Comparaison de 4 ans de résultats sur la détermination de la concentration en anthocyanes des baies (Vitis vinifera L. CV Pinot Noir) avec un capteur optique basé sur la fluorométrie

Magali LAFONTAINE, Sabrina SAMER, Manfred STOLL
*Corresponding author*: M. LAFONTAINE Email : magalie.lafontaine@hs-gm-de

Abstract

The aim of this study was to find a method assessing non-destructively the maturity and anthocyanin concentration of Vitis vinifera L. cv. Pinot noir providing a tool to better estimate the variability within a vineyard. Besides the CIELa*b* using the visible reflectance spectrum and hyperspectral imaging (combining short- wave-infrared (SWIR) images and vis/NIR images), a hand-held optical sensor (Multiplex3® (Force-A, Orsay, France) based on chlorophyll fluorescence screening showed promising results. Indeed, a relationship between the Multiplex3 index and the anthocyanin concentration was already shown. However, whether this relationship is stable over different ripening seasons has not been proven yet. Grapes of Pinot noir (planted in 2003 and grafted on SO4 rootstock) were collected at different phenological stages over four ripening seasons (2011-2014) at Geisenheim (Germany). The berries were segregated according to their density using a flotation method to avoid discrepancies in sugar concentration. After sorting, Multiplex3® measurement were applied. To assess anthocyanin concentration the “Harbertson- Adams” method was used in berry skin and compared to the “Iland” method for anthocyanins in homogenates. A fairly good correlation was found between the two methods (R2=0.92). Marked differences between the seasons were observed and it seemed that anthocyanins accumulation was increased by warmer conditions during the ripening stage. The Multiplex3® chlorophyll index (SFR_R) was inversely linearly correlated to the total soluble solids (°Brix). Furthermore the Multiplex3® anthocyanins index (FERARI) was correlated with the concentration of anthocyanins (R2=0.91). Even better results were obtained when analyzing the years separately. The correlations were validated with randomly selected and representative berry samples and compared to measurements on bunches measured in the field.

Keywords : grape maturity, anthocyanins, Vitis Vinifera L. cv. Pinot noir, non-destructive sensors, Multiplex®

Résumé

Le but de cette étude était de trouver un procédé de mesure non-destructive de la maturité et des anthocyanes pour du Vitis vinifera L. cv. Pinot noir pour l’utiliser comme outil pour mieux estimer la variabilité dans un vignoble. En parallèle de la mesure de la couleur des baies en évaluant le spectre de réflexion dans le visible et l'imagerie hyperspectrale (combinant des images dans le visible, proche et moyen infrarouge- SWIR et NIR), un capteur optique portatif, Multiplex3® (Force-A, Orsay, France) basé sur le principe de fluorimétrie après excitation a montré des résultats prometteurs. En effet, une corrélation entre certains indices du Multiplex3® et la concentration en anthocyanes a déjà été précédemment établie. Toutefois, il n'a pas encore été montré que cette relation était stable au cours de la maturation pour différents millésimes. Des grappes de Pinot noir (vignoble planté en 2003 et greffé sur SO4) ont été prélevées à différents stades phénologiques au cours de quatre saisons (2011-2014) à Geisenheim (Allemagne). Les baies ont ensuite été séparées en fonction de leur densité en utilisant une méthode de flottation pour supprimer l’hétérogénéité de concentration en sucre et finalement mesurées avec le Multiplex3®. L’analyse de la concentration en anthocyanes des pellicules a été effectuée selon la méthode «Harbertson-Adams» et comparée à la méthode «Iland». Une assez bonne corrélation a été établie entre ces deux méthodes (R2=0.92). Des différences prononcées ont été observées sur l’évolution des anthocyanes pour les différents millésimes et il semblerait que des températures plus élevées au cours de la phase de maturation favorise leur accumulation. Une corrélation linéaire négative a été établie entre l'indice de chlorophylle du Multiplex3® (SFR_R) et le taux de sucre des baies. De plus, l'indice des anthocyanes du Multiplex3® (FERARI) était lui aussi corrélé avec la concentration actuelle des anthocyanes (R2=0.91). Une amélioration de la prédiction était cependant possible lors de l'analyse séparée des différentes années. Finalement, les corrélations ont été validées avec des échantillons de Pinot noir sélectionnés aléatoirement sur un essai porte-greffe et comparées à des mesures effectuées sur grappes au vignoble.

Mots-clefs : maturité des baies, anthocyanes, Vitis Vinifera L. cv. Pinot noir, capteur non-destructif, Multiplex®