COMPARAISON DE METHODES D’EVALUATION DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DE LA CARCASSE CHEZ LES BOVINS PAR META-ANALYSE
AL-JAMMAS M. (1,2), VERNET J. (1,2), AGABRIEL J. (1,2), ORTIGUES-MARTY I. (1,2)
(1) INRA UMR1213, HERBIVORES, THEIX, F63122 ST GENÈS CHAMPANELLE. (2) CLERMONT UNIVERSITÉ, VETAGRO SUP, UMR 1213 HERBIVORES, BP 10448, F-63000
CLERMONT-FERRAND, FRANCE marwa.al-jammas@clermont.inra.fr
Abstract: Comparison of evaluation methods of carcass chemical composition in cattle by meta-analysis
The most accurate determination of beef carcass quality involves chemical analyses of cut or the entire carcass. This, however, is very costly and cumbersome. An indirect approach to carcass evaluation involves proxy traits. The objective of this study was to derive quantitative relationships between measured carcass chemical composition and indirect carcass traits. A meta-analysis was applied to 24 publications in cattle. The selected indirect traits were USDA yield grade, fat thickness and marbling. USDA yield grade was the best indicator of the variations of the carcass chemical composition. Similarly, fat thickness was also a good indicator of changes in carcass chemical composition. Marbling was strongly correlated with changes in protein proportion, but not with changes in fat and moisture proportions. These results show that changes in the chemical composition of the carcass due to dietary conditions for example can be estimated from changes in carcass traits.
Introduction
La qualité de la carcasse des bovins est évaluée par une diversité de méthodes, chacune pouvant faire appel à des techniques différentes. Les méthodes directes déterminent la composition (tissulaire ou chimique) de la carcasse. L’analyse chimique (Powell et al, 1968) a été initialement appliquée sur le continent américain. La dissection tissulaire de la carcasse, principalement appliquée en Europe, permet de déterminer les rendements (Lunt et al, 1985) ou le développement tissulaire (Robelin, 1986). Elles se basent sur la dissection complète ou partielle ou sur des mesures réalisées sur des zones anatomiques ciblées (6, 10 ou 12ème côtes), suivies dans ce dernier cas d’un calcul à partir d’équations de prédiction (Hanckin and Hows, 1946). Ces mesures sont difficiles et coûteuses à mettre en oeuvre dans la pratique. Des méthodes indirectes sont couramment utilisées. En Europe il s’agit des notes de conformation et d’état d’engraissement déterminant classement et prix/kg de la carcasse. Dans d’autres pays, l’épaisseur de gras sous-cutané, le persillé, la note USA de rendement de viande et la surface du muscle Long Dorsal sont utilisés. Les notations utilisent différents barèmes (ex : sur 8, 10 ou 30 points pour le persillé). Cette diversité d’approches rend difficile la comparaison des résultats quantitatifs publiés. Les méthodes directes et indirectes ont été comparées, mais de façon très partielles (ex. Powell et al., 1973 ; O’Mara et al., 1998). L’objectif de cette étude était de déterminer les relations quantitatives entre les variations d’indicateurs indirects de la composition de la carcasse et les variations de mesures directes chez les bovins à partir de l’ensemble des résultats publiés. Cette comparaison cible ici la composition chimique de la carcasse.
Matériel et méthodes
Une base de données ALICAR (Alimentation–Carcasse) a été mise en place pour regrouper les données publiées à l’échelle mondiale concernant la composition du corps et de la carcasse des ruminants en relation avec leur alimentation. Les publications rapportant des résultats de composition chimique de la carcasse [teneurs en lipides, protéines et eau, exprimées en % du poids de carcasse froide (PCF)] obtenus à la fois par des méthodes directes et indirectes ont été sélectionnées (n=24). Des méthodes de méta-analyse (Sauvant et al, 2008) ont été appliquées en intra-expérience pour s’affranchir des autres facteurs de variation (race, sexe...). Des modèles GLM de variance-covariance ont été établis, en incluant le facteur expérience dans le modèle. Les indicateurs indirects de composition chimique de la carcasse, disponibles, étaient :
1- la note USA de rendement de viande (NtRV, apparue en 1965 pour prédire le rendement en viande rouge de la carcasse). Elle varie de 1 à 5, 1 étant la valeur la plus souhaitable. Elle est calculée à partir de cette formule :
NtRV = 2.5 + (0,098 x épaisseur gras sous-cutané, mm) + (0,0084 x Poids carcasse chaude, kg) + ( 0,2 x gras périrénal, pelvien et cardiaque, %) – (0,0496 x Surface Muscle LD, cm2)(USDA, 1965)
2- l’épaisseur de gras sous-cutané (EpG) en mm mesuré au niveau lombaire.
