La gestion des protéines est un pilier fondamental, bien que complexe, de deux filières majeures : la production de vins de haute qualité et l'élevage des ruminants. Si les objectifs diffèrent - clarté visuelle et stabilité sensorielle pour le vin, croissance et productivité pour l'élevage - les deux domaines partagent une exigence commune : la compréhension fine de la dynamique des protéines et de leur impact sur la qualité finale du produit.
La dynamique des protéines en vinification : entre stabilité et esthétique
La précipitation des protéines est l'un des phénomènes les plus critiques à gérer en vinification, car il peut compromettre visiblement la clarté et l'élégance visuelle du vin fini. Ce problème, qui apparaît souvent en bouteille après la mise en bouteille, est lié à la présence de protéines instables qui, en s'agrégant, forment des précipités altérant l'aspect et la stabilité du produit. Il survient principalement dans les vins blancs et rosés, mais peut également affecter les vins rouges jeunes, notamment ceux vinifiés avec des technologies à faible impact.
Les protéines du vin proviennent essentiellement du raisin et leur quantité varie en fonction du millésime. Ce sont de très grosses molécules formées par une succession d'acides aminés. Il existe des milliers de protéines différentes mais seulement vingt acides aminés. Il s'agit de briques qui servent à la construction d'enzymes et à la reproduction de levures pendant la fermentation. La stabilité est l'un des aspects les plus importants lors de l'évaluation de la qualité d'un vin. Les protéines liées à la pathogénèse (PR) sont les principales molécules instables qui provoquent le trouble protéique dans la plupart des vins blancs, rosés et effervescents. Les deux sous-classes principales dans le vin sont les protéines de type thaumatine (TLP) et les chitinases.
Méthodes de diagnostic et traitement des instabilités
Pour éviter la précipitation des protéines, un diagnostic précoce et précis de l'état colloïdal du vin est essentiel. Le test de chaleur, consistant à chauffer un échantillon de vin à 80 °C pendant 30 minutes et à observer la formation de turbidité, est la référence.
La bentonite est l'agent clarifiant des protéines par excellence. Argile naturelle d'origine volcanique, la bentonite possède une charge électrique négative qui lui permet de se lier aux protéines instables et de les éliminer efficacement. Le dosage dépend de la qualité de la bentonite et de la quantité de protéines présentes, mais varie généralement entre 30 et 100 g/hL. Toutefois, son utilisation peut provoquer une perte d'arômes et, pour ce qui concerne les vins effervescents, une forte diminution de la qualité de la mousse par élimination de protéines.
Parmi les alternatives modernes, le chitosane, dérivé de la chitine (généralement d'origine fongique), est un biopolymère aux propriétés clarifiantes, antimicrobiennes et antioxydantes. Des solutions enzymatiques, comme Rapidase Proteostab, agissent sur les chitinases et les protéines de type thaumatine. Cette enzyme protéolytique (endopeptidase) nécessite un traitement thermique préalable pour déplier les protéines instables et permettre leur hydrolyse, assurant ainsi la stabilité sans recourir systématiquement à la bentonite.
Quel est le but de l’enzyme pectique ?
Les enjeux éthiques et les substances animales dans le vin
Le processus de vinification, bien que basé sur une fermentation naturelle, nécessite souvent des étapes de clarification pour obtenir un vin limpide. Depuis des siècles, les vignerons ont recours à des collages, c'est-à-dire l'ajout de substances (appelées agents collants) pour éliminer les particules en suspension comme les levures mortes ou les résidus de peau.
Il est important de souligner que, contrairement aux idées reçues, tous les vins ne sont pas incompatibles avec une alimentation vegan ou végétarienne. Cependant, certains agents de clarification sont d'origine animale :
- Protéines d'œuf (ovalbumine) : Utilisées pour adoucir les tanins et clarifier les vins rouges.
- Caséine : Protéine issue du lait, utilisée pour atténuer le brunissement des vins blancs et rosés.
- Colle de poisson (ichtyocolle) : Extraite des vessies natatoires, très efficace pour les vins blancs et effervescents.
- Gélatine : Issue des tissus animaux (bovins/porcins), utilisée pour réduire l'agressivité des tanins.
- Sang animal : Une pratique obsolète et interdite en Europe depuis les années 1990 suite à la crise de la "vache folle".
Si la plupart de ces agents sont éliminés lors du processus de collage, l'aspect éthique demeure crucial pour le consommateur. Des alternatives comme la bentonite ou le choix d'une approche minimaliste, où le temps agit comme clarifiant naturel, se développent. En Europe, la mention "vin vegan" ou l'absence de collage ("vin non collé, non filtré") devient un indicateur de plus en plus recherché.
