Diversité structurale des mannoprotéines de levure et son impact sur leurs propriétés fonctionnelles vis-à-vis des polyphénols du vin : focus sur le rôle de leur partie polysaccharidique

Les mannoprotéines de levure sont des protéoglycanes principalement localisés au niveau de la couche externe de la paroi cellulaire. Elles sont naturellement libérées dans les vins au cours de la fermentation et de l’élevage sur lies et peuvent également être ajoutées sous forme de produits dérivés de levure. Bien qu'elles présentent de nombreuses propriétés intéressantes en œnologie (impact sur la stabilité tartrique, la stabilité colloïdale, la couleur, …), les relations structure-fonction des mannoprotéines ne sont pas encore bien comprises. Ceci est lié à la diversité de composition et de structures moléculaires de ces macromolécules, elle-même liée à leur diversité d’origine. Avec pour objectif de progresser dans l’identification de ces relations structure-fonction, ce travail de thèse s’est focalisé sur la caractérisation de ces macromolécules et l’étude du rôle joué par les caractéristiques de leur partie polysaccharidique sur leurs interactions avec les tanins et les anthocyanes, en lien avec la stabilité colloïdale, l’astringence et la couleur des vins rouges. Les mannoprotéines étudiées ont été extraites à partir de quatre souches de levures sélectionnées dans cette optique : une souche œnologique commerciale, une souche de laboratoire et deux de ses mutants Mnn2 (absence de branchement des chaînes N-glycosylées) et Mnn4 (absence de groupements mannosyl-phosphates). L’extraction a été réalisée par des b-glucanases uniquement, de façon à conserver au mieux leur structure native. La caractérisation structurale des pools de mannoprotéines obtenus a permis de confirmer l’impact des mutations génétiques et de mettre en évidence des différences de conformation en solution. Les interactions entre mannoprotéines et tannins ont été étudiées à l’échelle moléculaire par calorimétrie de titration isotherme. Cette technique montre l’existence d’interactions de faible affinité entre mannoprotéines et tannins, dont la dépendance vis-à-vis de la température suggère la prédominance de liaisons hydrogène. Ces interactions ne sont pas affectées par la structure de la partie polysaccharidique. Leurs conséquences à l’échelle colloïdale ont été étudiés par diffusion dynamique de la lumière et par NTA (Nano-particle Tracking Analysis). Elles conduisent à la formation d’agrégats colloïdaux en faible nombre, de taille finie (fonction du ratio Tannin/MPs) et qui restent stables dans le temps. Là encore, la structure de la partie polysaccharidique n’a pas d’impact majeur sur la stabilité des agrégats formés. En revanche, cette structure à une influence sur la capacité des mannoprotéines à interférer dans les cinétiques d’agrégation et de précipitation qui résultent des interactions tanins-protéines (BSA). Cette capacité est très dépendante de sa densité et de son degré de branchement. La structure polysaccharidique affecte également la capacité des mannoprotéines à avoir un effet sur la couleur de la Malvidine-3-O-glucoside, celui-ci restant cependant faible.

Contact : Thierry Doco (INRAE, UMR SPO) et  Aude Vernhet (Institut Agro, UMR SPO)

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