Volker Schneider1
1 Schneider-Oenologie, 55413 Weiler bei Bingen, Allemagne
schneider.oenologie@gmail.com
Résumé
Les bouchons à vis se distinguent par l’effet de barrière à l’oxygène de leurs inserts d’étanchéité. Un excès d’oxygène favorise le vieillissement oxydatif, un manque d’oxygène favorise le vieillissement réducteur par formation d’odeur de réduction. Le vieillissement réducteur sous des bouchons de bouteilles hermétiques est dû à la formation de niveaux accrus de composés sulfurés volatils, en particulier les thiols et H2S, dont l’odeur provoque des altérations réductrices. On s’oppose généralement à leur prévention par l’ajout de sels de cuivre avant la mise en bouteille, pour diverses raisons. Comme alternative, un revêtement fonctionnalisé pour les bouchons à vis a été développé. Il piège les thiols responsables de l’apparition de l’arôme réducteur après la mise en bouteille et protège en même temps les arômes fruités des variétés du vieillissement oxydatif grâce à son effet optimal de barrière à l’oxygène.
Introduction
Les vins blancs fruités développent différentes expressions sensorielles en vieillissant. La plus connue est le vieillissement typique, qui est intensifié par l’absorption d’oxygène à travers le système de bouchage de la bouteille. A l’inverse, il est largement évité par l’utilisation généralisée des capsules à vis, parfois avec des inserts de fermeture hermétique. Cependant, ces systèmes de fermeture favorisent le vieillissement dit réducteur par la formation d’altérations réductrices dans la bouteille. Le développement d’un revêtement fonctionnalisé pour les capsules à vis permet de sortir de ce dilemme.
Lorsqu’un vin est mis en bouteille avec différents types de bouchons on observe l’émergence de vins différents à partir du même vin initial. Dans les vins blancs, quatre expressions sensorielles différentes de la maturation et du vieillissement se développent essentiellement :
- Le vieillissement typique ou oxydatif,
- Le vieillissement atypique (ATA),
- L’arôme de pétrole,
- Le vieillissement réducteur.
Il ne fait aucun doute que tout vin blanc est soumis au vieillissement. Il s’agit de savoir quel type de vieillissement va avoir lieu et à quelle vitesse. Dans la plupart des vins, le système de fermeture de la bouteille, et notamment sa perméabilité à l’oxygène, joue un rôle prépondérant.
Des réactions chimiques et des composés odorants différents sont responsables de la formation des diverses formes de vieillissement. Deux d’entre elles sont prédéterminées par des facteurs viticoles. L’arôme de pétrole, par exemple, apparaît presque exclusivement dans les vins de Riesling obtenus à partir de raisins physiologiquement mûrs cultivés dans des conditions de climat chaud, tandis que le développement d’un vieillissement atypique est observé exclusivement dans les vins obtenus à partir de fruits stressés. L’apparition de ces deux types de vieillissement très spécifiques n’est pas liée à la disponibilité de l’oxygène. Par conséquent, il n’est pas influencé par la perméabilité à l’oxygène (« taux de transmission d’oxygène » (TTO)) du bouchon de la bouteille.
Indépendamment de cela, le développement de l’arôme de pétrole est considérablement accru avec les bouchons à vis car, contrairement aux bouchons à fermeture interne tels que les bouchons de liège, ceux-ci contiennent peu de matériaux susceptibles d’absorber le composé responsable de l’arôme de pétrole (TDN).
Vieillissement typique ou oxydatif
La situation est complètement différente avec le vieillissement oxydatif. Il est bien connu et est, globalement, l’expression sensorielle la plus courante du vieillissement des vins blancs. Il est principalement dû à l’entrée d’oxygène par le bouchon de la bouteille. Dans ce processus, des composés odorants sont formés sous l’influence de l’oxygène, dont le méthional, le benzaldéhyde, le 2-phénylacétaldéhyde, le 3-méthylbutanal et le furfural sont les plus importants et sont considérés comme des substances indicatrices (Escudero et al. 2002, Ferreira et al. 2003, Pons et al. 2015). Ce sont des aldéhydes supérieurs formés par l’oxydation de leurs alcools correspondants. Leurs notes aromatiques de noix, d’herbes sèches, de miel, de légumes cuits et de pommes de terre bouillies masquent de plus en plus l’arôme variétal fruité et provoquent un arôme madérisé bien distinct dans les cas extrêmes.
