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Conséquences des traitements technologiques sur la
qualité de la viande
A. Ouali
To cite this version:
A. OUALI
INRA
Station de Recherches sur la Viande
!i
Theix 63122Saint-Genès-Champanelle
Conséquences
des
traitements
technologiques
sur
la
qualité
de la viande
La
réfrigération,
la
congélation,
la stimulation
électrique
ont
des
répercussions
surles
qualités organoleptiques
de la viande.
La
tendreté
étant
uncritère
particulièrement
important
pour
le consommateur,
cet
article
présente
les effets de
cesdifférentes
technologies
surle
processus
d’attendrissage
de
la viande.
Après
la mort des animaux deboucherie,
la transformation du muscle en viande faitappel
à un ensemble de processus très
complexes,
de nature à la foisenzymatique
(protéases
endo-gènes)
etphysicochimique
(force
ionique
éle-vée),
qui
ne sont pas encore totalementcompris
(Ouali
1990).
Cette transformation s’accom-pagne de modificationsplus
ou moinsimpor-tantes de la
composition
et de la structure du tissu musculairequi
contribuent à l’élaboration et à la définition desqualités
de la viande.La nature et
l’amplitude
de ces modificationset, par voie de
conséquence,
lesqualités
de laviande,
sont fortement influencées parl’espèce
animale et par lescaractéristiques
physiologi-ques et
biochimiques
des muscles. Ellesdépen-dent aussi étroitement des
technologies
misesen oeuvre tout au
long
de lafilière,
ycompris
les différents traitements
auxquels
sont soumisles animaux entre le
départ
de la ferme etl’abattage.
Selon les cas, cestechnologies
vontdonc moduler de
façon
favorable oudéfavora-ble le cours de cette transformation.
Si nous
disposons
actuellement de données sur lesconséquences
des différentestechnolo-gies
employées
sur lesqualités
de laviande,
lesprocessus
biochimiques
qui
en sont àl’origine
sont loin d’être élucidés et des recherches seront encore nécessaires pour lescomprendre
et ainsi mieux les maîtriser.
Dans cet
article,
nous nous proposons, àl’aide
d’exemples,
de faire un tour d’horizon des effetspositifs
ounégatifs
desprincipaux
facteurs
technologiques
(environnement,
tem-pérature,
stimulationélectrique, anabolisants)
sur les
qualités
de la viandebovine,
en insistanttout
particulièrement
sur la tendretépuisque,
au moins chez lebovin,
celle-ci demeure laqualité
laplus
recherchée par leconsomma-teur. Les anabolisants peuvent être classés
aussi bien dans les facteurs
biologiques
que dans les facteurstechnologiques
puisque
leur utilisation n’est rien d’autrequ’une
technologie
permettant d’améliorer la croissance des
ani-maux. Ils seront donc traités ici au même titre
que les
technologies
mises en oeuvrepostmor-tem au niveau des carcasses ou des muscles.
Résumé
-Le
poids
destechnologies
dans la définition desqualités organoleptiques
des viandes est indéniable. Parmi cesqualités,
nous avons choisi de nous intéresserplus particulièrement
à la tendreté et au processusd’attendrissage puisque,
chezle
bovin,
cettecaractéristique
constitue le facteur limitant leplus
important
del’acceptabilité
par le consommateur. Cette revue tente de tracer un panoramades effets des conditions de
réfrigération,
de lacongélation,
de la vitesse de chute depH,
de la stimulationélectrique
et despromoteurs
de croissance sur latendreté de la viande.
Concernant la
température,
ilapparaît
que des conditions deréfrigération
trop
douces ou trop
rapides
conduisent à une diminution de la tendreté. Vitesse dechute du
pH
ettempérature
étant étroitementinterdépendantes,
une relation similaire a été établie entre la tendreté finale et la vitesse d’acidification dumus-cle,
des vitessestrop
rapides
de chute dupH
(abaissement
de latempérature
trèslent)
outrop
lentes(abaissement
de latempérature
trèsrapide)
conduisant àl’obtention de viandes
plus
dures. La tendreté de la viande sera doncoptimum
dans des conditions de
réfrigération
intermédiaires entre ces deux extrêmes.La
congélation
de musclespost-rigor
affecteprincipalement
la rétention d’eau et cettequalité
sera d’autant mieuxpréservée
que lacongélation
serarapide
et ladécongélation
lente. Par contre, ce traitement semble accélérer le processusd’at-tendrissage, probablement
au travers del’altération,
par les cristaux deglace
dela structure contractile et des
protéines
myofibrillaires
elles-mêmes.La stimulation
électrique
des carcasses en basse(20
à 100V)
ou en haute tension(500
à 700V) qui
permet deprévenir
l’apparition
duphénomène
de contracture aufroid,
n’a un effetbénéfique
sur la tendreté quelorsqu’elle
est associée à uneréfrigération rapide.
Associée à uneréfrigération
lente,
elle conduit en effet à undurcissement de la viande.
Quelle
que soit leur nature, lespromoteurs
de croissance semblent avoir desAuparavant,
ilparaît
toutefois utile de redéfinir les différentesétapes
de transformation du muscle en viande et derappeler
succintement,lorsque
cela estpossible,
lesprincipaux
méca-nismes mis en
jeu
afin de mieuxappréhender
ensuite les modifications
engendrées
par lesdiverses
technologies.
1
/ Les
phases
de transformation
du muscle
enviande
Au cours de la conservation de la viande à
l’état
réfrigéré,
la tendreté est certainement laqualité
qui
évolue leplus.
