Global survey of the microbial ecosystem during alcoholic fermentation in winemaking

Abstract

The alcoholic fermentation is a crucial winemaking step. Its failure is problematic. In spite of several studies to understand and elucidate these problems wine global microbial ecology has never been considered. Using conventional microbiological methods and sensitive molecular tools we monitored the alcoholic fermentations of different red grape varieties in several cellars located in Bordeaux area. These observations were made during three successive vintages in different oenological conditions. The effect of the addition of commercial active dried yeast and of initial cold maceration was studied. All these factors were compiled and their effects on microbial changes were investigated. Some of them acted directly on the microbial population of berries surface at the harvest time and should have impact on alcoholic fermentation. They could modify the microbial changes which in some cases could lead to sluggish fermentation. In these cases, we focused on the Brettanomyces bruxellensis spoilage problem. The risk of further contamination was discussed according to the alcoholic fermentation development.Résumé: La fermentation alcoolique est une étape déterminante de la vinification. Son échec ainsi que ses fins difficiles et languissantes sont problématiques. Pour comprendre et élucider ces problèmes, de nombreuses études ont été réalisées. Mais jamais l'écologie microbienne du raisin et du moût n'avait réellement été prise en compte. L'objectif de ce travail est de démontrer l'importance de la diversité microbienne, et, notamment du nombre et des espèces de levures présentes sur la baie de raisins et dans le moût, sur le déroulement de la fermentation alcoolique. En utilisant des méthodes classiques de microbiologie : dénombrement des différentes populations microbiennes sur des milieux de culture sélectifs et des méthodes moléculaires d'identification des espèces et des souches microbiennes, nous avons suivi les fermentations alcooliques de plusieurs lots de différents cépages et dans différents domaines de la région bordelaise. Ces suivis ont été réalisés durant trois millésimes successifs. Ils ont permis d'étudier plusieurs pratiques oenotechniques comme la dose de SO2 ajoutée dans le moût lors de la cuvaison, l'utilisation de souches de levures commerciales ou le recours à la flore indigène et la mise en oeuvre de macérations initiales à froid. Tous ces facteurs ont été comparés et leurs effets sur le consortium microbien étudiés. Certains agissent directement sur les populations microbiennes présentes sur la baie de raisin au moment des vendanges et se répercutent sur le déroulement de la fermentation alcoolique. Certains paramètres de la diversité microbienne peuvent conduire à des cas de fermentations alcooliques languissantes. Dans ce cas, nous nous sommes concentrés sur l'espèce d'altération : Brettanomyces bruxellensis. Les risques de contamination par cette espèce ont été soulevés et discutés selon le déroulement de la fermentation alcoolique. Microbial ecosystems during the alcoholic fermentation-104 ...

Significance of Brettanomyces and Dekkera during Winemaking: A Synoptic Review

“…These conditions are created once alcoholic fermentation is completed and traces of residual sugars allow them to proliferate more easily. Malolactic fermentation (MLF) and ageing in used barrels have therefore been recognised as the most critical stages of wine production for Brettanomyces/Dekkera contamination (Chatonnet et al, 1992(Chatonnet et al, , 1995Fugelsang et al, 1993;Licker et al, 1998;Renouf et al, 2006b;Suárez et al, 2007). During MLF, Brettanomyces/Dekkera spp.…”

Yeast and bacteria analysis of grape, wine and cellar equipments by PCR-DGGE

“…They were also known to intervene during the first step of the winemaking (Renouf et al, 2006a). It was also the case of the Candida stellata, Candida cantarelli, Mestchnikowia fructicola and Pichia anomala yeast species (Clemente-Jimenez, 2004;Renouf et al, 2006e).…”

“…Before fermentations, yeast and bacteria species Other works reported that these species and their growth in must could be influenced by oenological practices such as the sulphite dioxide addition (Ciani et Pepe, 2002), the use of initial cold maceration (Renouf et al, 2006e), the addition of commercial strain starter (Raspor et al, 2002), and, also by the oxygenation (Strehaiano, 1990) and chemical parameters of must (Bely et al, 1990;Alexandre and Charpentier, 1998).…”

“…Retention of many yeast and bacteria species on cellar equipment surface can be considered as indigenous microflora reservoirs leading to some microbial cellar specificity (Renouf et al, 2006d) but also as source of contaminants agents. Hence, it was recommended to proceed at efficient barrels and tanks cleaning before their use.…”

Diversity in Spoilage Yeast Dekkera/Brettanomyces bruxellensis Isolated from French Red Wine. Assessment During Fermentation of Synthetic Wine Medium

“…These faults cause large economic losses 13 . In the last fifteen years, studies regarding these microorganisms have multiplied in a significant way 3,6,7,20,31,35 and indicate a desire to understand the behaviour of Brettanomyces and to prevent or at least control its development in the winemaking process.…”