Enological technics to enhance the aromatic qualities of white spirits 

Abstract

Eugenol has been identified as a quality marker in armagnac white spirits. In particular, those produced from the baco blanc variety, the only hybrid variety authorised in a french pdo, bred since 1898 from noah (vitis labrusca x v.riparia) and folle blanche (v. Vinifera). The varietal compound of baco blanc, eugenol has many original properties. A marker of the ontogenic resistance of baco blanc to botrytis cinerea, eugenol is also involved in perceptive interactions, contributing to the aromatic specificity of baco blanc white spirits, where it can be quantified at around 100 μg/l. Several forms of eugenol coexist, a free fraction and a ‘glycosylated precursor’ fraction, suggesting the potential for additional eugenol. This work identifies the factors that make it possible to optimise eugenol concentrations from the grape to the spirit using two complete factorial experimental designs for microvinification and distillation. The maturity of the baco blanc grapes was found to be the main factor influencing eugenol concentration (from 21% to 48% of the variability), whatever the form considered, in the wines and spirits. In other words, an early harvest resulted in a higher concentration of eugenol in the wines and spirits (77 to 87% increase). The use of aroma-releasing enzymes with β-glucosidase activity is the second parameter that mainly influences eugenol concentrations, leading to higher eugenol concentrations in baco blanc wines and white spirits (35% to 37% increase). These two oenological parameters are both levers for modulation by professionals. Particular attention is paid to aroma-releasing enzymes in order to promote high levels of free eugenol. The use of several enzyme preparations whose activities targeted different forms of aromatic precursors (α-arabinofuranose and β-glucosidase) reveals the potential existence of several glycosylated forms of eugenol. A more fundamental study determine the molecular form of these glycosylated precursors. Liquid chromatography techniques (hplc-qqq-ms/ms) guided by gas chromatography (hs-spme-gc/ms) developed in the laboratory were used to isolate, purify, identify and unambiguously quantify at least two eugenol precursors : geoside, the main precursor (>90 %), and citrusin c. This putative determination was confirmed by the use of enzymes purified on commercial standards of these molecules and on samples of baco blanc. Thus, for the first time, eugenol precursors have been identified within the vitis genus, further demonstrating the originality and diversity of baco blanc. Fundamental knowledge of the precursor forms has now been added to the factors already identified for eugenol valorisation in products made from this hybrid variety. The aim here is to suggest ways of enhancing the eugenol content, identified as a quality marker for baco blanc white spirits. This research shows that eugenol and its enhancement are not just subjects of study specific to armagnac, but a fundamental issue, particularly in terms of extending our knowledge of the chemical composition of sustainable and resilient hybrid vines.

L’œnologie au service de la valorisation aromatique des eaux-de-vie blanches

L’eugénol est identifié comme un marqueur de qualité des eaux-de-vie blanches d’armagnac. En particulier celles produites à partir de la variété baco blanc, seule variété hybride autorisée dans une aop française, sélectionnée à partir de 1898 à partir du noha (vitis labrusca x riparia) et la folle blanche (vitis vinifera). Composé variétal du baco blanc, l’eugénol possède de multiples propriétés originales. Marqueur de la résistance ontogénique du baco blanc à botrytis cinerea, l’eugénol est également impliqué dans des interactions perceptives participant ainsi à la spécificité aromatique des eaux-de-vie blanches de baco blanc où il peut être quantifié à hauteur d’environ 100 μg/l. Plusieurs formes de l’eugénol coexistent, une fraction libre ainsi qu’une fraction « précurseurs glycosylés », laissant entrevoir un potentiel d’eugénol supplémentaire. Ces travaux identifient les facteurs permettant d’optimiser les concentrations en eugénol du raisin jusqu’à l’eau-de-vie grâce à deux plans d’expérience factoriel complets de microvinifications et de distillation. Ainsi la maturité des raisins de baco blanc apparaît comme le facteur principal influençant la concentration en eugénol (de 21 à 48 % de la variabilité), quelle que soit la forme considérée, dans les vins et les eaux-de-vie. Autrement dit une récolte précoce, a permis une concentration en eugénol plus importante dans les vins et les eaux-de-vie (de 77 à 87 % d’augmentation). L’utilisation d’enzymes libératrices d’arômes, avec activité β-glucosidase, est le second paramètre influençant principalement les concentrations en eugénol et induisant des concentrations plus importantes en eugénol dans les vins et les eaux-de-vie blanches de baco blanc (35 à 37 % d’augmentation). Ces deux paramètres œnologiques sont autant de leviers de modulation pour les professionnels. Un éclairage particulier sur les enzymes libératrices d’arômes est apporté afin de favoriser des teneurs élevées en eugénol libre. L’utilisation de plusieurs préparations enzymatiques dont les activités ciblaient différentes formes de précurseurs aromatiques (α-arabinofuranose et β-glucosidase) dévoile l’existence potentielle de plusieurs formes glycosylées de l’eugénol. Une étude détermine de manière plus fondamentale la forme moléculaire de ces précurseurs glycosylées. Des techniques de chromatographie liquide (hplc-qqq-ms/ms) guidée par chromatographie gazeuse (hs-spme-gc/ms) développées au laboratoire, permettent d’isoler, de purifier, d’identifier et de quantifier sans ambiguïté au moins deux précurseurs de l’eugénol : le géoside, précurseur majoritaire (>90 %) et la citrusine c. Cette détermination putative est confirmée par l’utilisation d’enzymes purifiées sur les standards commerciaux de ces molécules ainsi que sur des échantillons de baco blanc. Ainsi et pour la première fois, des précurseurs de l’eugénol sont identifiés au sein du genre vitis, démontrant encore l’originalité et l’intérêt du baco blanc. La connaissance fondamentale des formes précurseurs s’ajoute désormais aux facteurs déjà identifiés pour la valorisation de l’eugénol dans les produits issus de cette variété hybride. Le but est ici de proposer des voies de valorisation de la teneur en eugénol, identifié comme un marqueur de qualité des eaux-de-vie blanche de baco blanc. Ces recherches montrent que l’eugénol et sa valorisation ne sont pas que des sujets d’études propres à l’armagnac mais bien un enjeu fondamental notamment l’élargissement des connaissances de la composition chimique aux vignes hybrides durables et résilientes.

