UTILISATION DE MODELES DE TRANSFERTS ET DE REACTIONS POUR DETERMINER LES PERTES EN MICRONUTRIMENTS AU COURS DE LA CUISSON DES VIANDES. ILLUSTRATION DE L’APPROCHE DANS LE CAS DE LA VITAMINE B6 S. PORTANGUEN1, V. SCISLOWSKI2, C. DUCHENE3, G. GANDEMER4, A. KONDJOYAN1 1
INRA UR370 QuaPA, Equipe Imagerie & Transferts, F-63122 St-Genès-Champanelle, France. ADIV, 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.
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Abstract : Use of transfer and reactional models to determine the loss of micronutrients when meat is being cooked – Approach to the experiment regarding vitamin B6. Meat is an important source of micronutrients, especially vitamins from group B. The operations of transformation, especially during cooking time, can be responsible for an important loss of these micronutrients. The aim of this study is to make an overall model, including a transfer model and a reactional model, which would be able to predict the losses created by thermic denaturation as well as by expulsion into the juices of the meat, basing the argument on the experimental measures carried out on meat and beef juices. This model is indeed able to predict the loss of micronutrients considering the variability of the size of the meat portions, the cooking method and the cooling conditions. This approach regarding vitamin B6 can be applied to other micronutrients, other muscle types and other species. In the case of vitamin B6, both the loss by expulsion in the juice and thermic denaturation are to be considered, especially when the samples are thick and slowly heated up. Introduction : Les viandes sont riches en Fer, en vitamines B et en autres micronutriments (Zinc et Sélénium) facilement assimilables par l’Homme. Une part importante du fer héminique ou des vitamines B peut être perdue lors de la cuisson dans des proportions qui dépendent beaucoup des conditions de traitement, tandis que les pertes en zinc ou en sélénium sont quasi-nulles. Ce travail a pour objectif d’utiliser la modélisation pour déterminer les pertes en vitamines B dans un grand nombre de conditions pratiques, qu’il serait long et coûteux de couvrir par l’expérience. La démarche proposée est illustrée ici 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. Ces calculs servent ensuite à construire des abaques qui peuvent 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 par les 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. Les vitamines B3 et B6 n’ont pas le même comportement vis-à-vis de la température. La vitamine B3 est considérée comme la vitamine hydrosoluble la plus thermostable, elle reste active après un traitement à la chaleur sèche. Rhee et al. (1993), cités par Leskova et al. (2006) ont montré que 78% de la vitamine B3 était préservée lors de la cuisson de viande hachée. Dans le même temps, 50% de la vitamine B6 est détruite (Sauberlich, 1990, cité par Culioli et al., 2003), ce chiffre est confirmé par Leskova (2006) qui annoncent une perte à la cuisson de 40 à 58% dans les produits animaux ainsi que par Williams (1996) où la perte s’élève à 40% après cuisson et réchauffage pendant 3 heures à 60°C. La température à donc un effet important sur la perte en B6, même si, comme pour la vitamine B3, la majorité des pertes est due à l’expulsion du micronutriment dans le jus de cuisson ou par lixiviation en fonction du mode de cuisson. Matériels et méthodes : Bovin de race Charolaise de 2-3 ans, 12 jours de maturation sous vide à 4°C. Deux traitements thermiques qualifiés d’extrêmes ont été appliqués sur de la viande de bœuf (Semimembranosus SM, Longissimus thoracis LT et Masseter) et sur du jus de viande extrait à froid, pour déterminer l’effet du traitement thermique sur la variation de la teneur en micronutriments (dosage vitamine B6, Ndaw et al., 2000). Les deux barèmes temps-température utilisés étaient de 3 minutes à 58°C pour le traitement le moins intense, et d’une heure à 90°C pour le traitement le plus intense Des expériences ont également été effectuées pour analyser la concentration en micronutriments dans le jus de viande expulsé lors de la cuisson. Les jus de viande ont été préparés à partir de SM et de LT d’après les travaux d’Arvidsson et al. (1999).
Résultats et discussion :
SIMULATION 16 Concentration en B6 Viande (µg/gMS) 14 12
Figure 1 : Evolution de la concentration en vitamine B6 dans les échantillons de viande.
□ et ◊ : mesures ▬ : calcul par le modèle -- : vitamine expulsée
60°C
10 8
Expulsion jus
6 90°C
4 2 0 0
200
400
600
800 1000 Temps (min)
Temps Muscle
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
Expériences TC (°C)
MS
B6
/ / / 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
(µg/g) 1,16 1,29 4,12 4,39 4,02 4,15 3,86 4,2 3,98 3,64 4,37 4
B6 (µg/g MS) 4,4 3,3 17,7 15,6 17,9 12,3 13,6 13,2 16 9,8 17,1 11,7
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.
Modèle Ecart-type B6 (µg/g (µg/g MS) 0,2 0,5 0,5 0,7 1,5 0,8 0,5 0,8 1,2 1 0,4 0,4
MS) 2 15,6 13 16,1 14,1
VALIDATION Figure 2 : Teneurs en vitamine B6 mesurées dans l’échantillon et prédites par le modèle pour les différentes cuissons correspondant aux expériences de validation.
8,1 13,5 10,6
Conclusion : 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, à d’autres types de muscles, et à 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. Etude menée dans le cadre de l’UMT Génie alimentaire appliqué aux produits carnés. Arvidsson, P., Van Boekel, M.A.J.S., Skog, K., Solyakov, A., Jägerstad, M. (1999). Journal of Food Science, 64, 216-221. Culioli, J., Berri, C., Mourot, J. (2003). Sciences des Aliments, 23, 13-34. Ndaw, S., Bergaentzlé, M., Aoudé-Werner, D., Hasselmann, C. (2000). Food Chemistry, 71, 129-138. Leskova, E., Kubikova, J., Kovacikova, A. Kosicka, M., Porubska, J., Holcikova, K. (2006). Journal of Food Composition and Analysis, 19, 252-276. Williams, P.G. (1996). Perspectives in Practice, 96, 490-498.