Sur cettebase,
onpeut considérer
qu’au
cours de satransforma-tion en
viande,
le muscle passe successivement par trois états différents(figure 1)
qui
sont l’étatpantelant,
l’étatrigide
et l’état maturé.1.i
/
Etat
pantelant
Dans les secondes
qui
suiventl’abattage,
l’animal se trouve dans un état
pantelant.
Cet état se traduit par des contractionspersistantes
de la musculature
probablement
causées pardes excitations nerveuses. Sa durée coïncide en
effet avec la durée de survie du
système
ner-,veux et n’excède pas 20 à 30 minutes. Sur le
plan biochimique,
cettephase
n’est pas encorebien caractérisée. De
plus,
les modificationsque subit la structure musculaire
pendant
cettepériode
ainsi que leursconséquences
sur ledéroulement des
phases
ultérieures sont, sinontotalement inconnues, tout au moins très mal
connues.
1.
2
/
Etat
rigide
L’état
rigide
est l’aboutissement de laphase
d’installation de la
rigidité cadavérique
ourigor
mortis.
Après l’abattage,
du fait de l’arrêt de la circulationsanguine,
le muscle se trouveprivé
d’oxygène.
Lasynthèse
d’ATP,
composé
essen-tiel à la survie
de
lacellule, qui,
du vivant del’animal,
est assurée par larespiration,
vadésormais être moins efficace. Cette
synthèse
d’ATP repose alors essentiellement sur la
dégra-dation de la
phosphocréatine
dont les stocks sont limitéspuis
duglycogène
qui
est laprinci-pale
forme de réservesglucidiques
du tissumusculaire.
Le taux d’ATP reste à peu
près
constant tant que la concentration dephosphocréatine
est relativement élevée. Dès que celle-ci devient insuffisante pour compenser ladisparition
del’ATP,
la concentration de ce dernier décroît etla
rigidité
cadavérique
s’installeprogressive-ment, la
production
d’ATP àpartir
duglyco-gène
(glycolyse)
ne permettant pas, à elleseule,
de contrebalancer son
hydrolyse.
Eneffet,
l’ATPqui
fournitl’énergie
au muscle lors de lacontraction
joue
également
le rôle deplastifiant
puisque
c’est luiqui
permet au muscle de serelaxer. En son
absence,
il est aisé de compren-dre que le muscle vaperdre
sespropriétés
d’élasticité et devenir
rigide.
L’hydrolyse
de l’ATP libère des protons dans le milieu cellulaire à raison d’un proton par molécule d’acidelactique produite
par laglyco-lyse.
Le muscle s’acidifie et lepH
décroît pour’ atteindre,
chez des animaux en bon étatphysio-logique,
des valeurs finales(pH
final oupH
ultime)
comprises
entre 5,4 et 6,0 selon le typede muscle. Le
pH
final est ainsiplus
élevé pourles muscles rouges à contraction lente en
rai-son de l’inactivation,
lorsque
lepH
est inférieurà 6,0, des ATPases
qui
sont àl’origine
de cette acidification. Laglycolyse
s’arrêtera donc soitquand
lepH
ultime est atteint(cas normal),
soitpar
épuisement
prématuré
des réserves degly-cogène
anormalement basses au moment del’abattage.
La
cinétique
de ces processus, tous de natureenzymatique,
dépendra (a)
de la vitessed’hy-drolyse
de l’ATPqui
règle
la vitesse de l’ensem-ble des autres réactions ycompris
la vitesse de chute dupH,
(b)
du niveau des réservesénergé-tiques
au moment de la mort(ces
réserves étantessentiellement constituées de
glycogène,
lepH
ultime de la viande sera déterminé par le tauxde
glycogène
musculaire àl’abattage (Monin
1988)) (c)
comme tous cesphénomènes
sontenzymatiques,
ilparaît
enfin évident que latempérature
ou,plus
exactement, lescondi-tions de
première
réfrigération (conditions
deréfrigération
dans les 24 à 36premières
heuresqui
suiventl’abattage)
vontjouer
un rôlepri-mordial dans la définition de la
cinétique
d’ins-tallation de larigidité cadavérique.
En d’autres termes, la vitesse de chute dupH
augmenteraavec la vitesse de contraction des muscles et avec la
température
tandis que sonamplitude
sera, pour un muscle
donné,
principalement
fonction du taux de
glycogène
au moment del’abattage.
1.
3
/
Etat maturé
La
phase
de maturation est de loin laplus
importante
puisqu’elle
conduit à uneaugmen-tation de la tendreté de la viande.
Toutefois,
sila maturation permet d’améliorer la
tendreté,
l’allongement
dutemps
de conservation aura, par contre, un effetnégatif
non seulement surles
qualités
hygiéniques
(croissance
caractéris-tiques
organoleptiques
comme la couleur et il faudradévelopper
destechnologies
(atmos-phères
controlées parexemple
pour lacouleur)
permettant
de ralentir au mieux leurdétériora-tion.
Nous avons
jusque-là beaucoup parlé
de latendreté et/ou de la dureté de la viande et,
avant de
poursuivre,
ilparaît
opportun
dedéfi-nir cette
qualité
et depréciser
comment elle estmesurée. La tendreté d’une viande
exprime
la facilité aveclaquelle
celle-ci se laisse trancher oumastiquer.
Al’inverse,
la duretéexprime
larésistance
qu’elle
offre autranchage
ou à lamastication. L’évaluation de ces caractéristi-ques
peut
être obtenue par différentes méthodes. La méthode laplus
fiable reste tou-tefois lejury
dedégustation
qui
esttoujours
pris
en référence pourdévelopper
desméthodes
plus
objectives
généralement
baséessur l’évaluation
quantitative
dudegré
d’altéra-tion soit des
propriétés biochimiques
(estima-tion de la
perte
del’intégrité
desprotéines
et /ou de la structure
musculaire),
soit desproprié-tés
mécaniques
(estimation
de la résistancemécanique
ou dureté de laviande)
du tissumusculaire.
