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Prédiction précoce du pH ultime et du rendement technologique par spectroscopie RAMAN / Early prediction of ultimate pH and cooking yield by Raman spectroscopy

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Les Cahiers de l'IFIP, 5(1), 27-36 - La revue R&D de la filière porcine française

La mise au point d’une technologie pour la prédiction rapide du pH ultime avant 18 h post mortem est une forte attente du secteur abattage-découpe. A l’abattoir, l’essentiel du tri des carcasses est réalisé lors de la pesée-classement. L’obtention à ce stade d’une information précise sur le pH ultime permettrait d’une part de réduire significativement les erreurs d’évaluation du pH ultime à J1 en raison d’un délai post mortem inapproprié et d’optimiser d’autre part l’organisation de la découpe. Des chercheurs allemands ont montré que la spectroscopie Raman peut être utilisée pour la prédiction du pH ultime par mesure sur carcasse chaude. La spectroscopie Raman est une technologie proche de la spectroscopie proche infrarouge ; le spectre est obtenu par excitation à l’aide d’un laser dont la longueur d ’onde est dans notre cas spécifique du glycogène et du lactate de la viande afin d’en prédire le pH ultime. L’IFIP a réalisé sur cheptel français un essai de la validation en coopération avec l’Université de Kulmbach, qui est à l’origine du développement du prototype et des calibrations pour la prédiction de la qualité technologique de la viande. Les acquisitions spectrales ont été réalisées en fin de chaine d’abattage (30 minutes post mortem). Des critères complémentaires au pH ultime ont été étudiés, tel le rendement technologique, la couleur, l’exsudat et le pH1 du muscle Semimembranosus. La prédiction du pH ultime par l’exploitation de spectres Raman obtenus à chaud (30 minutes PM) montre un niveau de précision élevé pour ce nouveau jeu de données (R²c=0,82, rmsec=0,07). La prédiction de l’exsudat et du rendement technologique sont également prometteuses mais des problèmes de robustesse, que nous pouvons attribuer aux conditions expérimentales (hétérogénéité dans le temps de déviation des carcasses) ont été observés sur ces paramètres sans que cela ne perturbe la prédiction du pH ultime.

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2018

Prédiction précoce du pH ultime et du rendement technologique par spectroscopie Raman

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Antoine Vautier et Thierry Lhommeau, bilan 2017, éditions IFIP, mai 2018, p. 36-37

La mesure du pH ultime est l’indicateur de qualité de viande synthétique connu pour la qualité de la viande de porc en raison de ses fortes relations avec son comportement technologique et sensoriel. Un des freins à sa mesure en routine en abattoir vient de l’impossibilité de réaliser cette mesure sur des carcasses dont le délai post-mortem est inférieur à 18 h. La mesure du pH ultime nécessite une gestion de la durée de réfrigération et la mise en place d’un second niveau de tri à J+1, le lendemain de l’abattage.

L’utilisation d’une technologie permettant la prédiction du pH ultime avant 18 h post mortem est une demande forte du secteur abattage/découpe.
Les abatteurs réalisant l’essentiel du tri des carcasses au moment de la pesée/ classement (30 à 45 min post mortem), l’intégration à ce stade d’une information sur le niveau de pH ultime permettrait une optimisation du travail de découpe et un gain de compétitivité.

De récents travaux d’une équipe de recherche allemande ont montré que la spectroscopie Raman permettait de prédire le niveau de pH ultime lors d’une mesure sur carcasse chaude. Cette possibilité montre des résultats prometteurs. La spectroscopie Raman est assez proche de la spectroscopie proche infrarouge (NIRS) et permet une analyse rapide de la composition chimique de la matière organique.

