GC-MS Aroma Designer joue un rôle important dans l'analyse des arômes, qui sont essentiels au goût du vin

Kanako Sasaki de l'Institute for Future Beverages, Research & Development Division, Kirin Holdings Company, Limited (préfecture de Kanagawa, Shonan iPark). La photo montre Aroma Designer, un chromatographe en phase gazeuse et spectromètre de masse (GC-MS) spécialisé dans l'analyse des arômes.

En collaboration avec l'Université d'Iwate, Shimadzu Corporation a développé Aroma Designer, un chromatographe en phase gazeuse et spectromètre de masse (GC-MS) spécialisé dans l'analyse des arômes. Il a été présenté à l'Institut des boissons du futur de Kirin Holdings Company, Limited, où il joue un rôle actif dans les développements technologiques liés au vin et à la bière.

 

Le monde complexe et profond des odeurs

L’odorat est considéré comme le moins étudié des cinq sens. La raison en est que les odeurs sont complexes. Le monde est rempli d’odeurs allant des arômes, qui nous procurent une sensation agréable, aux odeurs nauséabondes, qui sont perçues comme désagréables. Mais que sont exactement les odeurs ? La réponse est qu’il s’agit de substances chimiques volatiles, des molécules odorantes, si vous voulez. Ces molécules se comptent par centaines de milliers. Les caractéristiques d’une odeur proviennent de la combinaison de dizaines à centaines de molécules odorantes.

Par exemple, l'odeur étouffante des chaussettes provient de l'acide isovalérique, tandis que l'arôme de la vanille provient de la vanilline. Lorsque ces deux éléments sont combinés, nous obtenons l'arôme du chocolat. De plus, lorsque les concentrations des mêmes molécules odorantes changent, l'odeur change également. Le skatole, un composé extrait des excréments d'animaux, a une odeur d'excréments. Cependant, lorsque la concentration est réduite, il se transforme en une odeur fraîche semblable à celle de la menthe. En plus de ces complexités, ces sensations et préférences diffèrent selon les personnes, ce qui rend les évaluations objectives difficiles, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles l'analyse des odeurs est si difficile.

La difficulté de mesurer les odeurs

Diverses approches et instruments ont été développés pour l'évaluation objective de ces odeurs. En termes d'instruments, les composants des échantillons ainsi que leurs concentrations sont analysés à l'aide de la GC-MS. La méthode utilisée pour déterminer les odeurs associées à ces composants consiste à demander aux personnes de renifler les composants élués de la colonne GC-MS dans l'ordre. C'est ce qu'on appelle la méthode de reniflement des odeurs.

En revanche, la méthode d’omission est efficace pour les odeurs formées par la combinaison de plusieurs composants. Dans cette approche, un seul composant est omis et le sujet décide si sa perception de l’odeur a changé. Cependant, les odeurs se forment à partir de la combinaison de centaines de composants. Le processus consistant à étudier tous les composants d’un échantillon, à préparer chaque composant individuellement, puis à renifler et à comparer les échantillons avec les composants omis, dans l’ordre, est une tâche ardue.

Shimadzu Corporation, en collaboration avec l'Université d'Iwate, a développé Aroma Designer, un GC-MS spécialisé dans l'analyse des arômes. Les composants odorants sont isolés par le chromatographe en phase gazeuse (GC), et seuls les composants que l'analyste souhaite extraire sont envoyés au spectromètre de masse (MS). L'échantillon d'analyse est créé en collectant le reste dans un sachet de parfum.

Kanako Sasaki (Institute for Future Beverages chez Kirin Holdings Company, Limited), qui a décidé d'introduire l'instrument, a déclaré que lorsqu'elle a appris ce principe, « cela m'a ouvert les yeux, car je n'avais aucune idée qu'une telle approche existait ! Aroma Designer dissipe l'idée selon laquelle la GC-MS est un instrument utilisé uniquement pour l'analyse et fait tout, y compris l'automatisation du prétraitement. C'est vraiment une nouvelle façon de voir les choses », a-t-elle déclaré.

Sachet de parfum de créateur GC-MS Aroma

Sasaki est responsable des boissons à base de vin et développe des techniques permettant de modifier les composants aromatiques qui caractérisent le vin dans les processus de culture du raisin et de distillation du vin.

« Depuis quelque temps, je souhaitais poursuivre mes recherches sur les arômes composés formés par la combinaison de divers composants. Dans l'étude des arômes composés, bien que les odeurs soient perçues, il n'est souvent pas clair quels composants contribuent à l'odeur. J'ai décidé d'introduire Aroma Designer car en plus d'accélérer l'analyse en effectuant facilement un prétraitement, il était évident que les données souhaitées étaient obtenues en l'utilisant. Un système qui élimine automatiquement les composants que l'analyste souhaite extraire n'a pas de prix. »

Grâce à Aroma Designer, Sasaki a pu identifier les composants qui contribuent à l'arôme des fruits mûrs du vin Muscat Bailey A, un type de raisin utilisé dans les principaux vins rouges du Japon. Elle a présenté ses conclusions lors de la 75e conférence nationale de l'ASEV, organisée aux États-Unis par l'American Society for Enology and Viticulture en juin 2024. Il est désormais utilisé non seulement pour étudier le vin, mais aussi la bière.

De nouvelles avancées attendues dans l’analyse des odeurs

« La recherche sur les odeurs est en cours de développement et il reste encore beaucoup à expliquer. Des logiciels d’aide à la recherche, tels que des programmes dotés de fonctions de bibliothèque améliorées permettant de comparer les résultats d’analyse avec les composants des odeurs, seraient formidables. De plus, j’ai entendu dire que Shimadzu mène également des recherches sur les fonctions cérébrales. Les tests sensoriels sont indispensables pour l’analyse des odeurs, mais ils ont tendance à manquer de cohérence. J’espère qu’en utilisant les nouvelles technologies, il deviendra possible d’obtenir des évaluations objectives des sensations et des préférences. »

De gauche à droite : Kanako Sasaki de Kirin Holdings Company, Limited, Kazuhiro Kawamura, Yu Nagao et Motoo Kinoshita de la division des instruments d'analyse et de mesure de Shimadzu, et Hiroyuki Yamaguchi de la division des ventes et du marketing de Shimadzu.

Château Mercian, Vin Nouveau Japonais, Yamanashi Muscat Bailey A 2024. Disponible à l'achat (jusqu'à épuisement des stocks) chez Château Mercian Katsunuma Winery dans la ville de Koshu, préfecture de Yamanashi

Commentaires de Sasaki : « Chaque année, le 3 novembre, date de sortie du Yamanashi Nouveau, un « Nouveau vin japonais, Yamanashi Muscat Bailey A » est annoncé. Ce nouveau vin utilise comme matière première le raisin Muscat Bailey A, dont l’arôme est étudié à l’Institute for Future Beverages. J’espère qu’Aroma Designer continuera à être utilisé pour faire progresser l’étude des arômes, pour proposer des vins délicieux aux tables du monde entier. »