Influence de la cinétique de réfrigération sur la qualité technologique et la texture de la viande

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1 Pôle Viandes Fraîches et Produits Transformés Juillet 2010 Influence de la cinétique de réfrigération sur la qualité technologique et la texture de la viande Antoine VAUTIER, Eric GAULT, Thierry LHOMMEAU, Jean-Luc MARTIN, Alain LE ROUX, Jean-Luc VENDEUVRE

2 Sommaire Introduction Matériel et méthodes Schéma expérimental Cuisson et mesure de la texture des rôtis Traitements statistiques Résultats discussion Cinétiques de réfrigération pour les deux abattoirs Résultats du tri précoce sur le ph ultime Fréquence de déstructuration des jambons Résultats de qualité de viande (couleur, pertes d exsudat et texture après cuisson)... 9 Conclusions Remerciements Références bibliographiques Annexe

3 Introduction Les conditions de refroidissement des carcasses et leur influence sur la cinétique de chute de la température des carcasses sont fréquemment citées comme des facteurs pouvant influencer la qualité technologique de la viande. La majorité des travaux sur le sujet ont mis en évidence une influence significative de la cinétique de réfrigération sur la vitesse de chute du ph. Le refroidissement accéléré entraîne ainsi une baisse de l apparition du défaut PSE sur carcasse (HONIKEL, 1987). Il semble que cette influence a davantage été observée sur la longe (HAMBRECHT, 2003 ; SPRINGER, 2003) que sur le jambon (JOSELL, 2003). L influence du système de refroidissement sur la qualité technologique finale, notamment sur le ph ultime, est par contre moins nette : selon DRANSFIELD (1991), HAMBRECHT (2003), SPRINGER (2003) et JOSSEL (2003), la cinétique de refroidissement n a pas d effet sur le ph ultime, à l inverse des résultats présentés par McFARLANE (1996) montrant une hausse du ph ultime lors d un refroidissement rapide. Au niveau de la qualité sensorielle, il semble que le refroidissement rapide de la carcasse entraîne une baisse de la tendreté de la viande : en effet, VAN DER WALL (1995), et REES (2002) montrent une augmentation de la force de cisaillement appliquée à des échantillons de Longissimus Dorsi lorsque les carcasses subissent un refroidissement accéléré, ce qui en plus de l augmentation des pertes d exsudat est caractéristique du phénomène de «coldshortening» (HONIKEL et al., 1986). Les travaux de REES (2003) montrent également des notes de tendreté et d acceptabilité globale plus faibles lors d un refroidissement rapide. Dans leurs travaux, DRANSFIELD (1991) et DEVINE (1999) observent que les hautes températures observées dans les premières heures post-mortem chez les animaux de type PSE (ou sur des carcasses faiblement réfrigérées) réduisent significativement l activité enzymatique de certaines protéases. Les protéases (calpaïnes et calpastatines) intervenant dans les processus de maturation de la viande (KOOHMARAIE, 1986 ; HUFF-LONERGAN, 2001), il est alors probable que la cinétique de refroidissement des carcasses montre une incidence sur l aptitude à maturer de la viande. L objectif de cette étude donc est de vérifier certaines hypothèses concernant l influence de la cinétique de réfrigération sur la qualité de la viande en conditions industrielles : quelle est, dans la gamme de variation observée, l influence des conditions de réfrigération (température à coeur) sur les principaux prédicteurs de la qualité technologique (phu, couleur, exsudat) et sur la texture et l aptitude à maturer de la viande (force de cisaillement et force de résistance à la compression)? 3

