Vitamins are essential compounds to yeasts, and notably in winemaking contexts. Vitamins are involved in numerous yeast metabolic pathways, including those of amino acids, fatty acids, and alcohols, which suggests their notable implication in fermentation courses, as well as in the development of aromatic compounds in wines. Although they are major components in the course of those microbial processes, their significance and impact have not been extensively studied in the context of winemaking and wine products, as most of the studies focusing on the subject in the past decades have relied on relatively insensitive and imprecise analytical methods. Therefore, this review provides an extensive overview of the current knowledge regarding the impacts of vitamins on grape must fermentations, wine‐related yeast metabolisms, and requirements, as well as on the profile of wine sensory characteristics. We also highlight the methodologies and techniques developed over time to perform vitamin analysis in wines, and assess the importance of precisely defining the role played by vitamins in winemaking processes, to ensure finer control of the fermentation courses and product characteristics in a highly complex matrix.

Vitamins are major cofactors to numerous key metabolic pathways in enological yeasts, and both thiamine and biotin, notably, are believed to be essential to yeast fermentation and growth, respectively. In order to further assess and clarify their role in winemaking, and in the resulting wine, alcoholic fermentations of a commercial Saccharomyces cerevisiae active dried yeast were conducted in synthetic media containing various concentrations of both vitamins. Growth and fermentation kinetics were monitored and proved the essential character of biotin in yeast growth, and of thiamine in fermentation. The synthetic wine volatile compounds were quantified, and notable influences of both vitamins appeared, through a striking positive effect of thiamine on the production of higher alcohols, and of biotin on fatty acids. Beyond the evidence of this influence on fermentations and on the production of volatiles, this work proves, for the first time, the impact held by vitamins on wine yeasts’ exometabolome, investigated through an untargeted metabolomic analysis. This highlighted chemical differences in the composition of synthetic wines through a notably marked influence of thiamine on 46 named S. cerevisiae metabolic pathways, and especially in amino acid-associated metabolic pathways. This provides, overall, the first evidence of the impact held by both vitamins on the wine.

Nutrition vitaminique des levures en conditions oenologiques: Les vitamines sont des composés importants pour les levures œnologiques, essentiels au maintien de la vie cellulaire et à une meilleure résistance aux stress. De plus, elles jouent un rôle primordial dans de nombreuses voies métaboliques importantes, telles que celles de l'azote, des lipides ou du soufre. Elles ont donc un impact important sur la levure lorsqu'elles sont déficientes, entraînant une diminution de la croissance, des fermentations lentes et l'accumulation de composés indésirables.Pourtant, bien que leur impact sur les levures semble aussi crucial que celui de la nutrition azotée, les vitamines restent un domaine peu étudié de l'œnologie, n'ayant pratiquement pas fait l'objet d'études pendant des décennies. L'absence de méthode analytique pour quantifier les vitamines et leurs diverses formes, les vitamères, dans les moûts de raisin et les vins, est l'une des causes de cette méconnaissance en l'œnologie.Pour remédier à ce problème, ce projet de doctorat s'est concentré sur le développement d'un outil analytique nouveau et accessible pour quantifier 8 vitamines, et leurs vitamères (formes) respectives, dans les moûts blancs. Cette méthode basée sur la chromatographie a permis de caractériser les profils de 142 moûts d'origines, de variétés et de millésimes différents. Elle a permis de mettre en évidence la grande variabilité des teneurs en vitamines des moûts, tout en prouvant, pour la première fois, l'existence de vitamères dans ceux-ci. Cette méthode se veut également un outil de diagnostic fiable en œnologie pour évaluer les ressources vitaminiques dont disposent les levures pour la fermentation.La consommation de vitamines et de vitamères par les levures de vin en milieu œnologique a ensuite été étudiée et a mis en évidence l'existence de sources vitamériques préférentielles dans ces levures - dont les caractéristiques sont espèce-dépendantes, ce qui constitue un premier indice que des levures différentes puissent avoir des besoins différents. Trois vitamines, notamment, se sont révélées essentielles pour Saccharomyces cerevisiae : les vitamines B1, B5 et B8 semblent affecter soit sa croissance, soit sa fermentation, soit les deux. Le seuil de besoin en ces vitamines a toutefois été déterminé dans le cadre de ce projet, ce qui permet de mieux comprendre la nutrition des levures oenologiques.Les conséquences des carences en vitamines ont en outre été étudiées ici - et ont mis en évidence des impacts significatifs sur les volatiles et la composition globale des vins synthétiques. Cette pertinence se traduit par leur impact sur le métabolisme de la levure, mis en évidence par des approches métabolomiques non ciblées. Outre ces impacts des vitamines sur la composition des vins synthétiques, ce projet de doctorat offre la première preuve de leur impact sur les profils aromatiques des vins par le biais d'analyses sensorielles. Il a également mis en évidence l'aspect complexe des vitamines et leur gestion difficile dans un contexte plus global de nutrition de la levure, grâce au caractère omniprésent et complexe des interactions qui ont lieu entre ces vitamines et d'autres nutriments. Dans l'ensemble, cette thèse éclaire un domaine inexploré de l'œnologie et ouvre la voie à de nouvelles recherches