Pendant
longtemps,
laphase
de maturation aété considérée comme une
étape réparatrice
des
méfaits,
en terme detendreté,
de larigor
mortis et était donc censée débuter
après
cettedernière. En
fait,
comme l’ont montré lestra-vaux de
Joseph
etConnolly (1977),
la matura-tion commence dès la mort de l’animal et les conditions d’installation de larigor
mortis vontêtre déterminantes pour le déroulement de la
maturation.
La tendreté ultime de la viande
dépend
de lanature et de
l’ampleur
des altérationsqui
affec-tent, au cours de la conservation à l’étatréfri-géré,
les deux élémentsprincipaux
de la struc-ture musculaire que sont lecollagène,
consti-tuant
majeur
du tissuconjonctif,
et lesmyofi-brilles. Le
collagène
ne subit pas demodifica-tions
importantes
durant la maturation et saconcentration ainsi que son
degré
deréticula-tion vont définir une dureté de base dont
l’im-portance permet
la distinction entre viandes àbouillir et viandes à
griller.
L’évolution de la tendreté est donc le résultat deschangements
affectant la structure contractile oumyofibril-laire et ses constituants.
L’altération de la structure
myofibrillaire
estconsécutive à l’action des enzymes
protéolyti-ques
endogènes
sur lesprotéines
contractiles.Parmi les
systèmes protéolytiques
jusque
là identifiés au niveau du tissumusculaire,
deuxau moins semblent
impliqués
dans le processusde maturation. Il
s’agit
desprotéinases
neutrescalcium
dépendantes
encoreappelées
cal-païnes
et desprotéinases lysosomiales
souventdésignées
sous le nom decathepsines.
S’agis-sant, comme la
rigor
mortis, dephénomènes
enzymatiques,
la maturation des viandes seraétroitement fonction de la
température.
Ainsi,entre 0 et 40° C, le coefficient de
température
ou
Q,,
est très élevé et, selonDavey
et Gilbert(1976),
égal
à 2,4. Celasignifie qu’à chaque
foisque la
température
est abaissée de 10&dquo; C, la vitessed’attendrissage
sera divisée par 2,4. Enfait,
cette relation n’est pas aussisimple
et nous verrons desexemples
montrant que destempé-ratures élevées ne sont pas
toujours
bénéfiques.
2
/ Influence des facteurs
environnementaux
an te-m ortem
Lors de leur transfert du lieu
d’élevage
jus-qu’au
poste
d’abattage,
les animaux sontsou-mis à un certain nombre de traitements liés aux
opérations indispensables
que sont la mise àjeun,
lechargement,
le transport, ledécharge-ment, l’amenée au
poste
d’abattage,
le change-ment d’environnementphysique
et social....Même conduites avec soin, ces
opérations
sontà
l’origine
de traumatismes et de stressimpor-tants.
Chez les
bovins,
etplus spécialement
chez le taurillonqui
estplus
sensible,
la mise àjeun
et lemélange
d’animauxétrangers
les uns auxautres, lors de l’attente à l’abattoir en
particu-lier,
seraient ainsi des facteursd’augmentation
de lafréquence
des lésionstraumatiques.
L’agi-tation
provoquée
par cesmanipulations
est àl’origine
de blessures aussi bienpendant
letransport
qu’après
l’arrivée à l’abattoir. Leslésions observées vont de l’hématome
jus-qu’aux
fractures,
enpassant
par lespétéchies,
petites
taches de sangapparaissant
dans letissu musculaire ainsi que dans les autres tissus
de moindre valeur commerciale. Tous ces
trau-matismes, facilement décelables par le
vétéri-naire ou, dans le cas des
pétéchies,
par lesbou-chers au moment de la
découpe,
entraînent unedépréciation plus
ou moinsimportante
des car-casses etpeuvent
être une source de saisies. Si cesdommages
corporels
peuvent
êtreoccasion-nés à tout moment lors du transfert à
l’abattoir,
selon Mac Causland et Millar
(1982),
lamajo-rité se
produirait après
l’arrivée à l’abattoir. Au cours de la dernièredécennie,
lafréquence
et lagravité
de ceux-ci ont été considérablement réduites grace à la mise enplace
de mesuressimples
destinées à améliorer le confort desanimaux
pendant
cettephase précédant
l’abat-tage. Le lecteur pourra se
reporter
pour cela àl’étude très
complète
conduite par le CEMA-GREF(1982).
Outre les
dommages physiques,
ces stress conduisentégalement
à une élévation de latempérature
corporelle
(Fischer 1981).
Cetaccroissement est d’autant
plus marqué
que latempérature
ambiante estplus
élevée et que la densité d’animaux estplus
forte. Cetteéléva-tion de
température
va accélérer la vitesse de chute dupH qui,
comme nous l’avons vu, estfortement influencée par ce facteur et favoriser
ainsi l’obtention de viandes exsudatives en aug-mentant le
risque
de réalisation ducouple
pH
bas-température
élevée(Fischer
et Hamm1978).
Dans cesconditions,
lepH
finalparticu-lièrement bas
(pH
allant de 4,9 à5,3)
induitune dénaturation
importante
desprotéines
qui
ne sontplus
capables
de retenir l’eau dumus-cle. Cette situation concerne
plus fréquemment
les muscles insérés
profondément
sur lacar-La
tendreté de
la viandedépend
del’importance
de laprotéolyse
dans
le tissumusculaire.
