muscat dans des substrats pauvres en arôme, caractérisé en ce que l'arôme muscat est obtenu par biosynthèse du linolenol, géraniol, citronellol et leurs mélanges, par transformation du géranyl-pyrophosphate accumulé.
9. Souche sauvage de levures industrielles selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que la synthèse du linalol est due à l'existence dans les levures sauvages d'un mécanisme réprimé de transformation du géranyl-pyrophosphate en linalyl-pyrophosphate activé par l'accumulation intracellulaire du géranyl-pyrophosphate.
10. Utilisation d'une souche sauvage de levures industrielles modifiées définie selon les revendications 8 ou 9 pour la production de monoterpenes à partir de substrats d'origine végétale pauvres ou dépourvus de ces monoterpenes.
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