La source lumineuse utilisée diffère : un laser apporte beaucoup plus d’énergie dans le cas du Raman et dont la longueur d’onde est spécifique à la viande. Le spectre de réflexion est récupéré par fibre optique pour être analysé par un spectromètre moyen infrarouge. Cette technologie nécessite des essais de validation, ce que l’IFIP a réalisé en coopération avec l’Université de Bayreuth (Kulmbach) à l’origine de cette technologie pour la prédiction de la qualité technologique de la viande. Ces essais étaient l’occasion de confirmer l’aptitude de la spectroscopie Raman pour la prédiction du pH ultime sur le cheptel français et de mettre en place des calibrages spécifiques. Des critères complémentaires à la mesure du pH ultime ont été étudiés telle la prédiction du rendement technologique, critère pour lequel l’IFIP a exploré avec succès la prédiction par spectroscopie proche infrarouge à J+1 (IFIP, Vautier, 2013, 2014). La mesure de la couleur à 24 h PM, les pertes d’exsudat du muscle Gluteus medius et le pH1 du muscle Semimembranosus figurent parmi les mesures de qualité pour lesquelles l’IFIP a développé des calibrages basés sur la spectroscopie Raman.

PDF icon Antoine Vautier et Thierry Lhommeau, bilan 2017, éditions IFIP, mai 2018, p. 36-37, fiche n° 9
2018

Prédiction par spectroscopie proche infrarouge de la qualité technologique du filet de poulet

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Poster.

La spectroscopie proche infrarouge (NIRS) de réflexion est une méthode rapide, non-invasive et non-destructrice qui montre de bonnes aptitudes à la prédiction de la qualité technologique de la viande quelle que soit l’espèce. Ses principaux atouts sont d’être compatible avec des cadences d’abattage élevées et de permettre la prédiction de paramètres physicochimiques dont les méthodes de référence sont complexes à mettre en œuvre (pertes par exsudation, rendement et texture après cuisson, par exemple). Une des applications de la spectroscopie proche infrarouge pourrait être de permettre la simplification de la mesure de la qualité technologique de la viande de volaille à des fi ns de sélection génétique. Dans cet objectif, cette étude s’intéresse au développement de calibrations NIRS spécifiques de la qualité technologique du muscle Pectoralis Major (pertes d’exsudat, dureté, pertes à la cuisson, pH ultime).

PDF icon poister de Antoine Vautier et al., 16es JSMTV, 21-22 novembre 2016, Paris, Fr
2016

Prédiction par spectroscopie proche infrarouge de la qualité technologique du filet de poulet

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Antoine Vautier, Bilan 2016, éditions IFIP, mai 2017, p. 46

Cette étude a été réalisée dans le cadre du programme de recherche CASDAR Optiviande s’intéressant à l’amélioration de la qualité technologique de la viande de poulet grâce au développement de tests moléculaires utilisables en sélection et en élevage. Dans ce cadre, des technologies de phénotypage haut débit ont été testées et l’utilisation de la spectroscopie proche infrarouge a été étudiée pour la prédiction de la qualité technologique de la viande de poulet.

La spectroscopie proche infrarouge (NIRS) de réflexion est une méthode rapide, non-invasive et non-destructrice qui montre de bonnes aptitudes à la prédiction de la qualité technologique de la viande quelle que soit l’espèce.

Les principaux atouts sont d’être compatible avec des cadences d’abattage élevées et de permettre la prédiction de paramètres physicochimiques dont les méthodes de référence sont complexes à mettre en œuvre. C’est le cas de paramètres technologiques tels que les pertes par exsudation, le rendement et la texture après cuisson. Une des applications de la spectroscopie proche infrarouge permettrait la simplification de la mesure de la qualité technologique de la viande de volaille à des fins de sélection génétique, cette composante de la qualité de viande étant de plus en plus attendue par le consommateur.

C’est dans cet objectif que des calibrations NIRS ont été développées sur le muscle Pectoralis major de poulet pour la prédiction de sa qualité technologique : pertes d’exsudat, dureté après cuisson, pertes à la cuisson et pH ultime.