3- la note de persillé (NPer) sur 10 points après harmonisation de l’échelle de notes ( 3-léger, 4-faible, 5-modeste…).
Résultats
Les données utilisées sont issues de 32 expériences réalisées sur bovins, soit au total 165 traitements. La majorité des expériences (n=31) a été conduite aux USA. Les animaux différaient par leur sexe (83% de mâles castrés, implantés ou non) ou leur race (67% de races à viande). Les valeurs moyennes et la dispersion des données de composition chimique mesurée et d’indicateurs sont rapportées (Tableau 1). Pour chaque constituant chimique, trois indicateurs ont été sélectionnés pour établir les modèles intra-expérience (Tableau 2). Les proportions de lipides de la carcasse varient positivement avec tous les indicateurs (Modèles I, II, III), alors que les proportions de protéines et d’eau varient négativement (modèles IV, V, VI, VII, VIII, IX). Les variations de pourcentage de lipides sont mieux reliées aux
variations de NtRV (modèle I) et EpG (Modèle II) qu’aux variations de NPer (modèle III), en raison d’écart-types résiduels plus faibles et de coefficients de détermination R2 plus élevés. Toutefois NtRV conduit à une pente plus élevée que EpG et explique 72 contre 56 % de la variance du modèle. Ces résultats sont identiques à ceux obtenus pour les pourcentages de protéines et d’eau (modèles IV, V, VII, VIII). NPer explique mieux les variations de pourcentage de protéines de la carcasse que celles de pourcentage de lipides (modèles VI, III), Cela s’explique par le fait que le persillé est mesuré au niveau musculaire et qu’il varie plus avec le dépôt protéique qu’avec le dépôt adipeux.
Tableau 1: Valeurs moyennes, écarts-types (ET), minimum (Min), maximum (Max) et médiane (Med) des poids de carcasse, composition chimique et indicateurs indirects de la carcasse.
Variable Moyenne ET Min Max Med
Poids carcasse chaude, kg 303,6 40,3 187,5 413,3 305,0
Poids carcasse froide, kg 297,4 39,7 182,9 405,0 298,9
Protéines en % poids carcasse froide 15,7 2,3 13,9 25,0 15,1
Lipides en % poids carcasse froide 30,2 3,8 13,7 38,8 30,8
Eau en % poids carcasse froide 52,5 1,8 47,0 56,1 52,1
Epaisseur de gras sous-cutané, mm 11,1 3,2 3,3 19,8 11,4
Note de persillé /10 4,1 0,7 2,6 6,4 3,9
Note USA de rendement de viande 2,8 0,4 1,8 4,1 2,9
Tableau 2: Relations intra-expérience entre la composition chimique de carcasse (lipides, protéines et eau en % du PCF) et les indicateurs indirects [note USA de rendement de viande (NtRV), épaisseur de gras sous-cutané (EpG, mm), et note de persillé (NPer/10)].