Contrairement à l’acétaldéhyde bien connu qui, sous sa forme libre, dégage son odeur typique de pommes abimées et de sherry et qui peut se combiner au dioxyde de soufre, ces aldéhydes supérieurs ne réagissent pratiquement pas avec le SO2. Par conséquent, leur formation ne peut être efficacement évitée par une mise en bouteille avec des niveaux accrus de SO2 libre. Les réactions qui conduisent à leur formation sont en grande partie irréversibles. Elles sont contrôlées par l’apport d’oxygène et considérablement accélérées par un stockage en bouteille à température trop haute.
Les capsules à vis s’opposent au vieillissement oxydatif car elles protègent relativement bien, voire hermétiquement, le vin embouteillé de l’absorption d’oxygène atmosphérique. C’est l’une des raisons de leur acceptation quasi universelle dans certains pays. En revanche, l’hypothèse selon laquelle les capsules à vis bien étanches protègent le vin contre tout type de vieillissement est fausse.
Les capsules à vis comme réponse au vieillissement oxydatif
Dans les vins blancs sensibles à l’oxygène, des différences d’absorption d’oxygène de plus de 5 mg/L O2 peuvent être relevées par des méthodes sensorielles. Cela a conduit à l’hypothèse initiale que le bouchon idéal pour ces vins devait fermer hermétiquement et empêcher toute entrée d’oxygène afin de préserver les arômes primaires fruités le plus longtemps possible. Comme les capsules à vis remplissent cette condition mieux que la plupart des systèmes de bouchage, rien ne s’opposait initialement à leur introduction généralisée. C’est surtout le cas lorsque, quelques mois après la mise en bouteille, l’oxygène dissous dans le vin et l’oxygène piégé dans l’espace de tête de la bouteille étant complètement combiné et consommés par le vin, le bouchon prend le contrôle du vieillissement oxydatif. Avec l’augmentation de la durée de stockage des bouteilles, l’influence du bouchon se fait de plus en plus sentir.
Importance de l’insert dans la capsule à vis
Contrairement aux idées reçues, les capsules à vis ne constituent pas un type de bouchage uniforme, mais se distinguent les unes des autres par différents systèmes d’étanchéité ayant des effets de barrière à l’oxygène différents.
Chaque capsule à vis se compose d’un cylindre extérieur en aluminium et d’un insert d’étanchéité à une ou plusieurs couches. Le cylindre extérieur fixe l’insert dans la bonne position et le presse sur le bord de la bouteille avec la pression requise. L’insert d’étanchéité assure l’étanchéité entre le produit et la capsule, scelle la bouteille et empêche la diffusion de gaz et de liquides. Il détermine l’étanchéité et la qualité fonctionnelle de la capsule à vis. L’étanchéité relative à l’oxygène atmosphérique est donnée par le « taux de transmission d’oxygène » (TTO) en µg O2/jour ou mg O2/an.
Grâce à leurs caractéristiques spécifiques, les inserts d’étanchéité non apparents constituent l’élément central des capsules à vis et leur finalité fonctionnelle. En d’autres termes : les capsules à vis sont aussi efficaces que le sont leurs inserts d’étanchéité. Ces derniers sont produits par des entreprises spécialisées. La multitude de fabricants de bouchons à vis n’est approvisionnée que par quelques fabricants d’inserts d’étanchéité.
À l’origine, les joints d’étanchéité étaient constitués d’élastomères simples, tels que le PVC ou le PE, qui étaient injectés dans le cylindre en aluminium. Dans le secteur vitivinicole, ces inserts se trouvent principalement dans les bouchons à vis MCA à jupe courte ou les bouchons à vis inviolables roll-on, qui sont utilisés de préférence dans le segment des vins simples et bon marché. Le TTO pour le PVC injecté est de 1,4 mg O2/an (Müller et Weisser 2002).
Les variantes à longue jupe (60 x 30 mm) telles que « Stellvin » ou « Longcap », qui nécessitent une finition du col de la bouteille en BVS sont maintenant considérées comme les meilleures. Au lieu d’élastomères injectés, ce sont des joints d’étanchéité multicouches qui sont principalement utilisés dans ces bouchons. On connaît deux variantes principales de ces joints d’étanchéité (figure 1) :
- Le liner Saranex™ est constitué d’une couche de mousse PE de 2 mm d’épaisseur recouverte des deux côtés d’une couche de PVDC (chlorure de polyvinylidène). La structure symétrique de cette doublure peut être décrite comme « PVDC-PE-PVDC ». Son TTO est de 1,0 à 1,5 mg O2/an avec une certaine dépendance vis-à-vis de la température (Vidal et al. 2011).
