Méthodes d’identification

Plusieurs méthodes d'analyses ont été utilisées pour identifier les arômes des produits laitiers. La chromatographie en phase gazeuse couplée à l’olfactométrie et la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse sont les plus couramment utilisées.

2.3.4.2.1 La chromatographie en phase gazeuse couplée à l’olfactométrie

La chromatographie en phase gazeuse couplée à l’olfactométrie est une méthode qui est utilisée pour détecter et caractériser les arômes obtenues par la séparation des composés volatils à l’aide d’un chromatographe en phase gazeuse (Friedrich et Acree, 1998).

Elle consiste à injecter l’échantillon à analyser dans un chromatographe en phase gazeuse muni d’un détecteur olfactomètre. Le renifleur ou la personne détectrice enregistrera par un mot ou groupe de mots ce qu’il sent du flux d’air humide à la sortie de l’olfactomètre (Friedrich et Acree, 1998). Pour de meilleurs résultats, les renifleurs recrutés doivent être entrainés par la détection de standards pour au moins une courte période (Friedrich et Acree, 1998).

La chromatographie en phase gazeuse couplée à l’olfactométrie peut être utilisée en tant que méthode uniquement descriptive mais peut également fournir des informations sur l'impact olfactif des constituants lorsqu'on suit une méthodologie adaptée (Van Ruth, 2001; Zellner et al. 2008). Ces méthodologies sont généralement divisées en quatre catégories: la méthode de dilution, la méthode de fréquence de détection, la méthode temps-intensité et la méthode d’intensité postérieure (Van Ruth, 2001; Zellner et al. 2008).

-La méthode de dilution: C’est la méthode la plus appliquée. Elle est basée sur des dilutions successives d'un extrait d'arôme jusqu'au point où l’odeur n’est plus perçue par les renifleurs (Zellner et al. 2008).

-La méthode de fréquence de détection: Le nombre des renifleurs capable de détecter l’odeur est utilisé comme une estimation de l’intensité de l’odeur (Van Ruth, 2001).

- La méthode temps-intensité: Elle est basée sur l'enregistrement immédiat de l'intensité perçue en même temps que l’élution de son pic chromatographique (Van Ruth, 2001; Zellner et al. 2008).

- La méthode d’intensité postérieure: Elle est basée sur la mesure de l’intensité de l’odeur d’un composé après l’élution de son pic chromatographique (Van Ruth, 2001).

Le choix de la méthode dépend des informations que l'on souhaite obtenir mais également des ressources, surtout humaines, dont le laboratoire dispose (Zellner et al. 2008). Certaines méthodologies nécessitent un panel d'évaluateurs de huit à douze personnes (la méthode de fréquence de détection) alors que pour d'autres (la méthode de dilution) deux peuvent suffire (Zellner et al. 2008).

La chromatographie en phase gazeuse couplée à l’olfactométrie a été utilisée dans l’analyse des produits laitiers depuis 1993 (Friedrich et Acree, 1998). Dans son étude, Bendall (2001) a utilisé cette méthode pour identifier la différence entre deux types de lait. Le panel, consistant de 4 femmes et 6 hommes, était capable de reconnaître 71 composés aromatiques dont 66 ont été identifiés. Bendall s’est basé sur la méthode de fréquence de détection nasale (en anglais: Nasal Impact Frequency) pour montrer la différence entre les deux types de lait.

L’utilisation de la chromatographie en phase gazeuse couplée à l’olfactométrie requiert beaucoup de concentration. L’élution rapide des composés aromatiques peut être problématique pour les renifleurs afin de trouver le mot qui décrit mieux l’odeur sentie (Naudé et al. 2009). Un panel formé de huit renifleurs ou plus peut causer des difficultés et des problèmes lors de l’analyse statistique des résultats obtenus (obtention d’un aromagramme) ainsi que dans les conditions de travail (Berdagué et al. 2007). Pour pallier à cet inconvénient, des olfactomètres avec ports multiples ont été développés. Ce système permet la distribution uniforme des composants volatils séparés par chromatographie à différent ports (Berdagué et al. 2007). Ainsi, les renifleurs pourront

détecter les substances éluées en une seule séparation chromatographique et dans des conditions identiques (même échantillon, même heure, mêmes conditions ambiantes, etc.), améliorant ainsi la qualité des données obtenues et rendant plus facile l’étude des échantillons frais et périssables (Berdagué et al. 2007).