Modèle Réponse,Y N expé N trait (ET) prédicteurs (ET) R2
ajusté ETR NtRV EpG NPer I Lipides 27 137 14,66 (0,83) 5,55 (0,29) 0,90 1,04 II 30 154 20,06 (0,56) 0,88 (,05) 0,92 1,15 III 26 142 18,10 (1,37) 3,05 (0,32) 0,74 1,66 IV Protéines 20 89 19,79 (0,25) -1,55 (0,09) 0,96 0,25 V 22 101 18,44 (0,14) -0,25 (0,01) 0,99 0,26 VI 19 94 19,75 (0,37) -1,01 (0,08) 0,91 0,35 VII Eau 20 89 65,68 (0,71) -4,72 (0,25) 0,90 0,71 VIII 18 72 59,25 (0,56) -0,63 (0,05) 0,84 0,72 IX 19 94 64,97 (1,10) -2,96 (0,25) 0,79 1,05
Expé : expérience ; trait : traitement ; : ordonnée à l'origine; : pente; ET(R): écart type (résiduel), PCF : poids carcasse froide Discussion
Dans notre travail, NtRV et EpG semblent les mieux reliés aux variations de composition chimique de la carcasse. Pour NtRV, cela s’explique par son calcul réalisé à partir d’une combinaison de variables qui expriment la quantité de muscles et de tissus adipeux périrénal, ce dernier étant lié aux tissus adipeux du 5ème quartier. Ces résultats confirment ceux de O’Mara et al. (1998) qui ont montré à partir de données individuelles que NtRV est le meilleur prédicteur de la composition tissulaire de la carcasse. EpG est également un bon prédicteur des variations de composition chimique de la carcasse malgré une moindre sensibilité (indiquée par les pentes). Cela découle de la prise en compte de EpG dans le calcul de NtRV. EpG exprime la quantité des tissus adipeux sous-cutanés qui est positivement liée au pourcentage de lipides totaux (Robelin et Casteilla, 1990). EpG est liée négativement aux proportions de protéines et d’eau de la carcasse, en raison des corrélations négatives entre protéines et lipides à même poids de carcasse. Nos résultats obtenus à partir de données publiées de moyennes de lots d’animaux présentent une meilleure précision que ceux de Powell et al.(1973) obtenus sur données individuelles et concerne une plus grande variété de situations (types d’animaux, condition d’élevage …) grâce à une méta-analyse en intra-expérience. Le fait que NPer soit le prédicteur le moins satisfaisant s’explique par sa subjectivité relative, comme le souligne O’Mara et al. (1998).
Conclusion
Nos résultats ajustés sur des animaux très engraissés montrent que des indicateurs indirects peuvent être de bons prédicteurs des variations de composition chimique de la carcasse. L’exploration de ces relations devra être complétée en prenant en compte d’autres facteurs (race, sexe, état…). Selon les données disponibles, cette analyse devra, être élargie aux indicateurs Européens afin de les relier également aux variations de composition tissulaire..
Références bibliographiques
Hankins, O. G., and P. E. Howe. 1946. USDA Tech. Bull. 926, Washington, DC.
Lunt, D. K., Smith, G. C., McKeith, F. R., Savell, J. W., Riewe, M. E., Horn, F. P., et al. 1985. J. Anim Sci. 60, 1201-1207. O’Mara, F. M., Williams, S. E., Tatum, J. D., et al. 1998. J. Anim. Sci.76: 1594-1603.
Powell, W. E., and Huffman, D. L. 1968. J. Anim.Sci. 27. 1554-1562. Powell, W. E., and Huffman, D. L. 1973. J.Anim.Sci. 36, 1069-1076. Robelin J (1986) Thèse d’état, Université de Clermont Il.
Robelin, J., and L. Casteilla. 1990. Prod. Anim. 3:243–252.
L’IMAGERIE APPLIQUEE A LA MESURE DE COMPOSITION EN TISSUS
DE LA 6EME COTE DU BOVIN
MEUNIER B., BONNET M., PICARD B., ORTIGUES-MARTY I., AGABRIEL J., DE LA TORRE A., SEPCHAT B., MICOL D.
INRA, UMR 1213 HERBIVORES, F-63122 SAINT-GENES CHAMPANELLE
CLERMONT UNIVERSITE, VETAGRO SUP, UMR 1213 HERBIVORES, BP 10448, F-63000 CLERMONT-FERRAND
bruno.meunier@clermont.inra.fr
Abstract
An imagery system for measuring the major constituents from the 6th rib of bovines
The meat industry, consumers, and researchers on muscle science, are interested in rapid, non-destructive and precise instruments to characterise the entire beef carcass or a simple piece of meat. Imaging techniques are able to separate and quantify major constituents of interest, such as muscle and fat. In this paper we describe a new device allowing visible and fluorescent imaging of a cross section of the 6th rib in association with an algorithm of virtual dissection. This software calculates the area of tissues (different muscles, intramuscular and intermuscular fat, bone, etc) and the percent of their spatial occupation (e.g. marbling). We analysed samples from 29 young bulls and this demonstrated that our tool and the measuring method was reproducible, being potentially more interesting than the real dissection (weight) and finally able to predict overall carcass adipose tissues.