4 1. Matériel et méthodes 1.1. Schéma expérimental La comparaison de deux vitesses de réfrigération en abattoir industriel peut poser certains problèmes au moment de l interprétation des résultats, notamment au niveau du biais qu on peut s attendre à rencontrer sur les données de qualité technologique entre sites industriels (abattoirs aux caractéristiques différentes: cadence d abattage, système d amenée à l anesthésie, type d anesthésie, type de saignée, bassin de production, élevages différents). Une solution envisagée pour s affranchir de ce biais consiste en la réalisation d un tri sur le ph ultime des carcasses, mais cette donnée est également une mesure sur laquelle nous souhaitons connaître l impact de la cinétique de réfrigération. L alternative choisie dans cette étude consiste en un tri réalisé à chaud sur une valeur de ph ultime prédite de manière précoce (méthode précoce de prédiction du ph ultime, VADO-KOVACS et al., 1985). Les jambons désossés (4D) et filets désossés issus de ces carcasses ont été sélectionnés par cette méthode. L étude de l incidence de la cinétique de réfrigération mérite également d être étudiée sur des niveaux de qualité technologique différente, la question de l interaction entre ces deux paramètres pouvant être soulevée. Une comparaison mettant en jeu deux niveaux de ph ultime (bas : phu de 5.4 à 5.6, et élevé : phu de 5.8 à 6.0) a donc été planifiée. Cette stratification supplémentaire permettra de plus d introduire davantage de variabilité au niveau de l exploration de l incidence de la réfrigération sur la qualité technologique de la viande. Le calcul des effectifs a été basé sur un objectif de puissance statistique suffisante pour permettre d obtenir une comparaison comparaison efficace de la texture de la viande après cuisson (test de Warner-Bratzler). Ainsi, pour mettre en évidence une différence, si elle existe, de l ordre de 5N entre les résultats de force de cisaillement mesuré sur des rôtis après cuisson, un effectif de 36 carcasses est nécessaire par modalité (test bilatéral avec α=0.05 ; 4 modalités en tout : deux types de réfrigération x deux niveaux de ph ultime). Enfin, la réponse du type de réfrigération sur l aptitude à la maturation de la viande (VAUTIER et al., 2004) a également été testée de façon différentielle sur l ensemble des longes sélectionnées (maturation supplémentaire de 5 jours sur une partie de la longe), certains auteurs mentionnant un effet de la réfrigération différent selon le délai post-mortem choisi pour la cuisson et l analyse de texture de la viande (REES et al, 2002). Technique de mesure précoce du ph ultime Le ph ultime peut être déterminé de manière précoce le jour de l abattage dans un délai très court (environ 15 minutes) et avec une bonne précision et un biais limité (r=0.93, biais entre 0.01 et 0.02 ; BOULARD et al., 1996). Ce protocole mis au point par VADA-KOVACS en 1985 et testé sur muscles de bovin (JABET et al., 1994) puis porcin (BOULARD et al., 1996) necessite un prélèvement (environ 3 gr.) de muscle Semi membranosus réalisé sur carcasse en fin de chaine d abattage (figure 1). Le prélèvement est immédiatement broyé dans une solution de 1,5% de Triton X100 puis incubé pendant 10 minutes au bain-marie à 37 c. Le ph ultime est ensuite estimé par mesure directe avec un ph-mètre (SYDEL) équipé d une eléctrode au Xérolyt (Mettler Toledo, LoT406-M6-DXK-S7/25). 4

5 Figure 1. Principe de la mesure précoce du ph ultime en abattoir (BOULARD et al., 1996) Mesures effectuées pour chacune des deux modalités de réfrigération à partir des carcasses sélectionnées précocément sur le ph ultime Jambons : le ph ultime a été mesuré sur le muscle Semi membranosus à 24 heures post-mortem, la mesure de la couleur (l*, a*, b*) a été effectuée sur le Gluteus Medius immédiatement après la découpe primaire. Après désossage/parage des jambons (jambons 4 D), une mesure du caractère déstructuré a été réalisée selon la grille de notation IFIP (2005). Longes : excepté la mesure du ph ultime du longissimus mesuré sur carcasse, le reste des mesures qualité ont étéé réalisées sur le filet désossé/paré sans chaînettes. Une partie (proximale ou distale, alternativement) de ce filet a été prélevée pour analyse de la force de cisaillement (test Warner Bratzler) et de la force de résistance à la compression (test TPA) après cuisson standardisée (J+2) (HONIKEL, 1998), une seconde (proximale ou distale, alternativement) a subit une maturation de 5 jours en sacs sous-vidprélèvement de 10gr. a été réalisé à l emporte-pièce au centre du filet de manière à réaliser les mesures d exsudat (méthode EZ ; OTTO et al., avant analyse de la texture suivant le même protocole (J+7). Un 2004). Organisation de la sélection de carcasse et des mesures de qualité technologique Tableau des effectifs par traitement : Tri des carcasses ph de 5.4 à 5.6 ph de 5.8 à 6.0 Total Traitement Effectifs (nb de carcasses) Réfrigération rapide 36 Réfigération lente 36 Réfrigération Réfigération rapide lente

6 Les mesures et prélèvements réalisés en abattoirs seront limités par le nombre de broyages nécessaires à la détermination du ph ultime théorique (environ 100 carcasses par journée maximum). Deux séries de prélèvements (abattage + découpe) ont été nécessaires par abattoir Cuisson et mesure de la texture des rôtis Les échantillons de Longissimus ont subit une cuisson en sac sous vide dans un four en chaleur humide (FRIMA). La température à cœur cible était de 75 C. La mesure de la force maximale de résistance au cisaillement (test de Warner Bratzler, WBST) et la mesure de la force de résistance à la compression (test de pénétrométrie) ont été réalisées à l aide d un Texturomètre TA-Xt plus (STABLE MICRO SYSTEM) selon les recommandations de HONIKEL et al. (1998). 6