Elle
sera doncfonction
de
l’évolution
de lacasse comme le semimembraneux et pour
les-quels,
la chute depH
esttoujours
trèsrapide
quelles
que soient les conditions deréfrigéra-tion.
Ces stress sont aussi
susceptibles
d’altérerprofondément
le déroulement de laphase
d’installation de larigor
mortis. Eneffet,
ils tendent à amoindrir le taux deglycogène
mus-culaire dont la mobilisation devient
plus
impor-tante et, ceci, en
agissant
au moins à deuxniveaux. Ils vont d’une
part
induire la sécrétionde catécholamines et de corticoïdes dont l’effet
activateur de la
glycogénolyse
est bien connu(Monin
et Gire1980)
et, d’autre part,augmen-ter les contractions musculaires
qui,
pourrépondre
aux besoinsénergétiques
subitement accrus, vont activer laphosphorylase,
enzymeimpliquée
dans lapremière
étape
dedégrada-tion du
glycogène.
Ces effets du stress sur leglycogène
sont toutefois très variables en inten-sité d’un muscle à l’autre(Lacourt
et Tarrant1981 ; Talmant et
al 1986).
Dans la mesure où le taux deglycogène
définit la valeur dupH
ultime(Monin 1988),
cette diminution desréserves se traduira par une élévation du
pH
final et conduira à l’obtention de viande à
pH
élevé
(supérieur
à6,0)
encoredésignée
sous levocable de viande à coupe sombre ou DFD
(Dark,
Firm,Dry
meat).
Dans le cas desbovins,
la
fréquence
des viandes àpH
élevé est surtoutimportante
chez les taurillons(Valin
1986).
Bien que ces viandes soient
plus
tendres queles viandes normales et
qu’à
l’inverse des viandesexsudatives,
ellesprésentent
un trèsbon
pouvoir
de rétentiond’eau,
elles sontmoins
appréciées
en raison de leur couleur sombre et de leur flaveur moinsmarquée.
Deplus,
du fait de leurpH élévé,
elles sont trèssensibles aux
développements
microbiens cequi
rend leur conservation à l’étatréfrigéré
pra-tiquement
impossible.
Ainsi, il
apparaît
que,globalement,
l’agita-tion et le stress des animaux ante-mortem
conduisent à une détérioration des
qualités
organoleptiques
des viandes et à unediminu-tion
plus
ou moinsimportante
de la valeurcommerciale des carcasses.
3
/ Influence des conditions
de
réfrigération
des
carcassesPour des raisons évidentes
d’hygiène
(limita-tion de la croissance des
bactéries),
on se doitd’abaisser la
température
des carcasses aussirapidement
quepossible
après
la mort. C’est ainsi que laréglementation
mise enplace
versles années 1970 a conduit au
développement
d’installations de
première
réfrigération
utili-sant de très bassestempératures
d’air( <
0°C)
et des ventilations très
puissantes
(2
à 3 mètres parseconde)
en vue d’abaisserrapidement
latempérature
de surface. Ce type deréfrigération
a été d’autant
plus
apprécié
qu’il
permet
enoutre une réduction des
pertes
depoids
descarcasses par
évaporation
et une rotationplus
rapide
de celles-ci.Malgré
tout, de tellescondi-tions extrêmes de
réfrigération
peuvent altérer irréversiblement certainesqualités
organolepti-ques de la viande et
plus particulièrement
satendreté.
L’objectif
reste donc de satisfaire au mieux ces deuxexigences
et ceci,plus
spéciale-ment
pendant
lespremières
heuresqui
suiventl’abattage. L’expérience
montre, eneffet,
quec’est
pendant
cettepériode (phase
d’installation de larigor mortis)
que les conditions deréfrigé-ration utilisées dans l’industrie sont les
plus
variables,
la maturation étanttoujours
réaliséeà des
températures
de l’ordre de 0° à + 4&dquo; Cpour
préserver
au mieux lesqualités
hygiéni-ques de la viande.En raison de sa masse, il est
pratiquement
impossible
d’assurer uneréfrigération
homo-gène
des carcasses. Si le contrôle de la vitessed’abaissement de la
température
des musclespériphériques
parajustement
de latempérature
et de la vitesse de l’air
paraît
possible,
cetteopération
estbeaucoup plus
délicate pour les muscles lesplus profonds
de la carcasse. Cesderniers seront, dans tous les cas,
réfrigérés
lentement et nous verrons que, de la mêmefaçon
qu’une
réfrigération
trèsrapide,
unabais-sement trop lent de la
température
des musclesa aussi pour
conséquence
d’altérerprofondé-ment la tendreté de la viande.
3.
1
/
Réfrigération rapide
des
carcassesSi la
réfrigération rapide
satisfait aux exi-genceshygiéniques,
elle conduit à l’obtention de viandeprésentant
une dureté excessive(figure 2)
(Valin
1973 ; Valin et Lacourt1974).
Dans cesconditions,
le processus d’attendris-sage devientplus
lentpuisque,
comme le mon-tre lafigure
2, entre 1 et 3jours
postmortem,l’augmentation
de celle-ci estplus
faible pour les musclesréfrigérés rapidement.
Parailleurs,
les différences observées à 3
jours persistent
au-delà et ont même tendance à s’accentuer
entre 3 et 8
jours.
Ilapparaît
donc que,lorsque
l’abaissement de latempérature
des musclesest trop
rapide,
l’altération de latendreté,
détectable dès les
premier jours,
est irréversibletelles conditions de
réfrigération
affectent à lafois la vitesse et l’intensité du processus de
maturation.