PDF icon Antoine Vautier, Bilan 2016, mai 2017, p. 46, fiche n° 16
2017

Prédiction par spectroscopie proche infrarouge de la qualité technologique du filet de poulet

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Antoine Vautier et al.,16es Journées Sciences du Muscle et Technologies des Viandes, 21-22 novembre 2016, Paris, France, p. 45-46

La spectroscopie proche infrarouge (NIRS) de réflexion est une méthode rapide, non-invasive et non-destructrice qui montre de bonnes aptitudes à la prédiction de la qualité technologique de la viande quel que soit l’espèce. Ses principaux atouts sont d’être compatible avec des cadences d’abattage élevées et de permettre la prédiction de paramètres physicochimiques dont les méthodes de référence sont complexes à mettre en œuvre. C’est le cas de paramètres technologiques tels que les pertes par exsudation, le rendement et la texture après cuisson. Une des applications de la spectroscopie proche infrarouge pourrait être de permettre la simplification de la mesure de la qualité technologique de la viande de volaille à des fins de sélection génétique, cette composante de la qualité de viande étant de plus en plus attendue par le consommateur (Alnahhas et al., 2014). L’objectif de cette étude est de développer des calibrations NIRS spécifiques de la qualité technologique du muscle Pectoralis Major (pertes d’exsudat, dureté, pertes à la cuisson, pH ultime), tel que Chartrin et al. (2010) ont pu précédemment le faire pour la prédiction du taux de lipides.

ENG

NIRS prediction of the technological quality of the chicken breast

Near infrared spectroscopy calibrations were developed for the prediction of Pectoralis Major’s drip loss, cooking yield, ultimate pH and toughness. Accuracy was at a satisfactory level for pH24 and drip loss (R²=0.82 and R²=0.59), and at a medium to low level for toughness and cooking yield (R²=0.55 and R²=0.47). This technology could be used for a high flow meat characterization purpose and could help in genetic selection programs.

PDF icon Antoine Vautier et al.,16es Journées Sciences du Muscle et Technologies des Viandes, 21-22 novembre 2016, Paris, France
2016

Prediction of the evolution of the contamination of Listeria monocytogenes during the manufacturing and the storage of delicatessen : combined modelling of heat tranfer and bacterial behaviour

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PDF icon Prediction of the evolution of the contamination of Listeria monocytogenes during the manufacturing and the storage of delicatessen : combined modelling of heat tranfer and bacterial behaviour
2007

Prediction of PSE-like zones, ultimate pH and cooking yield by computer image analysis of deboned hams

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Poster.

Bone-in hams can be selected according to their ultimate pH level for the needs of the cooked ham sector, but the sorting of hams with a pH-meter become more difficult on deboned hams. On the other hand, a lot of new muscle areas are available on deboned hams to perform meat quality measurements, and the PSE-like zones are observable. Vision systems (using cameras) are more and more popular in the meat industry.
This technique allows the measurement of multiples areas of the meat and can potentially be more robust than any operator based technique.
The objective of the study is to design and to calibrate a vision system dedicated to the online prediction of the meat quality of deboned, defatted and trimmed hams. The meat quality parameters selected to develop prediction algorithms are: PSE-like zones, ultimate pH, cooking yield and slicing defects.

PDF icon Poster IFIP de Antoine Vautier et al., 62e ICOMST, 14-19 août 2016, Bangkok, Thaïlande
2016

Prediction of drip loss and ultimate pH in pork Semimembranosus by the NitFom™

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Antoine Vautier et al., 63e International Congress of Meat Science and Technology, Cork, Irlande, 13-18 août 2017, poster

A majority of studies dealing with Near InfraRed Spectroscopy (NIRS) prediction of meat quality are focusing on its chemical composition, but the ability of NIRS to predict technological quality of meat has been the subject of many recent publications. This technology gives a quick access to spectral pattern that can also be linked to the water holding capacity of meat. However, very few NIRS devices are suitable for industrial implementation. In this study, a feasibility test was carried out to evaluate the possibility of predicting drip loss and ultimate pH in pork Semimembranosus using the NitFom™, a NIRS-based handheld invasive probe suitable for rapid on line measurements in pork carcasses immediately after slaughter.