Técnicas enológicas para realzar las calidades aromáticas de los aguardientes

El eugenol se ha identificado como un marcador de calidad en los aguardientes blancos de armagnac. En particular, los producidos a partir de la variedad baco blanc, la única variedad híbrida autorizada en una dop francesa, criada desde 1898 a partir de noah (vitis labrusca x v.riparia) y folle blanche (v. Vinifera). El eugenol, componente varietal del baco blanc, posee numerosas propiedades originales. Marcador de la resistencia ontogénica del baco blanco a botrytis cinerea, el eugenol interviene también en las interacciones perceptivas, contribuyendo a la especificidad aromática de los aguardientes de baco blanco, donde puede cuantificarse en torno a 100 μg/l. Coexisten varias formas de eugenol, una fracción libre y una fracción “precursora glicosilada”, lo que sugiere el potencial de eugenol adicional. Este trabajo identifica los factores que permiten optimizar las concentraciones de eugenol desde la uva hasta el aguardiente utilizando dos diseños experimentales factoriales completos para la microvinificación y la destilación. La madurez de las uvas blancas de baco resultó ser el principal factor que influye en la concentración de eugenol (del 21% al 48% de la variabilidad), cualquiera que sea la forma considerada, en los vinos y aguardientes. En otras palabras, una vendimia temprana dio lugar a una mayor concentración de eugenol en los vinos y aguardientes (aumento del 77 al 87%). La utilización de enzimas liberadoras de aromas con actividad β-glucosidasa es el segundo parámetro que influye principalmente en las concentraciones de eugenol, dando lugar a concentraciones de eugenol más elevadas en los vinos de baco blanc y en los aguardientes blancos (aumento del 35% al 37%). Estos dos parámetros enológicos son palancas de modulación por parte de los profesionales. Se presta especial atención a las enzimas liberadoras de aromas con el fin de promover niveles elevados de eugenol libre. La utilización de varios preparados enzimáticos cuyas actividades se dirigían a diferentes formas de precursores aromáticos (α-arabinofuranosa y β-glucosidasa) revela la existencia potencial de varias formas glicosiladas de eugenol. Un estudio más fundamental determina la forma molecular de estos precursores glicosilados. Se utilizan técnicas de cromatografía líquida (hplc-qqq-ms/ms) guiadas por cromatografía de gases (hs-spme-gc/ms) desarrolladas en el laboratorio para aislar, purificar, identificar y cuantificar sin ambigüedad al menos dos precursores del eugenol : el geósido, precursor mayoritario (>90%), y la citrusina c. Esta determinación putativa se confirmó mediante el uso de enzimas purificadas sobre patrones comerciales de estas moléculas y sobre muestras de baco blanc. Así pues, por primera vez se han identificado precursores del eugenol dentro del género vitis, lo que demuestra aún más la originalidad y diversidad de baco blanc. El conocimiento fundamental de las formas precursoras se añade ahora a los factores ya identificados para valorizar el eugenol en los productos elaborados a partir de esta variedad híbrida. El objetivo es sugerir formas de mejorar el contenido de eugenol, que se ha identificado como un marcador de calidad de los aguardientes blancos de baco blanc. Esta investigación demuestra que el eugenol y su valorización no son sólo temas de estudio específicos del armagnac, sino una cuestión fundamental, en particular la extensión del conocimiento de la composición química a las vides híbridas sostenibles y resistentes.