Cette altération de la tendreté est liée au
phé-nomène de la contracture au froid ou « cold
shortening
» découvert par Locker etHagyard
(1963).
Cephénomène
apparaît
essentiellementlorsque
les trois conditions suivantes sontsatis-faites :
(1)
température
des muscles inférieure à10° - 12° C
(2) pH supérieur
à 6,0(au-dessous
de cette
valeur,
le processus de contraction estinhibé) (3)
présence
dATPAjoutons
à cela quece
phénomène
concerneprincipalement
lesmuscles à contraction
rapide,
les muscles à contraction lente étantincapables
de se contracter dès que cettetempérature
estatteinte. Dans ces
muscles,
le processus decontraction est en effet inhibé par les basses
températures.
3.
2
/
Réfrigération
lente
des
carcassesLors de
réfrigération
rapides (3 -
4 h en air à-2° C
pulsé
à 2 ou 2,5 m/s suivis d’unstockage
en air calme à 0°
C),
l’abaissement de latempé-rature au coeur de la cuisse et, à un
degré
moindre,
au coeur del’épaule
de bovins est trèslent
puisque,
pour la cuisse, latempérature
estde l’ordre de 10° C seulement
après
24 h(figure
3a).
Pour ces
muscles,
l’acidification postmortem est trèsrapide
et la valeur dupH
ultimegénéra-lement
plus
basse. Nous avons ainsifréquem-ment noté, chez les vaches de
réforme,
despH
de l’ordre de 5,0 à 5,2 dans le muscleSemi-membranosus situé au coeur de la cuisse. Une
telle valeur de
pH
associée à unetempérature
de la carcasse encore élevée conduit à
l’obten-tion de viandes
plus
ou moins exsudatives. Cephénomène, plus
couramment observé chez leporc, entraîne une dénaturation sensible des
protéines
musculaires et ceci d’autantplus
que la musculature est moins rouge comme c’est lecas chez le veau
(Legras 1980).
De tellescondi-tions conduisent
également
à une altération desqualités organoleptiques
de la viande et toutparticulièrement
de la tendreté. Lee etAsh-more
(1985)
ont ainsi clairement montré que lemuscle
Longissimus
dorsi de carcasses mainte-nues à 35° Cpendant
3 hpuis
placées
en aircalme à 0° C était
significativement plus
durque le même muscle de carcasses directement
stockées à 0° C
après
l’abattage
et, ceci, dès le troisièmejour
de conservation(figure 3b).
Cesauteurs attibuent cette différence à une
contraction
plus
importante
des muscles descarcasses
réfrigérées
lentement. D’autres tra-vaux ont conduits à des résultatssimilaires,
sans pour autant noter de
différences
au niveaudes
longueurs
de sarcomère(Lochner
et al 1980 ; Koh et al1987),
paramètre
qui permet
d’apprécier
ledegré
de contraction desmus-cles. Il est donc
probable,
comme nous le ver-rons par la suite, que le processus de matura-tion lui-même soit ralenti par lestempératures
élevées.Outre la
tendreté,
onpeut
penser que les baspH
observés au niveau de ces muscles affecte-ront aussi leurcapacité
de rétentiond’eau,
capacité
qui
diminue d’autantplus
que lepH
est bas.
Des conditions de
réfrigération
ni tropdouces ni trop
rapides
semblent doncindispen-sables pour éviter toute altération de la
ten-dreté. A titre
indicatif,
nous pouvonssuggérer,
pour le
développement
de larigidité
cadavéri-que au niveau de muscles
isolés,
les conditionssuivantes : muscles maintenus à 12-15° C
pen-dant 10 - 15 h
puis
à + 2° Cjusqu’à
24 hpost-mortem.
4
/ Influence du
pH
Si la valeur finale du
pH
ne semble pasaffec-ter de
façon significative
le déroulement duprocessus de maturation, il n’en est pas de même de la vitesse de chute de ce
pH.
L’hydro-lyse
de IATP par les ATPasesendogènes
est, nous l’avons vu, àl’origine
de l’acidification du tissu musculaire. Cettehydrolyse
et, parconsé-quent
la chute dupH,
sont d’autantplus
rapides
que latempérature
est élevée.L’exis-tence, entre la tendreté de la viande et la vitesse
de chute du
pH,
d’une relation similaire à celle observéeprécédemment
pour latempérature
Une
réfrigération
trop
rapide
diminue
la tendreté
mais uneréfrigération
trop
lente la diminue aussi
du
faitd’une
baissede
pH
trop
paraissait
donc tout à faitenvisageable.
Suggé-rée
depuis longtemps
parplusieurs
groupes dechercheurs,
cette relation n’a pu être clairementdémontrée que très récemment par Marsh et
ses collaborateurs
(1988).
Ces auteurs ont ainsi montré que, pour des vitesses de chute depH
extrêmes, la tendreté de la viande était altérée(figure 4).
Une chute depH
rapide
(réfrigéra-tion très
lente)
et, à undegré
moindre,
unechute de
pH
lente(réfrigération
trèsrapide)
conduit à l’obtention de viande dont la tendreté est inférieure à celle de muscles pour
lesquels
la chute de
pH
seproduit
à une vitesseintermé-diaire.
5
/ Influence de la
congélation
La durée de conservation de la viande peut
être fortement
augmentée
par lacongélation
et lestockage
à l’étatcongelé,
traitementqui peut,
selon la
façon
dont il estréalisé,
affecterpositi-vement ou
négativement
sesqualités
organo-leptiques.
