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La maîtrise de la cuisson est primordiale pour optimiser les qualités organoleptiques et nutritionnelles ainsi que les rendements de transformation des produits cuits. Des images obtenues dynamiquement et in situ par IRM au cours de la cuisson ont été analysées et traitées, permettant de coupler localement (à l’échelle du mm) température, déformation et quantité d’eau. Ce travail montre que la modélisation basée sur l’imagerie quantitative in situ permet de décrypter des mécanismes intervenant lors de la cuisson des viandes sans faire appel à une démarche expérimentale réductionniste, ni établir d’hypothèses simplificatrices lors de l’interprétation des phénomènes.
L’imagerie RMN comme méthode de mesure non destructive
Le suivi dynamique in situ est une démarche expérimentale qui, appliquée aux procédés agro-alimentaires, permet d’analyser la transformation des matières premières en aliments. Elle est fondée sur une suite continue de mesures, évidemment non destructives, pendant que le procédé réel est reproduit dans les conditions expérimentales propres à la technique utilisée. Lorsque cette technique est l’imagerie, l’information obtenue est à la fois locale et dynamique. On parle ainsi de 4D, pour 3D plus une quatrième dimension : le temps. En utilisant l’imagerie RMN (IRM) comme modalité d’imagerie non destructive et un dispositif amagnétique et thermiquement isolé conçu au laboratoire pour cuire l’échantillon, des modèles mathématiques ont été construits à partir de cette information 4D dans le but de lier quantitativement température, déformation et quantité d’eau dans la viande cuite.
Une cartographie des déformations de la viande pendant le chauffage
Un protocole expérimental innovant a été élaboré, fondé sur une cuisson lente de l’échantillon par eau chaude dans l’IRM et sur une combinaison d’images RMN de différents types permettant de cartographier, pendant le chauffage, les déformations de la viande et la perte d’eau qui en découle. Par ailleurs, un modèle thermique a été mis au point pour disposer de la distribution spatio-temporelle de la température dans l’échantillon.
A partir des images, l’évolution de la température, de la déformation et de la quantité d’eau a été retracée pendant la cuisson et pour chaque élément de volume de la viande. Ces diagrammes locaux mettent en évidence une augmentation de la déformation avec la température suivant plusieurs phases et une diminution de la quantité d’eau avec la température. Tous ces résultats ont été interprétés au regard du comportement à la température des différents composants du muscle.
Partenaires
Ce travail a été conduit dans le cadre du projet européen ProSafeBeef dans l’équipe Imagerie et transferts de l’Unité QuaPA.
Les expériences d’IRM ont été réalisées avec les moyens de la Plate-forme Résonance Magnétique des Systèmes Biologiques du Centre INRA de Clermont Ferrand.
En savoir plus
- Bouhrara M, Clerjon C, Damez JL, Chevarin C, Portanguen S, Kondjoyan A, Bonny JM. Dynamic MRI and thermal simulation to interpret deformation and water transfer in meat during heating. Journal of Agricultural and Food Chemistry (2011) 59:1229-1235.
- Bouhrara M, Lehallier B, Clerjon S, Damez JL, Bonny JM. Mapping of muscle deformation during heating: in situ dynamic MRI and non-linear registration. Magnetic Resonance Imaging (2012) 20:422-430.
- Bouhrara M, Bonny JM. B1 mapping with selective pulses. Magnetic Resonance in Medicine (2012) in press DOI: 10.1002/mrm.24146.
- Bouhrara M, Clerjon S, Damez JL, Kondjoyan A, Bonny JM. In situ imaging highlights food structural changes during heating: the case of meat. Journal of Agricultural and Food Chemistry (2012) 60: 4678-4687.