PDF icon Antoine Vautier et al., 63e ICOMST, Cork, Irlande, 13-18 août 2017, poster
2017

Prediction of drip loss and ultimate pH in pork Semimembranosus by the Nitfom

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Antoine Vautier et al., 63e International Congress of Meat Science and Technology, Cork, Irlande, 13-18 août 2017

Most of the NIR spectrometers available are not suited for on line measurements in slaughterhouses. The aim of the study was to test the ability of a device dedicated to industrial measurement (NitFom, Frontmatec) for prediction of drip loss and ultimate pH. A calibration model fitting was satisfactory (drip loss, R²=0.59 and pHu, R²=0.70) and the prediction accuracy levels for drip loss were similar to calibration results found with the Labspec4, a laboratory Vis-NIR spectrometer (NitFom, rmsecv=1.5% and Labspec4, 1.7%). This study revealed that prediction of drip loss by NIRS could be a good alternative to measurement of ultimate pH for drip loss sorting.

PDF icon Antoine Vautier et al., 63e ICOMST, Cork, Irlande, 13-18 août 2017
2017

Prediction level of meat quality criteria on 'pse-like zones' defect of pork's ham

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A major concern in French cooked ham production is a structural “PSE-like zones” defect of muscles. The aim of this study was to estimate the predicting reliability of meat quality measurements from accessible sites to assess the defect in its deep internal location. Meat quality of 2420 hams was measured in four slaughterhouses. All controlled pigs were Large White × Piétrain sire crossbreed: 30 minutes pH and ultimate pH were taken on Semimembranosus, meat colour (L*, a*, b*) was measured on Gluteus Medius as from the primary cutting, and carcass characteristics were registered.

PDF icon Prediction level of meat quality criteria on 'pse-like zones' defect of pork's ham
2008

Prédiction expérimentale du niveau de salage des jambons secs par la tomographie Rayons X

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Fiche n° 021 : maîtrise des qualités nutritionnelles des produits

Les charcuteries sèches représentent en France une production de 36 218 T pour le jambon sec et 108 652 T pour le saucisson sec. Malgré ces
volumes, elles sont actuellement fabriquées selon des procédés établis au long des années sur un mode empirique. Pour un industriel, toute modification d’un des paramètres de fabrication est risquée compte tenu de la longueur des procédés de fabrication (7 mois minimum pour des produits de qualité supérieure) et du coût de la matière engagée. Ainsi, des actions telles que la réduction du taux de sel (intérêt nutritionnel), la baisse de la température de séchage (intérêt environnemental), la réduction des cycles de sèche (intérêt économique) ne sont pas anecdotiques.
Ce projet avait pour objectif d’exploiter la tomographie, technologie non destructrice, pour piloter le procédé de fabrication du jambon sec.
Il s’agissait d’une part, d’étudier, à partir d’une mesure faite à l’issue de l’étape de salage, la possibilité de prédire le taux de sel du produit à ce stade et à l’issue du procédé de fabrication. Il s’agissait, d’autre part, d’étudier la possibilité de prédire la valeur de l’aw au repos, et notamment au coeur du jambon dans la zone nerveux et jarret.

PDF icon fiche_bilan2015_021.pdf
2016

Prédiction du rendement technologique des jambons par spectroscopie optique : mise en place et validation en contexte industriel

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article de congrès de Ronan Le Page et al., présenté au 14ème Colloque international francophone sur les méthodes et techniques optiques pour l'industrie, 16-20 nov. 2015, p. 142-144

