THOMAS A.
2, BAUCHART D.
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Centre INRA de Theix, QuaPA, 63122 St Genès Champanelle,
2Centre INRA de Theix, URH, 63122 St Genès Champanelle
Introduction
En Europe, les morceaux de viande à forte valeur ajoutée sont souvent consommés grillés ou frits à la poêle (friture plate) dans de l’huile qui peut pénétrer dans la viande. La plupart des études qui traitent de cette prise en huile et de ses effets sur la santé portent sur l’ingestion d’acides gras saturés connus comme un facteur augmentant les risques de maladies coronariennes, de cancers, de diabète et d’hypertension (Saguy et Dana, 2003). D’autres études ont pour leur part montré que la friture modifie la composition en acides gras (AGs) des produits, dans le saumon (Larsen et al, 2010) ou le porc (Haak et al, 2007), cette dernière étude démontrant un effet plus marqué avec l’utilisation d’huile d’olive. Malgré tout, la profondeur de pénétration de l’huile dans les aliments reste très peu documentée et est très variable à cause de la complexité des phénomènes de transfert mis en jeu.
Dans le cadre du projet ANR Lipivimus, des viandes de bœuf ont été enrichies en acides gras polyinsaturés (AGPI) et supplémentées en antioxydants au travers de l’alimentation animale. L’objectif de ce travail est d’analyser jusqu’où la teneur et le profil en AGs peuvent être modifiés par la pénétration d’huile de cuisson au cours d’une friture plate à température maîtrisée dans l’huile d’olive. La pénétration de l’huile a été évaluée par micro-imagerie par résonance magnétique nucléaire (IRM) pondérée en diffusion (DWI pour Diffusion Weighted Imaging). Cette technique donne la profondeur de pénétration de l’huile de friture dans l’échantillon avec une résolution de 100 µm. Parallèlement à l’IRM, la teneur et la composition fine des AGs des lipides ont été caractérisées par chromatographie en phase gazeuse (CPG) à partir de tranches fines de la viande obtenues à différentes profondeurs à partir du contact avec l’huile de friture.
Matériels et Méthodes
Les échantillons consistent en un ensemble de 9 cylindres de muscle Longissimus thoracis bovin (h : 30 mm, Di : 25 mm) issus de vaches de race Normande de réforme âgées de 5 ans recevant au cours de 100 jours de finition une ration à base d’aliment concentré (70%) et de paille (30%) (régime témoin) ou la même ration supplémentée en lipides (40g de lipides/kg d’aliment) apportés par des graines de lin extrudées, et en antioxydants de type vitamine E associée à un mélange d’extraits de plantes riches en polyphénols (régime LEPP). Les échantillons crus sont imagés en 3D par la technique DWI décrite ci-après. Une de leurs faces est ensuite plongée dans une huile d’olive maintenue à une température de 130 ou de 180°C (Tableau 1).
Echantillons de viande B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 B19 B20
Température de friture 180°C 180°C 180°C 130°C 130°C 130°C 130°C 130°C 130°C
Régime alimentaire LEPP LEPP LEPP LEPP LEPP LEPP T T T
Tableau 1 : Origine et température de friture des échantillons de muscle Longissimus thoracis issus de vaches de race
normande après 100 j de finition. Régime = aliment concentré et paille seul (T) ou supplémenté en graines de lin et en antioxydants (LEPP)
Les échantillons cuits sont à nouveau imagés puis tranchés suivant la profondeur de l’échantillon pour la détermination de la teneur en lipides totaux par la méthode de Folch et al (1957) et de la composition centésimale de leurs AG analysés sous forme d’esters méthyliques (préparés par trans estérification par le méthylate de Na et BF3/méthanol) par CPG (modèle Péri 2100, Périchrom, France) sur colonne capillaire polaire CP Sil 88 (L : 100m; Di : 0,25mm, Varian) avec l’hydrogène comme gaz vecteur (Scislowski et al, 2004).
La technique d’IRM DWI s’appuie sur la différence de coefficient de diffusion apparent entre les myofibres et les lipides (gras intramusculaire et huile de cuisson). L’emploi d’un coefficient de diffusion suffisamment élevé atténue le signal de l’eau rendant ainsi les lipides détectables et donc clairement visibles sur les images. Les IRMs ont été faites à 400 MHz sur un micro imageur Avance DRX400 (Bruker, GmbH, Ettlingen, Germany). Les échantillons sont placés dans une sonde radiofréquence de type birdcage de 32 mm de diamètre, utilisée en mode émission/réception. L’acquisition d’images est basée sur une séquence Spin Echo pondérée en diffusion avec une valeur élevée de b
(3500s/mm2). La DWI étant sensible à la température, l’échantillon est thermostaté à 25°C pendant les 4h35 que dure
l’acquisition. La résolution obtenue est de 500x500x100 µm3, le maximum de résolution correspondant à la direction de
pénétration de l’huile dans l’échantillon permettant l’extraction des profils résolus à 100 µm de la pénétration de l’huile par un traitement numérique de ces images 3D (64x64x240 voxels) développé sous le logiciel Matlab. Ce traitement comporte plusieurs étapes. Afin de s’affranchir des effets de bord, on extrait 800 profils issus d’un cylindre concentrique à l’échantillon mais de diamètre inférieur. A partir de ces profils, une correction de la planéité est réalisée. Ce traitement est effectué pour chacun des échantillons aux états cru et cuit. Enfin, pour chaque échantillon, la
quantification de la prise en huile est donnée par la différence entre les profils cuit et cru. Cette dernière étape permet de minimiser l’effet du gras intramusculaire dans les profils de prise en huile.