7 Four RIMA avec contrôle de la température à cœur. Texturomètre TX-ta (STABLE MICROSYSTEM) Cellule pour mesure de la force de résistance à la compression Préparation des échantillons (HONIKEL et al., 1998) Suivi de la force de résistance au cisaillement (WBST) 1.3. Traitements statistiques La comparaison des données (ph1, ph ultime précoce, ph 24, couleur, mesures de force de cisaillement et de compression) entre lots et modalités testées, et la comparaison des résultats selon la note de déstructuration (jambons), a été réalisée par les procédures GLM, LSMEANS, CORR et REG du logiciel S.A.S. V8.02 (SAS Institute). 7

8 2. Résultats discussion 2.1. Cinétiques de réfrigération pour les deux abattoirs Les pentes des courbes de suivi des températures pour des carcasses de poids identiques montrent entre les deux abattoirs ont une vitesse de réfrigération nettement distincte pour les deux premières heures post-mortem (figure 2). Ces écarts de température varient entre 3.3 et 4.0 C à cœur des jambons pour une mesure à 2 heures post-mortem. Figure 2. Chute de la température interne du Semimembranosus selon la cinétique de refroidissement (refroidissement lent vs refroidissement rapide) pour des carcasses de poids identique Température ( c) Poids de carcasse = 83 kg Refroidissement lent Semimembranosus interne Refroidissement lent température ambiante Refroidissement rapide Semimembranosus interne Refroidissement rapide température ambiante Température ( c) Poids de carcasse = 90 kg Refroidissement lent Semimembranosus interne Refroidissement rapide Semimembranosus interne Refroidissement lent température ambiante Refroidissement rapide température ambiante Temps (min.) 2.2. Résultats du tri précoce sur le ph ultime Le tri précoce sur le ph ultime a permis d obtenir un ph moyen (ph triton X100) équivalent entre les deux abattoirs (5.73 vs 5.71 ; ns tableau 1). De même, le ph ultime sur le Longissimus et le Semimembranosus à 24 heures post-mortem (ph24 LT, ph24 SM) ne sont pas différents entre abattoirs (5.72 vs 5.73 ; 5.65 vs 5.64, respectivement). Tableau 1. Résultats du tri sur le ph ultime précoce sur les caractéristiques technologiques des carcasses par cinétique de refroidissement et par niveau de ph (R: cinétique de réfrigération ; C : classe de ph ultime précoce) Cinétique de réfrigération Réfrigération lente Réfrigération rapide n=140 lent rapide ph bas ph haut ph bas ph haut R C R x C ph 1 6,37 6,37 6,40 6,34 6,39 6,36 ns ns ns ph TritonX100 5,73 5,71 5,54 a 5,91 b 5,49 a 5,92 b ns ph 24 SM 5,72 5,73 5,58 a 5,87 b 5,59 a 5,86 b ns ph 24 LT a 5.75 b 5.52 a 5.76 b ns Poids de carc. (kg) p.= < 0,0001 < 0,0001 < ,7 95,1 92,6 ab 96,8 ab 91,4 a 98,8 b ns 0,0006 ns ns ns ns 8