- Le revêtement en étain-saran est conçu de manière asymétrique, avec un côté de la couche de PE en contact direct avec le couvercle du cylindre en aluminium. Dans sa version traditionnelle, une fine feuille d’étain d’une épaisseur de 0,02 mm est appliquée sur le papier vers le bas du joint, ainsi qu’une couche de PVDC qui entre en contact avec le vin. La feuille d’étain constitue une barrière supplémentaire contre les gaz. Par conséquent, le TTO de cette doublure est de 0,0 mg O2/an (Vidal et al. 2011), soit une barrière absolue contre l’oxygène. Dans le cadre de la diversification de la gamme, des modèles s’écartant de cette norme ont depuis été développés, dans lesquels le papier est omis ou l’étain est remplacé par de l’aluminium.
On peut résumer que les bouchons à vis traditionnels se caractérisent par un faible TTO de seulement 0,0 à 1,5 mg O2/an et donc par un effet barrière à l’oxygène élevé à absolu. Les valeurs exactes résultent du système de fermeture utilisé. Pour pouvoir les classer, une comparaison avec les données TTO d’autres bouchons est utile.
Les bouchons agglomérés ont un TTO d’environ 1,0 mg O2/an, ce qui est à peu près comparable à celui des capsules à vis. Les bouchons synthétiques, en revanche, sont connus pour leur TTO parfois très élevé, allant jusqu’à 20 mg O2/an, mais des améliorations constantes et des différences peuvent être observées en fonction du fabricant et du processus de production. Le TTO des bouchons naturels varie également dans une large gamme entre 0,5 et 23 mg O2/an, avec de fortes fluctuations observées entre les lots individuels ainsi qu’entre les pièces individuelles au sein d’un même lot (Godden et al. 2005, Lopes et al. 2006, Karbowiak et al. 2010).
Vieillissement réducteur
Au tournant du millénaire, lorsque la capsule à vis hermétiquement fermée avec un revêtement en étain-saran a été introduite, les industries vinicoles australienne et néo-zélandaise ont joué un rôle de pionnier. L’une de leurs raisons était la recherche d’une meilleure préservation de l’arôme fruité variétal des vins blancs sous exclusion absolue de l’oxygène. Après un court délai, l’industrie vinicole de plusieurs pays européens a également adopté cette logique.
L’euphorie australienne initiale a rapidement fait place à une réflexion plus sobre lorsqu’une plus grande tendance des vins à développer des arômes décrits comme réducteurs ou sulfureux a été démontrée dans des conditions d’exclusion absolue de l’air, comme sous les capsules à vis doublées d’étain et de saran (Skouroumounis et al. 2005). Les données sensorielles ont été étayées par des données analytiques. Les lots scellés hermétiquement à l’étain-saran présentaient des niveaux plus élevés de sulfure d’hydrogène (H2S), de méthanethiol (méthyl mercaptan), de SO2 et de thiols aromatiques du Sauvignon blanc que les témoins embouteillés avec des systèmes d’obturation moins hermétiques (Ugliano et al. 2009, 2011, 2013, 2015, Scrimgeour & Wilkes 2014). Les niveaux élevés de méthanethiol et de H2S, deux composés sulfurés volatils (CSV) liés aux altérations réductrices, ont été précédemment associés à un manque d’oxygène dans les bouteilles hermétiquement fermées (Limmer 2005). Ils sont formés dans des conditions très réductrices par des voies purement chimiques à partir de précurseurs moins actifs sur le plan olfactif. Il s’agit notamment de leurs formes liées aux ions de métaux lourds, aux disulfures, aux thioacétates et aux acides aminés soufrés (Ferreira et al. 2018, Kreitman et al. 2018).
La formation abiotique de CSV malodorants et les arômes indésirables qui en résultent (caoutchouc brûlé, œufs pourris, chou cuit, ail, etc.) est appelée vieillissement réducteur. Ce terme est encore peu connu dans de nombreux pays. Le vieillissement réducteur est l’opposé du vieillissement oxydatif, qui est dû à la présence d’aldéhydes plus élevés et aux attributs aromatiques qui en découlent (herbes sèches, miel, légumes cuits, etc.).
L’apport d’oxygène par le système de fermeture de la bouteille choisie détermine si le vieillissement du vin est plus oxydatif ou plus réducteur. Ceci est illustré par la figure 2. Il s’agit d’un acte d’équilibre. Par rapport à la doublure en étain-saran, l’augmentation de TTO de 0 à 1,5 mg O2/an par l’utilisation d’une doublure en Saranex a donné lieu à des notes moins réductrices après deux ans de stockage en bouteille, mais en même temps à une augmentation des attributs aromatiques typiques du vieillissement oxydatif (Lopes et al. 2009).