Prédiction du rendement technologique des jambons par spectroscopie optique : mise en place et validation en contexte industriel Le rendement de fabrication des jambons est un enjeu pour l'industrie agro-alimentaire : une valeur faible de ce rendement dit technologique se traduit par une dépréciation de valeur et de qualité des jambons [1]. Le tri des carcasses pour la réalisation des jambons cuits supérieurs s'appuie sur une mesure de pH mais n'est pas optimal en terme de résultats, c'est pour cette raison que l'on essaie de lui substituer une mesure par spectromètrie. Dans ce but, un projet a été mis en place mettant en oeuvre une chaîne de mesure complète. Il suppose le design de plusieurs sondes de surface et de pénétration (afin d'explorer un site de mesure optimisé en profondeur et orientation), la mise en oeuvre d'un spectromètre (gamme visible et proche infra-rouge cf. Figure 1), puis du traitement de spectre par une méthode d'apprentissage automatique (Partial Least Square PLS cf. [2]), et l'affichage des résultats et de leur communication au sein du réseau informatique de l'industriel abatteur. Figure 1: Matériel utilisé : sonde de pénétration, spectromètre ASD Labspec, sonde de surface (connectique SMA) 2. Aspects historiques et objectifs L'utilisation, dans le cadre d'un projet de recherche, d'un spectromètre requière en général une phase de collecte des données, suivi d'une phase d'analyse (calibration du modèle) de ces données afin de bâtir un modèle de prédiction à l'aide de descripteurs objectifs fournis par ailleurs. Le spectromètre est un appareil connecté à un PC et comprenant un logiciel spécifique en charge de réaliser les opérations d'acquisition des spectres. Les spectres collectés sont en général transférés sur un autre ordinateur afin d'y être traités par un logiciel dédié à l'analyse statistique, une exportation des données dans un format exploitable par ce logiciel est souvent nécessaire. En routine, l'exploitation du modèle statistique issue de la calibration permet pour chaque spectre le calcul d'un ou plusieurs paramètres pertinents utilisable en tant que critère de sélection et de tri des jambons analysés.

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2016

Prédiction du poids de gras des porcs charcutiers à partir de la découpe

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Dans les essais expérimentaux, les performances de carcasse sont généralement estimées.

La découpe fournit des estimations plus précises que les méthodes de classement commercial.

Des équations de prédiction du gras total des carcasses de porc ont été établies à partir des poids des pièces de la Découpe Hollandaise Normalisée (DHN). La présentation

des carcasses à la pesée excluant désormais la panne, un GRAS1 a été défini panne incluse et un GRAS2 panne exclue ; de même, deux jeux de prédictrices ont été utilisées: l’un avec panne et l’autre sans.
PDF icon Prédiction du poids de gras des porcs charcutiers à partir de la découpe
2000

Prédiction du défaut jambon déstructuré et du rendement par spectroscopie proche infrarouge

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Antoine Vautier, bilan 2012, éditions Ifip, juin 2013, p. 75

Cette étude fait suite à un précédent projet mené par l’IFIP en spectroscopie dans le domaine du visible et du proche infra-rouge et qui a notamment permis la définition d’équations de prédiction pour le défaut viande déstructurée et le rendement technologique du jambon cuit supérieur.
Ce travail a toutefois révélé un nombre important de faiblesses au niveau du protocole de calibrage : il reposait sur un nombre limité d’observations et le protocole de transformation qui est une adaptation du procédé industriel habituel n’était pas strictement répétable entre répétitions.
L’IFIP a donc mené ce projet afin de déterminer dans des conditions de répétabilité satisfaisantes des calibrages robustes pour la prédiction du rendement technologique et la détection du défaut jambon déstructuré.
Ces calibrages déterminés par méthode de validation croisée ont ensuite été utilisés sur des fabrications individuelles distinctes, dans le but d’évaluer par validation externe leurs performances.

PDF icon Antoine Vautier, bilan 2012, éditions Ifip, juin 2013, p. 75
2013

Prédiction de la contamination bactérienne lors de la fabrication et de la conservation d’un aliment - Application à de la viande de porc contaminée par Listeria monocytogenes

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En France, les récentes épidémies de listériose ont conduit les professionnels de la charcuterie/salaison à étudier les potentialités de croissance, de survie et de destruction de Listeria monocytogenes, au cours de la fabrication et de la conservation de leurs produits. La microbiologie prévisionnelle est un outil qui peut les aider à atteindre cet objectif. Dans ce travail, un modèle a été développé pour prédire l’évolution de contamination de L. monocytogenes, dans de la viande de porc, soumise au procédé de fabrication des

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2005

Prédiction de la composition des pièces à partir des données du classement des carcasses

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Fiche n° 028 : classification des pièces et des carcasses