9 Ces résultats, combinés avec l absence de différence significative dans les moyennes de ph1 et un type génétique mâle unique (Piétrain), contribuent à garantir le même niveau de qualité technologique entre les deux abattoirs. Les niveaux de ph ultime (ph24lt et ph24sm) trouvés dans les deux abattoirs indiquent, comme signalé par Dransfield et al. (1991), Van der Wall et al. (1995) et Tomovič et al. (2008), que les cinétiques de refroidissement testées dans cette étude n'ont pas d'effet sur le ph ultime Fréquence de déstructuration des jambons Nous retrouvons au tableau 2 les caractéristiques physicochimiques propres au défaut viandes déstructurées : le défaut est associé à des ph ultimes bas et une couleur de viande plus claire conformément au résultats rencontrés dans les précédentes études (Vautier et al., 2008). Nous ne notons pas ici de différences cohérentes de ph1 entre notes de déstructuration, ce qui confirme que cette mesure davantage pertinente pour la détection du défaut PSE n est pas le paramètre le plus déterminant dans l apparition du défaut jambon déstructuré (Vautier et al., 2008). Tableau 2. Résultats de qualité de viande (jambons) et caractéristiques de la carcasse par classe de défaut «jambon déstructuré» Classe de défaut n=136 Fréquence du défaut (%) Refroidissement lent Refroidissement rapide ph 1 ph 24 SM L* GM Poids de carcasse (kg) Pourcentage de maigre (%) 1 53,6 80,6 6,40 5,77 a 47,0 a 93,5 58,6 2 23,2 13,4 6,27 5,68 ab 49,2 b 96,6 60,0 3 14,5 6,0 6,38 5,54 b 50,5 b 96,3 60,3 4 8,7 0,0 6,53 5,48 b 50,0 ab 93,0 60,3 p.= 0,0023 0,0266 < 0,0001 0,0004 ns 0,0535 Le défaut jambon déstructuré est trois fois moins fréquent lorsque la cinétique de refroidissement est rapide que lorsqu elle est lente (6,0 % et 23,2 % de classe de défaut 3+4, tableau 1). Ces résultats permettent d identifier la cinétique de réfroidissement au cours des deux premières heures post mortem comme un facteur de risque critique dans l apparition du défaut jambon déstructuré, comme décrit par Hugenschmidt et al. (2009) Résultats de qualité de viande (couleur, pertes d exsudat et texture après cuisson) La cinétique de réfrigération n'a pas d'influence significative sur la clarté (L*) des muscles Longissimus et Gluteus Medius (L*GM et L*LT), comme décrit par Van der Wall et al. (1995) et Tomovič et al. (2008). L exsudat est moins important lorsque la cinétique de refroidissement est plus rapide (3,02 % et 3,81 %, refroidissement rapide et refroidissement lent respectivement, p. = 0,02 ; tableau 3). Ces résultats sont en accord avec les précédentes études portant sur la cinétique de réfrigération : Van der Wall et al. (1995), Sammel et al. (2002), Hambrecht et al. (2003), Tomovič et al. (2008) et Kurt et Klont (2010). 9

10 Le test de Warner-Bratzler révèle une différence significative de texture: après deux jours de maturation, la force de cisaillement est plus élevée pour les échantillons de viande issue de la réfrigération rapide que pour la viande issue de la réfrigération lente (23,1N et 19,1N respectivement, p. < 0,0001) et cette différence n est pas présente après sept jours de maturation (18,3N et 19,4N respectivement, ns). Ces observations sont en accord avec les données de Rees et al. (2002) montrant une augmentation significative de la force de cisaillement lors d une réfrigération rapide à deux jours de maturation, mais pas à six jours de maturation. Il est probable que le refroidissement rapide réduise ici l'activité de protéolyse dans les premiers jours d attendrissage, sans produire les conditions de cold-shortening comme évoqué par Rees et al. (2002), le «cold-shortening» étant notamment caractérisé par une augmentation importante des pertes en exsudat (Honikel et al., 1986). Les résultats de compression ne montrent pas d effet significatif de la cinétique de réfrigération testée ici, à deux jours comme à sept jours post-mortem. Tableau 3. Résultats de qualité de la viande (jambons et longes) et caractéristiques de la carcasse par cinétique de refroidissement et par niveau de ph. Cinétique de réfrigération Réfrigération lente Réfrigération rapide n=140 lent rapide ph bas ph haut ph bas ph haut R C R x C L* GM 48,0 47,9 50,0 a 46,0 b 49,4 a 46,5 b ns L* LT 48,4 47,9 50,0 a 46,7 b 50,0 a 45,8 b ns Drip Loss (%) 3,81 a 3,02 b 4,86 x 2,76 y 4,22 x 1,81 y 0,0249 WBST2 (N) 19,1 a 23,1 b 18,9 x 19,4 x 22,6 y 23,6 y < 0,0001 p.= < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 WBST7 (N) 19,4 18,3 19,2 19,5 18,7 17,9 ns ns ns PEN2 (N) a 49.2 ab 52.9 ab 46.5 b ns ns PEN7 (N) ab 35.8 ab 39.1 a 34.6 b ns ns Poids de carc. (kg) 94,7 95,1 92,6 ab 96,8 ab 91,4 a 98,8 b ns 0,0006 ns R: cinétique de réfrigération ; C:classe de ph ultime précoce ns ns ns ns ns 10