Nutrition et métabolisme des protéines chez les ruminants
Si le vin gère les protéines pour sa stabilité, l'élevage des ruminants les gère pour la productivité. Dans ce cadre, l'alimentation des ruminants se fait à l'aide de fourrages et de concentrés. Chez les ruminants, l'essentiel de la digestion a lieu à l'aide de micro-organismes dans le rumen. Les bactéries et protozoaires de cette panse dégradent les aliments en nutriments, et synthétisent des protéines (sous forme d'acides aminés) qui pourront ensuite être assimilées par les animaux via leur intestin.
Les besoins protéiques des ruminants sont exprimés en PDI (Protéines digestibles dans l'intestin). L'activité microbienne du rumen nécessite de l'énergie et de l'azote pour être efficace. Une ration est composée en grande partie de fourrages, aliments bon marché et riches en fibres, et peut être complétée avec des concentrés. Les valeurs de PDIN (Protéine digestible dans l'intestin permise par l'azote) et PDIE (Protéine digestible dans l'intestin permise par l'énergie) sont essentielles pour équilibrer la ration.
Stratégies d'équilibrage des rations
Chez la vache laitière, les acides aminés limitants sont souvent la lysine et la méthionine. Si les besoins ne sont pas couverts, une baisse de la teneur protéique du lait est observée. L'éleveur doit choisir entre différentes stratégies :
- La ration complète : Mélange préalable de fourrages et concentrés (gain de temps).
- La ration semi-complète : Complémentation concentrée réservée aux vaches hautement productrices.
- La complémentation individualisée : Ajustement précis aux besoins de chaque animal.
Un bon fonctionnement du rumen est validé par le rapport Rmic (Ratio microbien), qui doit être supérieur à une valeur seuil (Rmin). Si le rapport est inférieur, la ration doit être ajustée, souvent en substituant une partie des céréales par un concentré plus riche en azote.
La crise de la "vache folle" et l'évolution des réglementations
Le débat sur l'utilisation de protéines animales dans l'alimentation des animaux d'élevage puise ses origines dans la crise de l'encéphalopathie spongiforme bovine (ESB), identifiée en Grande-Bretagne en 1986. Cette maladie à prion, transmissible à l'homme par la consommation de tissus nerveux contaminés, a bouleversé les pratiques agricoles.
Les farines animales, produites à base de parties non consommées de carcasses, ont été au centre de cette crise. En réponse, l'Union européenne a instauré le "Feed Ban" en 2001, interdisant l'utilisation de protéines animales dans l'alimentation des animaux d'élevage, avec des dérogations limitées pour le poisson chez les non-ruminants.
Vers une réintroduction contrôlée des protéines animales
Depuis quelques années, face à la rareté des cas d'ESB, le débat sur l'allègement de ces mesures a repris. En 2021, le règlement (UE) n° 2021/1372 a autorisé l'utilisation de protéines animales transformées (PAT) d'origine avicole et porcine dans l'alimentation respective des porcs et des volailles, tout en maintenant l'interdiction du cannibalisme et l'utilisation de PAT d'origine bovine.
Cette évolution répond à un besoin d'autonomie protéique, l'Europe dépendant fortement des importations de soja latino-américain. La réintroduction des PAT, si elles sont produites localement, présente un avantage environnemental, tout comme le développement des légumineuses qui permettent une fixation naturelle de l'azote dans les sols. Toutefois, la vigilance reste de mise, la sécurité sanitaire ne pouvant tolérer aucun risque de contamination croisée.
L'efficience protéique et les enjeux sociétaux
Le concept de "feed versus food" questionne la compétition entre l'alimentation humaine et animale. L'efficience de conversion des protéines mesure le rapport entre les protéines ingérées par l'animal et celles produites pour la consommation humaine. Dans de nombreux systèmes d'élevage de ruminants, cette efficience est proche de 1.
Le défi futur réside dans l'optimisation de cette conversion. L'utilisation de technologies de traitement thermique, telles que le "toastage" ou l' "extrusion", vise à augmenter la digestibilité des protéagineux dans l'intestin, bien que leur viabilité économique reste un sujet de discussion. L'avenir de la filière repose sur un équilibre entre performance technique, respect du bien-être animal et transparence vis-à-vis d'un consommateur de plus en plus attentif à la traçabilité des produits, qu'il s'agisse d'un verre de vin ou d'une ration alimentaire.