Dans un contexte de commerce des pièces très développé et très concurrentiel, le tri des pièces est un challenge permanent. Nombre d’opérateurs
utilisent les informations de pesée et de classement des carcasses pour un pré-tri.
Les grands abattoirs bretons se sont équipés assez récemment d’un appareil automatique de vision (le CSB Image-Meater), qui a été peu étudié.
D’autres grands abattoirs européens ont fait le choix d’un automate à ultra-sons scannant le dos des carcasses (Autofom).
En Europe, une vingtaine d’appareils sont utilisés. En combinant les différentes versions des appareils et les différences de sites de mesure, ce sont au total plus d’une centaine de méthodes de classement des carcasses qui sont actuellement autorisées dans l’UE.
La bibliographie sur la prédiction de la qualité des pièces à partir des méthodes de classement des carcasses est assez pauvre et ancienne. Aussi, l’objectif était d’avoir une vision actuelle de la précision des méthodes de classement utilisées en France.
Cette étude s’appuie notamment sur les données françaises de l’essai d’actualisation des méthodes de classement par scanner.

PDF icon fiche_bilan2015_028.pdf
2016

Prédiction de la composition chimique des truies reproductrices à partir du poids vif et de l’épaisseur de lard dorsal. Application à la définition des besoins énergétiques

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Des équations de prédiction de la composition chimique ont été déterminées à partir de résultats de dissections et d’analyses chimiques de truies reproductrices primipares et multipares, à différents stades physiologiques (saillie, mise bas, sevrage). Au total, 189 truies ont été disséquées et 23 d’entre elles ont été analysées chimiquement. Les équations ont été calculées par la technique de la double régression, le poids vif vide (PVV, kg) et l’épaisseur de lard dorsal (P2, mm) étant utilisés pour prédire la composition chimique.

PDF icon Prédiction de la composition chimique des truies reproductrices à partir du poids vif et de l’épaisseur de lard dorsal. Application à la définition des besoins énergétiques
1997

Prédiction à l’abattoir de la composition en acides gras des matières grasses

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Ce programme labellisé par le pôle de compétitivité VALORIAL est financé par la

Région Bretagne.

Le porteur du projet est l’entreprise VALOREX dont la collaboration avec l’INRA depuis 10 ans a mis en évidence une amélioration du profil nutritionnel de la matière grasse des produits animaux par l’incorporation de source d’oméga3 dans l’alimentation des animaux (filière lin).
PDF icon Prédiction à l’abattoir de la composition en acides gras des matières grasses
2010

Pourquoi et comment les conditions de pré abattage et d’abattage sont déterminantes pour la qualité technologique ? Contribution du maillon abattage.

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Le maillon abattage contribue à la qualité technologique pour optimiser les pH Ultimes et limiter les stress (pH 1):
- LOGISTIQUE DU TRANSPORT et DE L’ ABATTAGE
- LA FORMATION DU PERSONNEL ET LES PRATIQUES
- LE CHOIX DU MATERIEL DE TRANSPORT ET D’ABATTAGE
- LE RETOUR D’INFORMATION A LA FILIERE AMONT ET AVAL
- UN RÔLE SUR D’AUTRES FACTEURS A EXPLORER DEMAIN AYANT UN IMPACT SUR LA QUALITE DE LA VIANDE ...

PDF icon intervention de P Chevillon à la journée quizz qualité des viandes de janvier 2017
2017

Position IFIP sur les critères microbiologiques applicables aux viandes échangées entre les opérateurs de la filière

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L’IFIP a rassemblé dans ce document un ensemble de données issues de ses connaissances et de son expérience relatives à la qualité microbiologique au sein des maillons abattage, découpe et transformation. 
Ces données sont organisées de façon à aider les entreprises :
- Pour les entreprises d’abattage-découpe : à détecter rapidement d’éventuelles dérives de procédé afin de pouvoir agir rapidement sur les moyens de maîtrise ;
- Pour les entreprises de transformation : à fixer des objectifs adaptés à leurs besoins et à évaluer dans le temps les performances des fournisseurs ;
- Pour les deux maillons: à mesurer avec suffisamment de fiabilité la qualité microbiologique des viandes échangées.
En s’appuyant sur ces critères microbiologiques, méthodes d’analyses, techniques de prélèvement, et règles d’interprétation uniformisés, chaque entreprise peut adapter ses moyens de maitrise et de contrôle à ses objectifs de qualité.

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2017

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