Introduction
Les filières de production de viande bovine, les consommateurs, mais aussi les instituts de recherche du secteur, sont demandeurs d’instruments rapides, précis et non invasifs capables de caractériser les constituants majeurs d’une pièce de viande (muscle, gras, os…). De tels outils seraient utiles pour des besoins aussi variés que la prédiction de la composition des carcasses (paiement de l’éleveur, orientation de la carcasse…) ou bien, plus finement, l’estimation de la quantité des lipides intramusculaires d’un morceau (qualité nutritionnelle, phénotypage…). Différentes modalités d’imagerie (multispectrales, échographiques...) ont déjà été explorées pour répondre à certains de ces objectifs (Craigie et al. 2013), mais aucune n’est réellement satisfaisante pour appréhender tant la diversité des tissus que leur répartition spatiale ou leur géométrie. Nous avons donc conçu un instrument couplant imagerie dans le visible et imagerie de fluorescence de la 6ème côte du bovin, morceau accessible lors de la découpe et potentiellement représentatif de la carcasse (Nade et al., 2007). Associé à un traitement semi automatique des images, cet outil a été évalué sur sa capacité à mesurer la proportion des constituants tissulaires qui composent la 6ème côte. En outre, sa capacité à mesurer des différences individuelles de composition tissulaire a été évaluée sur des bovins différant par leur composition corporelle (Sepchat et al., 2013). Nous proposons ici de décrire l’outil, et de fournir quelques éléments de ses performances ainsi que de validation, à la fois technique et biologique.
Matériel et méthodes
Vingt neuf jeunes bovins charolais (poids vif vide moyen 641 kg à l’abattage) ont été sélectionnés sur leurs différences de poids en tissus adipeux du 5ème quartier et de proportion en tissu adipeux dans la carcasse (Sepchat et al., 2013) estimée par intégration du poids de certains tissus ou os dans des équations de prédiction (Robelin et Geay, 1976). A 24h après l’abattage, leur 6ème côte a été prélevée et positionnée dans un banc d’imagerie macroscopique étanche équipé d’un rétro-éclairage diffus dans le visible (4000K) et d’une épi-illumination à 45° dans l’UV (365nm). L’ensemble de ce dispositif permet de créer les contrastes nécessaires pour envisager un traitement semi-automatisé des images. Une caméra numérique couleur Sony DFW-SX900 a permis l’acquisition simultanée de 2 images, (1) dans le visible et (2) en fluorescence (figure 1A, 1B), en conditions contrôlées. Les couples d’images ont été analysés grâce à une application que nous avons développée sous Visilog 6.9 (© FEI-VSG, France). La segmentation finale (figure 1C), réalisée pour certains tissus par classification de pixels (automatique) et pour d’autres par seuillage et découpe de l’image (manuel), a permis de calculer, entre autres, les surfaces (cm²), les épaisseurs (cm) et les pourcentages d’occupation des divers tissus présents dans le plan de la coupe. Il s’agit de huit muscles entiers (M8 à M15) et leurs gras intramusculaires, un gras sous-cutané (GSC), un gras intermusculaire (G89) localisé entre les muscles M8 et M9, le reste des gras intermusculaires et des muscles incomplets après application d’un masque de standardisation sur les échantillons, et enfin l’os, le cartilage, le tendon et des zones de tissus conjonctifs. Le même échantillon a été disséqué par un boucher et chaque élement a été pesé (g). Afin d’évaluer la reproductibilité de la dissection virtuelle, les résultats obtenus par deux opérateurs ont été comparés par test-t et coefficient de corrélation de Pearson (r). Les relations entre dissection virtuelle, dissection bouchère et estimation des poids de tissus adipeux totaux ont également été évaluées (r).