Dans le but d’étudier les effets de l’alimentation, de la pasteurisation et de l’affinage sur le profil aromatique du fromage de type Cantal, Cornu et al. (2009) ont utilisé un olfactomètre à huit ports pour l’analyse des fromages provenant de huit traitements (pâturage ou concentrés × lait cru ou pasteurisé × 3 ou 6 mois d’affinage). Le panel était capable d’identifier 42 composés aromatiques et de détecter des différences significatives sur l’effet de l’alimentation et du traitement thermique sur le Cantal.

Parallèlement à ces développements dans l'instrumentation, un logiciel d'acquisition et de traitement du signal appelé AcquiSniff a été mis au point. Ce logiciel permet l'enregistrement complet de la perception sensorielle des renifleurs lors de l'analyse, le traitement immédiat du vocabulaire utilisé pour la description de l’odeur sentie, et l'exploitation synthétique de l'information fournie par le panel (vocabulaire, nombre de détections, intensité et durée de perception de l'odeur), ce qui facilite le traitement des données (Berdagué et al. 2007).

2.3.4.2.2 La chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse

La chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse permet la séparation et l’identification quantitative et qualitative des composés organiques volatils et semi-volatils dans des mélanges complexes (Hites, 1997).

Selon Akande (2012), la quantification peut être obtenue par l’utilisation d’un standard interne. Comme tous les autres composés inconnus sur le chromatogramme, les standards internes ont aussi leurs pics qui constituent la base des interprétations quantitatives. La concentration inconnue d’un composé peut être connue par l’application de la formule suivante:

Cc = Ai / Ac × Ci

Soit: Cc: Concentration du composé inconnu Ai: Aire du pic du standard interne Ac: Aire du pic du composé inconnu Ci: Concentration du standard interne

Une librairie spectrale sera utilisée pour identifier les composés chimiques dans le mélange inconnu de l’échantillon (Akande, 2012). Le spectre de masse d’un composé de l’échantillon est alors comparé aux spectres de masses de la librairie afin d’émettre une liste de composés possibles (y compris les noms, les formules et les structures moléculaires) avec la probabilité statistique de l’appariement (Akande, 2012).

La chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse a été largement utilisée dans l’analyse des arômes des produits laitiers (Imhof et Bosset, 1994; Verzera et al. 2004). La principale limite de cette technique est reliée à la complexité de détection des composés présents en faibles concentrations.

Pour être détectés en spectrométrie de masse, les composés volatils doivent être présents à des concentrations égales ou supérieures à 10-5 g/L. Or, la concentration de la plupart des composés volatils d’un produit alimentaire varie entre 10-11 et 10-4 g/L. Ainsi, seuls les composés volatils abondants seront détectés (Friedrich et Acree, 1998).

Malgré l'utilité de la spectrométrie de masse, la perception olfactive humaine est le détecteur d'odeur le plus sensible. Ainsi, l'évaluation sensorielle d’un composé volatil par un panel d’évaluateurs à l’aide d’un olfactomètre représente une approche souhaitable (Lo et al. 2008).

Une amélioration notable de l'identification des composés volatils est obtenue par couplage d’un chromatographe en phase gazeuse à un spectromètre de masse et à un olfactomètre. Une combinaison de la spectrométrie de masse et de l’olfactométrie permet ainsi une meilleure caractérisation de la composition odorante par l'identification et la quantification de ces composés, tout en offrant une corrélation partielle entre la nature chimique d’un composé volatil et son odeur perçue (Lo et al. 2008).