Ces résultats soulignent l’importance de l’insert de fermeture du bouchon à vis et de son TTO. En outre, ils remettent en question la valeur de la barrière absolue à l’oxygène fournie par la doublure en étain-saran qui est unilatéralement préférée dans de nombreux pays. Dans tous les cas, ils placent le vinificateur devant le dilemme de devoir choisir entre le vieillissement oxydatif et le vieillissement réducteur. Dans les conditions réelles de stockage du vin embouteillé, il n’est guère en mesure de prévoir l’évolution de chaque vin.
Les altérations réductrices qui n’apparaissent que quelques mois après la mise en bouteille sont connues sous le nom d’arômes de réduction post-embouteillage. Elles ont connu une augmentation significative dans de nombreux pays après l’introduction de la capsule à vis. Contrairement aux pays du Nouveau Monde, où ce problème a été abordé et traité, ces arômes réducteurs sont encore souvent ignorés ou considérés comme des caractéristiques minérales dans les régions viticoles plus traditionnelles. Dans d’autres cas, on essaie de les éviter en ajoutant délibérément du sulfate de cuivre avant la mise en bouteille. Cependant, cette procédure est critiquée pour des raisons éthiques, toxicologiques, chimiques ou émotionnelles.
Concept d’un disque d’étanchéité fonctionnalisé pour prévenir le vieillissement réducteur
Pour les raisons susmentionnées, de nombreux vinificateurs n’utilisent pas de dosage préventif de cuivre avant la mise en bouteille pour éviter l’apparition d’un arôme réducteur après la mise en bouteille. En conséquence, les tentatives pour mettre le cuivre à la disposition du vin sous une forme immobilisée, afin qu’il n’entre pas en contact avec lui et ne s’y accumule pas, sont nombreuses. Une solution technique consiste à immobiliser le cuivre sur un matériau de support et à l’enfermer dans une membrane polymère perméable. Les thiols et le H2S responsables des arômes réducteurs se diffusent du vin à travers la membrane vers le cuivre immobilisé et s’y fixent de manière irréversible.
Ce concept a été transféré à un revêtement pour bouchons à vis. Sa structure est basée sur celle de la doublure conventionnelle en étain-saran, la feuille d’étain étant remplacée par une feuille d’aluminium. La préparation de cuivre immobilisée est située derrière la dernière couche de PE appliquée du côté du vin. La perméabilité de cette couche permet la migration des molécules à l’origine du goût de réduction du vin vers le cuivre, mais pas la migration du cuivre dans le vin. En même temps, la barrière absolue à l’oxygène de la doublure étain-saran est toujours garantie. L’objectif est de préserver l’arôme fruité par l’exclusion totale de l’oxygène et, en même temps, de réduire les molécules responsables du goût de réduction après la mise en bouteille. La figure 3 montre la structure de cette doublure fonctionnalisée capable d’absorber les CSV.
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Effet sur les thiols
Dans un premier test, l’effet de cette doublure a été vérifié sur un vin blanc (SO2 libre = 40 mg/L, Cu++ < 0,1 mg/L), qui a été mis en bouteille avec un goût de réduction clairement perceptible, scellé après inertisation de l’espace de tête avec de l’azote, et stocké en position verticale. La doublure traditionnelle en étain-saran a servi de comparaison. La figure 4 montre que le goût de réduction perceptible sensoriellement a disparu après huit mois de stockage sous la doublure fonctionnalisée. La perception sensorielle correspond au comportement des thiols tels que le méthanethiol et l’éthanethiol impliqués dans les goûts réducteurs post mise en bouteille, dont le contenu a été réduit à une fraction avec l’utilisation de la doublure active. La différenciation simultanée de la teneur en disulfure de diméthyle montre que l’effet de ce revêtement actif s’étend aussi indirectement aux disulfures.
Effet sur les précurseurs des mauvais goûts réducteurs
Les disulfures et les thioacétates sont des précurseurs essentiels des CSV malodorants et du goût réducteur qui en résulte après la mise en bouteille. Pour que ce concept innovant fonctionne réellement, un revêtement fonctionnalisé de cette manière doit également être capable d’éliminer les CSV au fur et à mesure qu’ils se forment dans la bouteille à partir de leurs précurseurs. Par conséquent, lors d’autres essais, les vins ont été dopés avec ces précurseurs, mis en bouteille dans des conditions inertes, scellés à l’aide de bouchons à vis équipés des doublures respectives, et stockés en position verticale.
