Fungal biodiversity in a new winery and population dynamics in the winery (Saccharomyces cerevisiae) and in aging cellar (Brettanomyces bruxellensis)
Biodiversité fongique dans une nouvelle cuverie et dynamique des populations en cuverie (Saccharomyces cerevisiae) et en cave d'élevage (Brettanomyces bruxellensis)
Résumé
The interspecific fungal biodiversity (Illumina Mi-Seq) and the dynamics of Saccharomyces cerevisiae and Brettanomyces bruxellensis species were studied in a new winery and/or in 3 aging cellars, more specifically on the floor, the walls, the equipment and the outside of the barrels. In the new winery, an initial fungal consortium (yeasts and molds) is already present on all the winery environments before the arrival of the first harvest. This consortium consists of fungal genera such as Aureobasidium, Alternaria, Didymella and Filobasidium. These genera, that persist during two vintages, are not specific to the winery environment and seem to be adapted to natural or anthropic environments due to their ubiquitous character. The initial consortium is enriched by oenological genera (e.g. Hanseniaspora, Saccharomyces) that are introduced into the winery either by the harvest or by potential transfers between the different environments of the winery. However, these genera do not seem to persist or establish due to their low adaptation to the stressful conditions of the winery environment. The dynamics of wild S. cerevisiae in the new winery was also studied. No isolates belonging to this species were found before the arrival of the first harvest, confirming that this species is not specific to the winery environment and its presence is related to the alcoholic fermentation activity. However, the results obtained suggest a potential colonization of the new winery environment by certain S. cerevisiae strains. These so-called « colonizing » strains showed a higher capacity to form biofilms compared to non-implanted strains. This study highlights the importance of the winery environment that constitutes a true ecological niche for fungal populations capable of implantation during the winemaking process. In the environment of the 3 aging cellars, the equipment and the outside of the barrels (in direct contact with wine) are the environments that seem to be favorable for the development and installation of cultivable microbial populations (yeasts and lactic acid bacteria) and spoilage microorganisms (acetic acid bacteria and B. bruxellensis), unlike the floor and the walls where low microbial populations were found. Recurrent strains of B. bruxellensis have been found on both the equipment and the outside of the barrels and could be the cause of wine contamination during aging. These recurrent strains showed greater biofilm formation and resistance capacities which could explain the persistence of B. bruxellensis in aging cellars. These results highlight the importance of equipment cleaning and the regular monitoring of wines during aging in order to limit the contaminations.
La biodiversité fongique interspécifique (Illumina Mi-Seq) et la dynamique des espèces Saccharomyces cerevisiae et Brettanomyces bruxellensis ont été étudiées au sein d’une nouvelle cuverie et/ou dans 3 caves d’élevage, plus particulièrement sur le sol, les murs, le matériel vinaire et l’extérieur des fûts. Dans la nouvelle cuverie, un consortium fongique (levures et moisissures) de départ est déjà présent sur tous les environnments étudiés avant l’arrivée de la première vendange. Ce consortium est constitué de genres tels que Aureobasidium, Alternaria, Didymella et Filobasidium. Ces genres qui persistent pendant deux millésimes, ne sont pas spécifiques de l’environnement de la cuverie et semblent être adaptés à tous les environnements naturels ou anthropiques au regard de leur caractère ubiquiste. Le consortium de départ est enrichi par des genres œnologiques (exemple : Hanseniaspora, Saccharomyces) qui sont introduits dans la cuverie soit par les vendanges, soit par des transferts potentiels entre les différents environnements de la cuverie. Cependant, ces genres ne semblent pas persister ou s’implanter probablement dû à leur faible adaptation aux conditions stressantes de l’environnement de la cuverie. La dynamique de la flore indigène S. cerevisiae dans la nouvelle cuverie a été également étudiée. Aucun isolat appartenant à cette espèce n’a été retrouvé avant l'arrivée de la première vendange confirmant que cette espèce n’est pas spécifique de l'environnement de la cuverie et que sa présence est en lien avec l'activité des fermentations alcooliques. Cependant, les résultats obtenus suggèrent une colonisation potentielle de l’environnement de la nouvelle cuverie par certaines souches de S. cerevisiae. Ces souches dites « colonisatrices » ont présenté une capacité plus élevée à former des biofilms comparée à celle de souches non implantées. Cette étude met en évidence l’importance de l’environnement de la cuverie qui constitue une véritable niche écologique pour les populations fongiques capables de s’implanter au cours du processus de vinification. Dans l’environnement des 3 caves d’élevage, le matériel vinaire et l’extérieur des fûts (en contact direct avec le vin) sont les environnements qui semblent favorables au développement et à l’installation des populations microbiennes cultivables (levures totales et bactéries lactiques) et des microorganismes d’altération (bactéries acétiques et B. bruxellensis), contrairement au sol et aux murs où des populations faibles ont été trouvées. Des souches récurrentes de B. bruxellensis ont été retrouvées sur le matériel et sur l’extérieur des fûts et pourraient être à l’origine de la contamination de vins au cours de l’élevage. Ces souches récurrentes présentent des capacités de formation de biofilms et de résistance plus importantes qui pourraient expliquer la persistance de B. bruxellensis dans des caves d’élevage. Ces résultats soulignent l’importance du nettoyage du matériel vinaire et du suivi microbien régulier des vins au cours de l’élevage afin de limiter les contaminations.
Origine : Version validée par le jury (STAR)