Résultats
L’analyse semi automatisée des images a nécessité en moyenne 9 min par échantillon. Les résultats de dissection virtuelle obtenus par les deux opérateurs n’étaient pas significativement différents hormis pour le cartilage et le gras intramusculaire des muscles M8, M9 et M14, ce qui peut s’expliquer par l’application d’un seuil de séparation du gras significativement différent entre les 2 opérateurs. Cette différence n’a néanmoins pas impacté la majorité des autres mesures puisque nous observons une différence moyenne de 2% sur la mesure de surface des muscles et de 0,8% pour les gras intermusculaires. Les corrélations les plus élevées, entre les deux opérateurs, (r > 0,8) ont été observées pour les tissus dont les frontières étaient le plus visuellement marquées (M8, M9, M11, M12, G98, GSC). Les corrélations entre dissection virtuelle et bouchère ont été assez fortes (r > 0,7) exception faite pour l’os et les déchets. Les surfaces des muscles, os, tendon et cartilage de la 6ème côte n’étaient pas différentes entre les 29 taurillons, par contre les surfaces de tous les tissus adipeux (sous cutané et intermusculaires) étaient différentes (P 0,05). En outre, la surface totale des tissus adipeux de la 6ème côte est corrélée (P < 0,05, figure 1 D et 1E) avec des données de composition en tissus adipeux mesurées au niveau des carcasses : les poids relatifs des tissus adipeux du 5ème quartier (internes et sous-cutané partiel) et la proportion estimée des tissus adipeux totaux dans la carcasse. Les surfaces totales des muscles sont corrélées aussi (P < 0,05, r = 0,72) avec la proportion de muscle estimée dans la carcasse.
Figure 1 : Couple d’images brutes acquises à partir d’une 6éme côte dans le visible (A) et dans l’UV (B). Image résultat (C) obtenue après segmentation semi-automatique (M8 : trapezius thoracis, M9 : rhomboideus, M10 : spinalis dorsi, M11 : longissimus thoracis, M12 : semispinalis capitis ,M13 : serratus dorsalis cranialis, M14 : iliocostalis, M15 : multifidi cervicis). Relations entre surface totale (cm²) des dépôts adipeux (sous-cutané et intermusculaires) de la 6ème côte mesurée par imagerie et poids des dépôts adipeux du 5ème quartier (D) ou poids des dépôts adipeux totaux (E) exprimés en % poids de la carcasse chaude (%PCC)
Discussion
L’utilisation de cet outil s’avère intéressant du fait de ces performances (temps d’analyse, mesures morphologiques normalisées et reproductibles) qui restent améliorables (résolution de la caméra et algorithme). Contrairement à la dissection bouchère, il n’est pas sujet à certaines sources de variabilité (ex : épaisseur de la côte) et n’est potentiellement pas destructif. Il nécessite néanmoins une certaine expertise pour distinguer les tissus. La segmentation du tissu adipeux reste fastidieuse et subjective mais pour autant n’impacte pas fortement nos résultats, hormis ceux de gras intramusculaires. Ce biais pourrait néanmoins être évité en automatisant entièrement cette étape d’analyse. Les relations significatives entre les surfaces des tissus adipeux sous-cutanés et intermusculaires de la 6ème côte mesurées par imagerie, et les poids en tissus adipeux sous-cutané, abdominaux et internes (5ème quartier) ou totaux estimés dans la carcasse indiquent que l’imagerie optique est une technique efficace pour estimer la composition tissulaire des carcasses, exception faite de l’os pour lequel d’autres techniques sont plus appropriées (tomographie RX).
Conclusion
Cet outil d’imagerie estime la composition en tissus de la 6ème côte, elle-même indicatrice de la composition en tissus de la carcasse. L’utilisation de cet outil pour estimer la composition en tissus des carcasses requiert maintenant la définition d’une grille de correspondance ou d’équations pour passer des surfaces à des teneurs en tissus. Enfin, cet outil, non destructeur de la 6ème côte, mesure le persillé de la viande et possède des perspectives de mesures additionnelles (ex : colorimétrie, texture).
Les auteurs remercient les bouchers de l’abattoir expérimental de l’INRA-UERT, Nicolas Prugne et Jean-Luc Montel.
Références bibliographiques
Craigie et al., 2013. Livestock Science, 158, 169-178. Nade et al., 2007. Animal Science Journal, 78, 567-574.