Nous verrons donc les effets de lacongélation
sur lesqualités
de la viande bovineselon que celle-ci soit réalisée avant
l’installa-tion de la
rigor
mortis(anfe-ngor)
ouaprès
(post-rigor).
5.i
/
Congélation
ante-rigor
Les effets de la
congélation
ante-rigor
étaientconnus bien avant que
n’apparaissent
les pro-blèmes liés à laréfrigération rapide
des car-casses. Lors de lacongélation
ante-rigor
d’un muscle contenant del’ATP,
il va se contracterlorsque
latempérature
est abaissée vers 2&dquo; C. Ils’agit
là duphénomène
de « coldshortening
»ou contracture au froid
évoqué précédemment.
Comme l’ont montré Lacourt et
Charpentier
(1971),
cette contraction est, en termed’inten-sité, sans commune mesure avec celle
qui
apparaît
au moment de ladécongélation (figure
5).
Cette contractioncorrespond
auphénomène
de
rigor
dedécongélation
décrit par Bendall(1960). L’hydrolyse
de l’ATP résiduel dès que latempérature
redevientpositive
provoque unecontraction brutale
qui
peuts’accompagner
d’une exsudation d’autantplus
forte que lemuscle est libre de se contracter. Par
ailleurs,
ces contractions
qui
relèvent du mêmeméca-nisme que la contracture au
froid,
détériorentconsidérablement la tendreté de la viande
(Mac
Crae et al
1971).
).
Pour
pallier
ceproblème,
il estpossible
d’épuiser
le stock d’ATP en maintenant lemus-cle à - 3&dquo; C
pendant
1jour.
Eneffet,
l’hydrolyse
de l’ATP à cette
température
est, selon Behnkeet al
(1973),
aussirapide
qu’à
+ 10° C. Dans cesconditions,
on peut éviter lephénomène
derigor
dedécongélation
et réduire ainsi considé-rablement les pertes par exsudation.Malgré
tout, on
peut
penser que la contractionqui
seproduit
lors de laphase
decongélation
affec-tera
négativement
la tendreté et, dans le mesureoù cette contraction est
pratiqement
irréversi-ble,
son effet sur la tendreté seraégalement
irréversible.
5.
2
/
Congélation
post-rigor
Pour des viandes
congelées
au cours de laphase
de maturation, la nature et l’étendue desaltérations de la structure contractile
dépen-dent étroitement de la taille et de la
localisa-tion, au sein du tissu
musculaire,
des cristauxde
glace
qui
se forment. Lescaractéristiques
de ces cristaux sont elles-mêmes fonction de lacinétique
des processus decongélation
et dedécongélation
et, à undegré
moindre,
de latempérature
finale decongélation
et du temps de conservation à l’étatcongelé.
a / Effet
de
la vitesse decongélation
et
de
décongélation
sur la structuremusculaire
Les cristaux sont de
petite
taille etpréféren-tiellement localisés à l’intérieur de la cellule
lorsque
lacongélation
estrapide
et/oulorsque
la
température
finale decongélation
estbasse,
deux conditions
qui,
dans lapratique,
sontplus
importante
dans le cas contraire(Martino
et Zaritski1987).
Notons que, pour avoir unelocalisation essentiellement intracellulaire des
cristaux, le temps de
congélation,
définicomme étant le
temps
nécessaire pour que latempérature
au coeur du morceau de viandepasse de - 1&dquo; C
(température
de début decongé-lation de
l’eau)
à - 7° C(température
àlaquelle
80 % de l’eau est
congelée),
doit être inférieurou
égal
à 10 minutes(Bevilacqua
et al1979),
condition difficilement réalisable dans laprati-que.
A l’inverse de la taille
initiale,
la taillemaxi-mum des cristaux
qui
est étroitement fonctiondu temps de conservation est totalement
indé-pendante
de latempérature finale,
ce facteurinfluant essentiellement sur le temps
néces-saire pour l’atteindre
(Martino
et Zaritzki1987).
Pour des
stockages
de courtedurée,
unecongélation rapide préserve
bien la structurecontractile
(Ouali
et al1983).
Par contre, celane semble
plus
être le cas pour desconserva-tion
plus longues
du fait de l’évolutioninévita-ble de la taille des cristaux
pendant
laphase
destockage
des viandes à l’étatcongelé
(Carroll
etal
1981).
Si l’on veutpréserver
au mieux les structuresmusculaires,
ilparaît
doncnéces-saire de
congeler
aussirapidement
quepossible
et de réduire letemps
de conservation de la viande ainsi traitée.La
décongélation
influeprincipalement
surles
capacités
de rétention d’eau du muscle,capacité
qui
dépend
fortement de la taille descristaux de
glace.
Plus leur taille seragrande,
plus
l’altération des structures musculaires seraimportante
etplus
l’écoulement de l’eau aumoment de la
décongélation
sera facilité. Cettediminution des
capacités
de rétention d’eau du musclecongelé
est consécutive à unedénatura-tion des
protéines,
dénaturationqui
a pourori-gine
l’actionconjuguée
de ladéshydratation
qu’elles
subissent au fur et à mesure que laquantité
d’eaudisponible
décroît et del’aug-mentation très
importante,
à leurvoisinage,
de la forceionique qui
peut atteindre localement des valeurséquivalentes
à des concentrationssalines de 1 à 2 Molaires
(Offer
etKnight
1988a,b).
De telles conditionsphysico-chimi-ques
conduisent,
selon certains auteurs, à unealtération non seulement de la structure
contractile mais
également
de la structureter-tiaire des
protéines
elles-mêmesqui
favorise leuragrégation
(Shenouda
1980 ; Farias et al1989).