11 Conclusions Les deux systèmes industriels de refroidissement testés dans cette expérience ont montré un écart de 4 degrés après deux heures de réfrigération. Le refroidissement rapide a réduit le niveau d exsudat (- 21 %) et augmenté la force de cisaillement (+ 21 %) du muscle Semimembranosus cuit à deux jours de maturation, mais n'a eu aucune influence sur la force de cisaillement après sept jours de maturation. Ces résultats indiquent un réduction de la vitesse de maturation en cas de réfrigération rapide, mais la différence de réfrigération n'a pas été suffisante pour induire des conditions de cold-shortening. La cinétique de réfigération a une forte influence sur la fréquence d apparition du défaut jambons déstructurés : à niveau égal de ph ultime, de ph précoce et de poids de carcasse, la fréquence du défaut est supérieure quand le taux de refroidissement est lent. La cinétique de refroidissement et la chute du ph dans les premières heures post mortem (Kurt et Klont, 2010) pourrait être un facteur technologique clef dans la maîtrise de la fréquence d apparition du défaut jambons déstructurés. Cette étude a fait l objet d une publication aux 55ème congrès de l ICOMST Remerciements Cette étude financée par Inaporc a été réalisée avec l aide des abattoirs de Chérancé (Ferme de Vallégrain) et de Lapalisse (Forez Porc). Nous les en remercions. 11

12 Références bibliographiques Dransfield E., Ledwith M.J., Taylor A.A., Effect of electrical stimulation, hip suspension ans ageing on quality of chilled pig meat. Meat Science 29: Devine C.E. Devine, N.M. Wahlgren and E. Tornberg., Effect of rigor temperature on muscle shortening and tenderization of restrained and unrestrained beef muscle Longissimus thoracicus et lumborum, Meat Science 51 (1), pp Boulard J., Chevillon P., Comparaison de deux methodes d estimation précoce de la qualité technologique des viandes. Techniporc, 19:6.96. Hambrecht E., Eissen J.J., Verstegen M.W.A., Effect of processing plant on pork quality. Meat Science 64: Honikel K., Reference methods for the assessement of physical caracteristics of meat. Meat Science, 49: Hugenschmidt G., Hadorn R., Scheeder M., Wenk C., Effect of early and ultimate ph in raw ham on destructured zones in cooked cured ham. In Proceedings 55th International Congress of Meat Science and Technology, Copenhagen, Denmark. ITP., Grille de notation du défaut «déstructuré» des muscles de la cuisse de porc. Jabet S., Détection précoce du ph ultime de carcasses de gros bovins : comparaison de trois méthodes. Viandes et Produits Carnés, 15:5. Josell Å., Von seth G., Tornberg E., Sensory and meat quality traits of pork in relation to post-slaughter treatment and RN genotype. Meat Science, 66, 1, Kurt E., Klont R. (2010). WHC of pork from Petrain-sired pigs measured under different commercial slaughterhouse conditions in Germany. Fleischwirtschaft : Otto G., Roehe R., Looft H., Thoelking L., Kalm E. (2004). Comparison of different methods for determination of drip loss and their relationships to meat quality and carcass characteristics in pigs. Meat Science, 68: Rees M.P., Trout G.R., Warner R.D., Tenderness of pork m. Longissimus Thoracis et Lumborum after accelerated boning. PartII. Effect of post-slaughter ageing. Meat Science 61: Sammel L.M., Hunt M.C., Kropf D.H., Hachmeister K.A., Kastner C.L., Johnson D.E., Influence of chemical chararcteristics of beef inside and outside Semimembranosus on color traits. Journal Of Food Science 67: Springer M.P., Carr M.A., Ramsey C.B., Miller M.F., Accelerated chilling of carcasses to improve pork quality. Journal of Animal Science, 81, 6, Tomovic M.V., Petrovic L., Dzinic N.R., Effects of rapid chilling of carcasses and time of deboning on weight loss and technological quality of pork Semimembranosus muscle. Meat Science 80: Vada-Kovacs M., Rapid glycolysis test for detection of DC beef in slaughter line. European Meeting of Meat Research Workers, pp

13 Van Der Wall P.G., Engel B., Van Beek G., Veerkamp C.H., Chilling pig carcasses: effects on temperature, weight loss and ultimate meat quality. Meat Science 40: Vautier A., Boulard J., Bouyssière M., Houix Y., Minvielle B., Prediction level of meat quality criteria on «pse-like zones» defect of pork s ham. In Proceedings 54th International Congress of Meat Science and Technology, Cape Town, South Africa. 13

14 Annexe 14

15 Article ICOMST

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19 Antenne Rennes La Motte au Vicomte B.P Le Rheu Cedex Tél. : + 33 (0) Fax : + 33 (0) ifip@ifip.asso.fr - Antenne Toulouse 34 bd de la Gare TOULOUSE Tél. : + 33 (0) Fax : + 33 (0) Antenne Maisons-Alfort 7, avenue du Général de Gaulle MAISONS-ALFORT Tél. : + 33 (0) Fax : + 33 (0) Avec le concours financier d INAPORC Étude financée au titre du programme national de développement agricole et rural. IFIP 2010

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