Noircissement des os : quels sont les facteurs de risques

Noircissement des os :
quels sont les facteurs
de risques ?
L
’augmentation de la durée de vie des produits en Unités de Vente Consommateur
Industrielles (UVCI) n’est pas sans conséquence sur la qualité organoleptique de la
viande de porc. Bien que les emballages sous atmosphère protectrice préservent la couleur des viandes, un phénomène de brunissement des os occasionne des méventes en
linéaires. Lors de son acte d’achat, le consommateur utilise la couleur de l’os comme un
indicateur de fraîcheur du produit. Le noircissement de la moelle osseuse qui est également observé chez d’autres espèces (bœuf, veau) résulte de l’oxydation des vertèbres
lombaires dont les causes d’apparition semblent multifactorielles : type de fente et de
ressuage, processus de croûtage et mode de conditionnement. Une étude a été menée par
l’IFIP afin de dégager des pistes sur l’origine du phénomène et de tester, le cas échéant,
l’application d’un antioxydant qui permettrait de retarder l’apparition du défaut.
Conditions expérimentales
Les conditions expérimentales visant à produire les UVCI utilisés dans le cadre de cette étude
sont schématisées à la figure 1.
Abattage : fente à la scie ou automate
Ressuage : brumisé ou sec
Découpe industrielle
Croûtage : 12 h / 45 min / 12 min
étapes du process sur l’apparition du phénomène de noircissement. Les membres du jury
ont noté en parallèle l’aspect des viandes et
des os pendant toute la durée de vie microbiologique. Les barquettes ont été conservées
à 4°C et ont fait l’objet d’observation tous
les deux jours. Des analyses de gaz (% O2 et
% CO2) ont été effectuées afin de suivre l’évolution de la composition gazeuse des différents lots. La durée de vie des UVCI étudiées
est respectivement de 7 jours pour les UVCI
sous film et 11 jours pour les UVCI sous gaz.
La couleur de l’os a été mesurée sur le corps
vertébral à l’aide d’un colorimètre Minolta
(CR300). Après étalonnage, la couleur est traduite numériquement par la réflectance L* et
la chromaticité a* et b*.
Tranchage
Notation des produits :
Application d'antioxydant ou non
• Notation des viandes sur les critères suivants :
- Aspect de surface (frais, terne, passé).
- Humidité de la viande (normale, sèche,
exsudative).
- Achat (oui, non).
Conditionnement : sous atm./sous film
Figure 1 : Conditions expérimentales
visant à produire les UVCI
Matériel et méthode
Huit lots d’UVCI de côtes de porcs soit 960
barquettes, conditionnées sous air ou sous
atmosphère modifiée (70 % O2 – 30 % CO2),
ont été produites afin d’évaluer l’influence des
• Notation des os selon l’échelle suivante :
-P
as de noircissement (produit conforme à
la vente).
-P
résence d’os noir (produit acceptable à la
vente).
- Présence d’os noir (produit non commercialisable).
Résumé
L’augmentation de la DLC des
côtes de porc en UVCI n’est pas
sans conséquence sur la qualité
organoleptique de la viande.
Bien que la couleur de la viande soit
préservée, le noircissement des os
occasionne des méventes.
Lors de l’étude, l’évaluation visuelle
des barquettes par le jury a confirmé
Résumé
la bonne préservation des viandes
L’arti
au sein de leur emballage.
En revanche, le noircissement des os
influence fortement l’acte d’achat
après 8 jours de conservation.
La comparaison des process deux
à deux a permis de montrer qu’un
froid intense émis lors du croûtage
favorise le développement d’os noirs.
Alors que les étapes du process
d’abattage (type de fente et de
ressuage) n’ont pas d’impact
significatif.
De même, la comparaison d’un
emballage sous atmosphère
et sous film ne permet pas de
conclure sur l’influence du mode de
conditionnement.
Par contre, la brumisation d’acide
ascorbique sur les os des côtes
de porc retarde le développement
des os noirs.
Après traitement, le noircissement
n’apparaît plus comme un facteur
limitant la vente des UVCI,
car 99 % des barquettes sont
encore achetées à la DLC.