Il faut toutefois noter que cephénomène
de dénaturation des
protéines
est souventsur-estimé. En
effet,
la vitesse deréhydratation
desprotéines
est très faiblecomparée
à la vitessede
décongélation
et, mêmelorsque
ladécongé-lation est très douce, ce rapport de vitesse
demeure
important.
Pour bienfaire,
il faudraitque la vitesse de
décongélation
soit en rapport avec la vitesse deréhydratation
et donc derenaturation des
protéines
cequi
estpratique-ment
impossible.
Quoi
qu’il
en soit, bien quecet idéal ne
puisse jamais
être atteint, il esttou-jours
préférable
dedécongeler
lentement lesi,1:wd<,s.
b /
Conséquences
sur la tendretéDes
approches
tantbiochimiques (Shenouda
1980 ; Ouali et al 1983 ; Farias et al
1989)
quephysiques
(Sale
1973), physico-chimiques
(Wagner
et Anon 1986 ; Rochdi1984)
ou ultra-structurales(Carroll
et al1981)
ontpermis
demettre en évidence des modifications de la structure
myofibrillaire
au cours d’uncycle
congélation-décongélation
(modification
despropriétés électriques
dumuscle,
desproprié-tés de
solubilité,
de stabilité à lachaleur,
de contractibilité ....etc ... desprotéines
myofibril-laires).
Dèslors,
on peut penser que lesqualités
organoleptiques
etplus particulièrement
lajutosité
et la tendreté de la viandeaprès
décon-gélation dépendront
étroitement de la nature etde l’intensité de ces modifications.
Si nous
disposons
de nombreuses donnéesrelatives à l’influence de ce traitement sur les
capacités
de rétention d’eau du muscle(Offer
etKnight 1988a,b),
nous n’avons que très peud’information concernant son action sur la ten-dreté de la viande. Pitre
(1977)
rapporte quedans des conditions de
congélation rapide
et dedécongélation
douce,
ce traitement n’affectepas
significativement
la tendreté de la viande.Des résultats
plus
récents(Farias
et al1989)
semblentindiquer, qu’au
contraire, lacongéla-tion
paraît
capable
d’accélérer le processusd’attendrissage.
Ainsi, comme le montre lafigure
6, selon letemps
de maturation à + 4&dquo; C,la résistance
mécanique
de la structuremyofi-brillaire du muscle Semimembranosus de bovin diminue de 22 à 27 %
après
congélation,
cette diminution étant maximale pour les
échantillons
congelés
24 h post-mortem. Cesrésultats corroborent ceux de
Kopp
(1973)
qui
montraient
également
que l’effetbénéfique
dela
congélation
sur la tendreté était surtoutper-ceptible
24 haprès
l’abattage. L’analyse
decette
caractéristique
par unjury
dedégustation
semblerait conduire aux mêmes conclusions
(Liu
Li1988).
6
/ Influence de la
stimulation
électrique
La stimulation
électrique (SE), technologie
mise en oeuvre pour la
première
fois à l’échelleLa
congélation
doit êtrerapide
et ladécongélation
lente
pour
préserver
lesqualités
organoleptiques,
enparticulier
laindustrielle par les Néo-Zélandais
(Davey
et al1976),
avait commeprincipal
objectif
depréve-nir le
phénomène
de contracture au froid lorsde la
réfrigération rapide
des carcasses.D’au-tres intérêts de cette
technologie
sont vite appa-rus par la suite. Lepremier
concerne sonutili-sation pour permettre le
développement
dudésossage
à chaud des muscles dans les meil-leurs conditionspossibles.
Eneffet,
les muscles désossés à chaud sontbeaucoup
plus
sensiblesau
phénomène
de contracture au froid en rai-son de la diminutiondes !masses
à refroidir et de lasuppression
des tensions existant sur la carcasse. Le second est l’accélération apparentedu processus
d’attendrissage
qui permettait
de réduire le temps destockage.
Dans cecadre,
cettetechnologie
aparfois
étéutilisée,
à tort,comme un argument commercial
garantissant
une bonne tendreté des viandes ainsi traitées cequi,
nous leverrons,
n’est pastoujours
lecas.
6.
1
/
Les
différents
types
de stimulation utilisés
Deux
types
de SE sontgénéralement
utilisés. Ils diffèrent par la valeur des.tensions
appli-quées
aux carcasses, par letemps qui sépare
lasaignée
de la mise sous tension et par le tissusollicité pour la conduction du courant
électri-que. Ce sont :
- la SE dite haute tension
qui
fut lapremière
aêtre mise en oeuvre industriellement. La
ten-sion est, dans ce cas, de l’ordre de 500 à 700 V
et les carcasses doivent être stimulées dans les
30 à 60 minutes
qui
suivent lasaignée.
Lesys-tème conducteur est ici le tissu musculaire dont
l’hétérogénéité
et le mauvaispouvoir
conducteur
expliquent
la nécessité de faireappel
à des tensions aussi élevées.- la SE dite basse
tension pour
laquelle
les ten-sionsappliquées
aux carcasses sontcomprises
entre 30 V et 100 V Le
système
conducteur estalors le
système
nerveux. Comme la durée devie de ce
système
nedépasse
guère
30 minuteschez le bovin
(Christall
et Devine1985),
cetrai-tement doit être
appliqué
leplus
tôtpossible
(15
à 20 minutesmaximum)
après
lasaignée
’I
II’ if&dquo;, rmimaux non
dépecés.
