Utilisation de modèles de transferts et de réactions pour déterminer les pertes en micronutriments au cours de la cuisson des viandes. Illustration de l’approche pour la perte en vitamine B6 dans les viandes. A. Kondjoyan1, V. Scislowski2, S. Portanguen1, C. Duchène3, G. Gandemer4 1INRA
UR370 QuaPA, Equipe Imagerie & Transferts, INRA, F-63122 St-Genès-Champanelle, France. 2ADIV, pôle Nutrition & Santé, 10 rue Jacqueline Auriol, ZAC du Parc Industriel des Gravanches 63039 Clermont-Ferrand cedex 2, France. 3 CIV, 207 rue de Bercy, 75587 Paris cedex 12, France. 4 INRA, Centre de recherche de Lille, 2 chaussée Brunehaut Estrées-Mons, 80203 Péronne.
Contexte : Les viandes sont riches en Fer et en autres micronutriments (vitamines B, Zinc et Sélénium) facilement assimilables. Une part importante des vitamines B est perdue lors de la cuisson dans des proportions qui dépendent beaucoup des conditions de traitement, mais, pour d’autres comme le zinc ou le sélénium, la perte est quasi-nulle. La modélisation a été utilisée pour déterminer ces pertes dans un grand nombre de conditions pratiques, qu’il serait long et coûteux de couvrir par l’expérience. La démarche proposée est illustrée pour la vitamine B6 contenue dans la viande de bœuf, mais elle a aussi été appliquée au cas du fer héminique et de la vitamine B3. L’objectif des calculs est de construire des abaques qui pourront être utilisés par les professionnels des différents secteurs concernés (nutritionnistes, diététiciens, professionnels de la restauration collective ou de l’agroalimentaire, etc.) pour déterminer l’apport réel en micronutriments des viandes cuites, c’est-à-dire telles que consommées, et/ou, pour mieux comprendre comment maîtriser les procédés de transformation des viandes afin de limiter les pertes en micronutriments lors des cuissons.
Principe de la modélisation : Chauffage
Combinaison
Modèle de pertes de jus Modèle de transfert de chaleur simulant les températures
Evacuation dans le jus Pertes en micronutriments
Modèle réactionnel
Dénaturation thermique
Etapes de construction du modèle :
Etape 1
Etape 2
Etape 3
Essais de dénaturation thermique en milieu liquide. Mesure des concentrations dans le jus de cuisson.
Simulation des pertes lors des traitements thermiques en bain-marie.
Validation de la réponse du modèle dans une large gamme de conditions de cuisson.
Etape de validation
Résultats : Temps
Etape de simulation Muscle
Concentration en B6 Viande (µg/gMS)
16 14 12
Expériences séparées pour déterminer les constantes cinétiques des modèles et la concentration en micronutriments dans le jus de cuisson.
□ et ◊ : mesures ▬ : calcul par le modèle -- : vitamine expulsée
60°C
10 8
Expulsion jus
6 90°C
4 2
Joue Joue Steak LT Steak LT Roti LT Roti LT surf Roti LT centre Roti LT tranche Roti SM Roti SM surf Roti SM centre Roti SM tranche
cuisson (min) 0 60 0 4,37 0 31,68 31,68 31,68 0 76 76 76
TC (°C)
MS
/ / / 55 / 55 55 55 / 55 55 55
(%) 26,1 38,8 23,3 28,1 22,5 33,7 28,3 31,7 24,8 37,2 25,5 34,1
Modèle Expériences B6 B6 Ecart-type B6 (µg/g (µg/g (µg/g) MS) (µg/g MS) MS) 1,16 4,4 0,2 1,29 2 3,3 0,5 4,12 17,7 0,5 4,39 15,6 15,6 0,7 4,02 17,9 1,5 4,15 13 12,3 0,8 3,86 16,1 13,6 0,5 4,2 14,1 13,2 0,8 3,98 16 1,2 3,64 8,1 9,8 1 4,37 13,5 17,1 0,4 4 10,6 11,7 0,4
Teneurs en vitamine B6 mesurées dans l’échantillon et prédites par le modèle pour les différentes cuissons correspondant aux expériences de validation.
0 0
200
400
600
800 1000 Temps (min)
Evolution de la concentration en vitamine B6 dans les échantillons de viande. Pour des cubes de 30 mm de côté, la perte de jus est maximale après 30 min de traitement (80% de pertes de vitamine par le jus). Ce phénomène reste majoritaire par rapport à la dénaturation thermique jusqu’à 140 min de chauffage, ceci est valable pour la très grande majorité des modes de cuisson. Mais, cette proportion dépend de l’épaisseur de l’échantillon. Il est donc important de considérer à la fois les pertes par le jus et par la thermo-dénaturation surtout dans le cas d’échantillons épais et chauffés lentement. Exemple d’abaque donnant les pertes en vitamine B6 en fonction du mode de cuisson et de la température soit au centre du produit, pour les cuissons en four, soit de l’eau de cuisson, pour les cuissons « mijotées » et « bouillies ». Les pertes indiquées tiennent compte à la fois de l’expulsion par le jus et de la dénaturation thermique.
CUISSONS EN FOUR CUISSONS "MIJOTEES" CUISSONS "BOUILLIES" Perte totale Temps Temps B6 Température B6 B6 Perte Perte à cœur ou du fluide (°C) 50 60 70 75 80 85 env. 100
Conclusion :
(µg/g MS) en B6 (%) 8,5 29,2 7,9 35,4 7,1 41,6
totale en
totale en
(min) (µg/g MS) B6 (%)
(min) (µg/g MS) B6 (%)
20 45 20 45 20 45
8,4 7,8 8,1 7,5 7,8 7,1
30,3 34,6 32,4 37,5 35,0 40,8 0 90 120
10,4 3,2 2,6
0,0 71,1 76,7
L’utilisation de modèles combinés de transferts et de réactions permet de prédire les pertes en micronutriments en tenant compte de la variabilité de la taille des portions de viandes, et pour chaque mode de cuisson, de la variabilité des conditions de traitement rencontrées en pratique (type et réglage de l’appareil de cuisson, conditions de refroidissement…). L’approche illustrée ici, dans le cas des pertes en vitamine B6 d’un type de muscle de bœuf, peut être appliquée à d’autres micronutriments, d’autres types de muscles, et d’autres espèces que le bœuf. Les travaux se poursuivent pour prendre en compte la spécificité de la structure de certains tissus animaux riches en vitamines (foie) et le fait que les morceaux ingérés par le consommateur sont hétérogènes et se composent de 2 compartiments (muscle et gras) réagissant différemment à la cuisson.