La figure 5 montre les résultats pour les thioacétates. Après huit mois de stockage des bouteilles, leur contenu dans les bouteilles scellées avec la doublure active ne représentait que 47 % de celui de la doublure en étain-saran. Cependant, les thioacétates ne peuvent pas réagir directement avec le cuivre. Leur appauvrissement s’explique par un déplacement de l’équilibre dynamique entre eux et les thiols correspondants au cours du stockage. Les thiols résultants sont alors adsorbés par le revêtement actif. Cette adsorption des thiols accélère la décroissance des thioacétates et conduit finalement à leur diminution effective. En revanche, avec la doublure en étain-saran, les thiols formés s’accumulent et les thioacétates restent à un niveau plus élevé, ce qui se traduit par une intensité deux fois supérieure du goût de réduction perceptible au niveau sensoriel.
Des expériences analogues ont été réalisées après avoir dopé un vin avec des disulfures. La figure 6 montre les résultats après huit mois de stockage des bouteilles dans des conditions d’exclusion de l’oxygène. Par rapport à la doublure en étain-saran, la doublure fonctionnalisée a entraîné une diminution de 75 % du disulfure de diméthyle et de 100 % du disulfure de diéthyle. Dans le même temps, le méthanol s’est accumulé sous la doublure en étain-saran, ce qui ne s’est pas produit sous la doublure active, si bien que l’intensité de l’arôme de réduction perceptible au niveau sensoriel a été presque divisée par deux. Comme les disulfures ne peuvent pas réagir directement avec le cuivre, on peut supposer qu’ils sont d’abord réduits en thiols et qu’ils se lient ensuite au revêtement actif.
Effet sur les thiols aromatiques
L’influence du revêtement fonctionnalisé sur les thiols aromatiques était particulièrement intéressante. Il s’agit de substances aromatiques contenant du soufre et provoquant une odeur rappelant celle du fruit de la passion, de la goyave, du pamplemousse et du cassis. Ils sont sensibles au cuivre et à l’oxygène, comme les thiols responsables des arômes réducteurs. Ils sont présents en concentrations sensoriellement significatives dans les vins de Sauvignon blanc et de quelques autres cépages.
Le tableau 1 montre les résultats obtenus sur un Sauvignon blanc après 12 mois de stockage en bouteille en comparaison avec la doublure étain-saran. Les pertes en pourcentage des thiols aromatiques étaient à peine mesurables et non significatives. Elles étaient disproportionnellement inférieures à celles des composés responsables des goûts de réduction. Apparemment, la couche de PE qui sépare la couche active du nouveau liner du vin agit comme une sorte de filtre à molécules. Elle laisse passer plus facilement les thiols de faible poids moléculaire, le méthanethiol et l’éthanethiol, responsables des altérations réductrices, que les thiols aromatiques de poids moléculaire plus élevé.
Résultats à l’échelle industrielle
Dans un essai comparatif à grande échelle portant sur 21 vins en Australie et en Nouvelle-Zélande (Schneider et al. 2017), la doublure fonctionnalisée a montré un TTO à peine mesurable de près de 0,0 mg O2/an, ce qui est comparable à celui de la doublure traditionnelle en étain-saran. En conséquence, les pertes de SO2 pendant le stockage ont également été comparativement faibles.
Sur une période de 24 mois, aucune augmentation de la teneur en cuivre n’a été observée dans les bouteilles scellées avec le revêtement fonctionnalisé et stockées couchées. Les données obtenues pour le TTO et le cuivre prouvent que les CSV perçus sensoriellement comme des arômes de réduction sont réduits exclusivement par une liaison irréversible au cuivre immobilisé dans le nouveau liner. La somme des résultats obtenus indique que malgré les conditions de stockage sous une capsule à vis hermétique, le vieillissement réducteur causé par la formation de thiols malodorants peut être atténué de manière significative sans enrichir le vin en cuivre. Dans le même temps, l’exclusion de l’oxygène permit par ces capsules à vis est capable d’empêcher complètement le vieillissement oxydatif. Le vieillissement oxydatif et le vieillissement réducteur, en tant que problèmes opposés, perdent leur signification dans ces conditions.
Les vins qui ne sont pas enclins à développer un goût de réduction après la mise en bouteille se comportent de la même manière sous la doublure fonctionnalisée que sous la doublure en étain-saran. Dans ces cas, on observe une diminution des niveaux de méthanethiol de seulement 27 % en moyenne, ce qui empêche toute différenciation sensorielle.
La doublure fonctionnalisée contre le vieillissement réducteur est désormais disponible dans le commerce sous le nom d’ALKOvin active®.
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