La hauteur d’échantillon plongée dans le bain d’huile est parfaitement maitrisée ainsi que la température de l’huile qui reste constante en cours de cuisson. La température de l’échantillon est mesurée à l’aide de 7 thermocouples tout au long du traitement à des distances de: 0,7, 2, 4, 6, 10 et 20 mm de la surface plongée dans l’huile. Après 6 minutes de cuisson, la viande est refroidie à température ambiante ; c’est majoritairement pendant cette phase de refroidissement que le film d’huile présent en surface de la viande pénètre dans la viande. Le transfert par conduction dans l’échantillon a aussi été simulé numériquement à l’aide du logiciel Comsol Multiphysics pour déterminer la température immédiatement sous la surface de l’échantillon (croute) là où elle ne pouvait être mesurée.
Résultats et discussion
Les images IRM correspondent à des coupes transversales d’un échantillon cru puis frit à 130°C. On observe le gras intramusculaire et l’huile de cuisson qui a pénétré sur quelques millimètres dans l’échantillon frit. A partir des blocs d’images 3D on extrait les profils moyens de pénétration de l’huile pendant la cuisson.
La figure A représente les profils moyens de prise en huile pour
l’ensemble des échantillons frits à 180°C (─) et à 130°C (─). La
pénétration est nettement plus importante à 180°C (~5 mm) qu’à 130°C (~2,5 mm). Pour interpréter ces résultats, les profils de température mesurés dans la viande pendant la cuisson ont été ajoutés. La prise en huile est cohérente avec les températures atteintes sous la surface. A 180°C, la température atteint plus de 100°C sur les 4 premiers millimètres sous la surface. L’eau qui est vaporisée lors de la friture se condense lors de la phase de refroidissement créant une dépression qui fait migrer le film d’huile adhérant à la surface vers l’intérieur du produit.
La figure B superpose le profil de prise en huile des échantillons supplémentés frits à 180°C et les teneurs en acide oléique mesurées par analyses CPG sur des tranches de l’échantillon plus ou moins éloignées de la face de cuisson (0-2, 2-4, 4-6 et 21-23 mm). La corrélation de la teneur en acide oléique (AG majeur de l’huile d’olive) pour tous les échantillons avec le signal RMN du gras, aux mêmes profondeurs est de R²=0,82. De la même façon, nous avons montré une corrélation de R²=0,70 entre les teneurs en AG totaux et le signal RMN du gras, obtenu cette fois sans correction à partir des images crues, pour prendre en compte à la fois l’huile et le gras intramusculaire.
Les analyses CPG ont porté également sur la composition des AG saturés et polyinsaturés des viandes en fonction de la profondeur. Mises en parallèle avec la prise en huile évaluée par IRM, elles montrent la prédominance de l’huile dans les premiers millimètres (de 0 à 4mm) sur la composition en AG pour les deux régimes des animaux, avec un effet d’imprégnation de l’huile de friture plus marqué à 180°C qu’à 130°C.
Conclusions
Cette étude montre que la DWI est bien adaptée à la micro-imagerie des gras intramusculaires et de la prise en huile lors de la friture. Une résolution de 100µm dans la direction de pénétration renseigne précisément sur l’augmentation de la teneur en lipides et AGs des viandes en fonction des paramètres de cuisson.
Ces résultats soulignent que lors de la friture plate de viande, la composition de l’huile de cuisson a un effet prépondérant sur la quantité et la composition des lipides dans les premiers millimètres sous la surface. En plus des efforts consentis lors de l’alimentation animale pour améliorer la composition en AG des viandes, leur amélioration sur le plan nutritionnel passe donc par une température de friture de 130°C plutôt que de 180°C et l’utilisation d’une huile de friture aux qualités nutritionnelles intéressantes. Ceci est d’autant plus vrai que le morceau est fin, comme dans le cas de steaks.
Références bibliographiques
Haak L., Sioen I., Raes K., Van Camp J., De Smet S., 2007. Food Chemistry, 102, 857-864. Larsen D., Queck S.Y., Eyres L., 2010. Food Chemistry, 119, 785-790.
Saguy I.S., Dana D., 2003. Journal of Food Engineering, 56, 143-152.
Scislowski V., Durand D., Gruffat D., Bauchart D., 2004. Lipids, 39, 125-133.
Folch J., Lees M., Sloane Stanley G.H., 1957. The Journal of Biological Chemistry, 226, 497-509.