Robelin et Geay, 1975.Bulletin technique CRZV Theix, INRA., 22, 41-43. Sepchat B et al., 2013. Rencontre Recherche Ruminant, 20, 169-172
CONSTRUIRE DE NOUVELLES METHODES D’ANALYSE SENSORIELLE POUR APPRECIER LES PRODUITS CARNES OVINS ET BOVINS AQUITAINS
SOUS LABEL ROUGE
ELLIES-OURY MP. (1), ROUSSEAU G. (1), PAPILLON S. (1), DAUVERGNE A. (2), ARRANZ JM. (3), RECONDO X. (4), JACOB H. (1), MICOL D. (5,6)
(1) BORDEAUX SCIENCES AGRO, CS 40 201, 33 175 GRADIGNAN CEDEX
(2) GIE HERBIVORES AQUITAINE, 3 BIS AV. LEONARD DE VINCI, 33 608 PESSAC CEDEX (3) GIS-ID64 LABORARIEN ETXEA 64120 SAINT PALAIS
(4) INSTITUT JEAN ERRECART, BP 44, 64 120 SAINT PALAIS
(5) INRA, UMR1213 HERBIVORES, F-63122 SAINT-GENES-CHAMPANELLE (6) VETAGRO SUP, UMR1213 HERBIVORES, BP 10448, F-63000, CLERMONT-FERRAND,
marie-pierre.ellies@agro-bordeaux.fr Abstract
Establishment of a sensory grid to prove sensory superiority of Label Rouge beef from Aquitaine
The Defense and Management Organisation are allowed to use an alternative COFRAC method (program 133) to prove the sensory superiority of Red Label (LR) products. In Aquitaine, there are 4 beef LR and 1 milk-lamb LR. At first, a jury of qualified people from each link of the supply chain (breeders, slaughterers, butchers) was established and trained. The jury was trained to generate vocabulary, select descriptors and identify cuts and samples the most adapted to highlight sensory gaps. Secondly, a sensory grid was established to highlight intrinsic characteristics of the LR meat samples and their sensory superiority in comparison with a standard product. Thirdly, the grid has also been tested (beef) or will be tested (lamb) by a mixed panel made up of professionals of the supply chain, together with diligent consumers, successfully validating descriptor relevance and the better performances of LR products.
Introduction
Depuis février 2009, l’INAO a offert aux Organismes de Défense et de Gestion (ODG) la possibilité d’utiliser une méthode alternative au programme 133 du COFRAC pour prouver la supériorité sensorielle des produits Label Rouge (LR). Cette méthode vise à définir de nouvelles grilles d’analyse sensorielle qui permettront de mettre en évidence les spécificités des produits sous LR et de prouver leur qualité supérieure lors d’un test les comparant à un produit standard. En Aquitaine, il existe un LR en agneau de lait : l’Agneau de Lait des Pyrénées (ALP) et quatre LR en viande bovine : Bœuf Blond d’Aquitaine, Bœuf Excellence, Bœuf de Chalosse et Bœuf de nos Campagnes.
Deux études similaires, l’une sur la viande d’agneau de lait et l’autre sur la viande bovine, ont donc été engagées à l’initiative des ODG en charge des LR cités précédemment afin de proposer une méthode alternative plus adaptée aux caractéristiques des produits que ne l’était le programme 133 du COFRAC et d’identifier éventuellement des modifications à apporter dans les différents cahiers des charges LR. La présente communication vise à faire état de la méthodologie utilisée dans chacune des deux espèces et des résultats obtenus aux différentes étapes.
Matériel et méthodes (Tableau 1)
Un premier état des lieux des caractéristiques spécifiques des viandes LR a été réalisé par enquêtes auprès d’experts connaissant parfaitement ces produits. Un jury de personnes qualifiées représentant les différents maillons de chacune des filières a ensuite été constitué et formé aux évaluations sensorielles. Pendant 15 heures de formation dispensées lors de séances thématiques, les deux jurys ont généré du vocabulaire, sélectionné les descripteurs, donné des définitions à ces termes et identifié les muscles / échantillons les plus adaptés pour mettre en évidence les écarts sensoriels. Puis, une grille d’évaluation sensorielle des viandes qui permette de mettre en évidence les caractéristiques intrinsèques des viandes sous LR et leur spécificité en comparaison avec un produit standard a été co-construite avec les professionnels de terrain. Il a également été nécessaire de formaliser un protocole d’évaluation reprenant les modalités de choix, de cuisson et de présentation des échantillons. Enfin, cette grille a été (ou sera) soumise à un jury mixte constitué à la fois d’opérateurs de la filière et de consommateurs avertis, afin de valider d’une part la pertinence des descripteurs retenus