Selon ces mêmesauteurs, l’efficacité de la SE diminue très
rapi-dement au cours des minutes
qui
suivent au fur et à mesure de l’altération dusystème
nerveux.Dans les deux cas, la durée de stimulation ne
peut
guère
excéder 2 minutespuisqu’au delà,
le muscle ne
répond plus
ou defaçon
beau-coup moins efficace à la stimulation.
6.
2
/ Stimulation
électrique
et
prévention
de la
contracture
aufroid
La contracture au froid est, nous l’avons
vu,
responsable
d’une altération irréversible de la tendreté de la viande. Pourprévenir
cephéno-mène,
il suffit d’inhiber le mécanisme respon-sable de la contraction, à savoir l’activitéATPa-sique
dusystème myofibrillaire ;
or le seul fac-teursusceptible
de l’inhiber est lepH.
Eneffet,
à
pH
6,0 etau-dessous,
les muscles àcontrac-tion
rapide
qui
sont lesplus
sensibles à cephé-nomène,
n’ontplus
lapossibilité
de se contrac-ter. L’abaissement suffisammentrapide
dupH
vers 6,0 avant que la
température n’atteigne
10°ou 12° C permet d’annuler tout
risque
decontraction au froid. D’autre part, la vitesse de chute du
pH
est fonction de la vitessed’hydro-lyse
de l’ATPqui
peut être fortementaugmenté
(jusqu’à
dixfois)
enforçant
le muscle àtravail-ler ce
qui
n’estpossible,
postmortem, que sicelui-ci
reçoit
des stimulationsélectriques
convenables.Bien que la vitesse de chute du
pH
soitlégè-rement inférieure dans le cas de la SE basse
tension, les deux
types
de SE permettent d’an-nuler aussi efficacement toutrisque
decontrac-tion au froid. Comme le montrent les résultats
rapportés
dans le tableau 1, les deux types deSE
préviennent,
defaçon
similaire,
toutealtéra-tion de la tendreté par ce
phénomène.
Ilssug-gèrent
en outre que, contrairement à ce quecertains auteurs ont
avancé,
la SE parelle-même ne
permet
pas d’améliorer la tendretéfinale de la viande
puisque
le rapport des notesde tendreté entre muscles témoins et stimulés
est
toujours
voisin de l’unité.6.
3
/ Modulation des
effets
de la
SE
par
la
température
a / Vitesse
de
maturation dansdes conditions
deréfrigération rapides
L’association de la SE et d’une
réfrigération
par
prévention
de la contracture au froid. Enfait,
cet effetbénéfique
est étroitementdépen-dant du muscle et
plus
précisément
de saloca-lisation
anatomique
(Valin
et al1981).
Cesauteurs montrent ainsi
qu’au
cours des 24 pre-mièresheures,
la SE accélère le processus dematuration au niveau des muscles les
plus
superficiels
comme leLongissimus
dorsi(LD)
et le
Triceps
brachü caputlongum
(TB)
qui
sont tous les deux
susceptibles
de se contracter à bassetempérature.
Par contre, dans lesmêmes
conditions,
on note un ralentissementde ce processus au niveau du muscle
Semi-membranosus
(SM)
stimuléélectriquement
(tableau
2).
Or, contrairement aux deuxprécé-dents,
ce muscle est, de par saposition,
à l’abri de toutrisque
de contracture au froid mêmelors de
réfrigérations
brutales. Eneffet,
quelles
que soient les conditions deréfrigération,
cemuscle
présente
une diminution lente de satempérature
(figure 3a)
et une chute depH
rapide (Tarrant
et Mothersill1977).
b / Vitesse de maturation dans
des
conditions deréfrigération
lentesPlusieurs études ont montré que
lorsque
laSE est associée à une
réfrigération
lente,
la ten-dreté de la viandepouvait
êtreirrémédiable-ment altérée
(Lochner
et al 1980 ; Valin 1982 ; Koh etal 1987).
Dans le but de mieux compren-drel’origine
de ce durcissement de laviande,
un suivi du déroulement du processus dematuration a été réalisé au niveau des mêmes
muscles que
précédemment
sur des carcassesde bovin
réfrigérées
lentement(demi-carcasses
stimulées et témoins mises en chambre froide à+ 6&dquo; C en air calme
pendant
24 hpuis
conser-vation des muscles sous vide à + 5°
C)
(Valin
1982).
Selon les résultatsprésentés
dans lafigure
7, ilapparaît
que si la SE n’a pas d’effet surl’amplitude
du processus de maturationentre 1 et 4
jours postmortem,
celui-ci devientsignificatif
maisnégatif
entre 4 et 12jours
post-mortem.Que
l’état de maturation soitapprécié
par des méthodesmécaniques (force
decom-pression
à 20 % dedéformation)
oubiochimi-ques
(degré
d’altération de l’activitéATPasique
des
myofibrilles),
les muscles témoins sont,après
12jours
de conservation, significative-mentplus
maturés et doncplus
tendres queleurs
homologues
stimulésélectriquement
(Valin
1982 ; Ouali et Valin1984).
L’estimationde la tendreté de la viande par un
jury
dedégustation
a confirmé ces résultats et a parail-leurs montré que, comme
précédemment,
parcomparaison
avec les muscles LD et TB, ceteffet
négatif
estplus
marqué
au niveau dumus-cle SM
(Valin 1982).
L’essentiel de l’information
qu’il
faut retenirde l’ensemble de ces résultats
peut-être
résuméde la
façon
suivante. Trois situations différentespeuvent être rencontrées, chacune d’entre elle conduisant à une évolution variable de la ten-dreté de la viande
(figure 8) :
(A)
SE etréfrigération rapide
donnant lieu àdes contractions au froid intenses : les muscles
stimulés sont