Arnaud BOZEC
Antoine VAUTIER
Alain LE ROUX
Cette étude a été financée
par le CASDAR.
TechniPorc, Vol. 32, N°5, 2009 - la revue technique de l’IFIP
Résultats 3
Pou
60
50
40
30
20
10
0
J0
J+4
J+6
J+8
J+11
40
30
20
10
0
Sèche
Exsudative
J0
J+4
La fraîcheur initiale
de la viande ainsi que
le mélange gazeux
préservent l’aspect de
surface de la viande de
porc, ce qui encourage
l’acte d’achat jusqu’à
la fin de vie du produit.
La couleur est le principal indicateur qui permet de caractériser
l’aspect des viandes. L’aspect de
surface évalué par les membres du
jury montre selon le graphique 1,
J+6préservation
J+8
J+11
une
de laJ+13
fraîcheur
des produits jusqu’au onzième
jour de conservation, où plus
de 80 % des viandes sont jugées
fraîches. En fin de vie microbiologique, le pourcentage de viandes
ternes passe de 6 à 33 % entre le
8ème et le 13ème jour de conservation. Les viandes dites « passées »
restent faibles et ne dépassent pas
les 4 % à J+13. La fraîcheur initiale
de la viande ainsi que le mélange
gazeux préservent l’aspect de surface de la viande de porc, ce qui
encourage l’acte d’achat jusqu’à la
fin de vie du produit.
Pourcentage
Pourcentage
Pourcentage
Pourcentage
100
Frais
90
Terne
80
Passé
70
100
Frais
60
90
Terne
80
50
Passé
70
40
60
30
50
20
40
10
30
0
20 J0
J+4
J+6
J+8
J+11
J+13
10
Graphique
1 :
Notation
de
l’aspect
de
surface
des
viandes
0
J0
J+4
J+6
J+8
J+11
J+13
90
Normale
Sèche
Exsudative
80
70
90
Normale
Sèche
Exsudative
60
80
50
70
60
40
50
30
40
20
30
10
20
0
J0
J+4
J+6
J+8
J+11
J+13
10
0
J0
J+4
J+6
J+8
J+11
J+13
Graphique 2 : Évaluation de l’humidité des viandes
100
etage
80
achats /viande
Moyenne :
achats /viande
J+13
achats /os
80
60
40
20
0
J0
J+4
J+6
J+8
J+11
Jour d'observation
J+13
Graphique 3 : Acte d’achat des UVCI (viande et os)
classées avec une humidité dite
« normale » à plus de 50 % jusqu’au
treizième jour de conservation. La
notion de viande « sèche » a fluctué entre 30 et 40 % en fonction
des jours d’observation, en revanche les viandes «exsudatives» sont
restées très minoritaires avec une
moyenne de 1 % sur l’ensemble de
la durée de conservation.
Côte de porc présentant un noircissement
prononcé de la moelle osseuse.
80
rouges et aboutit à une accumu70
O2 surLe graphique 3
atteste
de
la
bonne
lation d’hémoglobine sur des
60
préservation
des viandes au sein faces d’os de coupe. Lors de son
50
40
de leur emballage.
Cela se traduit exposition à l’air, la couleur de
30 pourcentage d’achat l’hémoglobine change du CO
rouge
par un fort
2
quel que20
soit le jour d’observation. au brun et devient finalement noi10
Ainsi, plus
0 de 90 % des viandes re. Cet auteur a également suggéré
suscitent l’acte
d’achat au
bout de 12que
02 avril
07 avril
avril le noircissement
17 avril de l’os est le
13 jours.
En revanche, le graphique 3 est très
révélateur de l’impact du noircissement des os sur l’acte d’achat.
En effet, le développement d’os
noirs devient discriminant après le
8ème jour, pour s’effondrer à 33 %
d’acte d’achat à J+13. Ces résultats
confirment l’intérêt d’identifier les
étapes du process pouvant être à
l’origine du phénomène de noircissement des os et de tester l’application d’un antioxydant.
Normale des os
Notation
par
les membres du jury
Sèche
Normale
Exsudative
Sèche
Incidence du process d’abatExsudative
tage : type de fente et ressuage
Selon les données bibliographiques, Gill (1996) a suggéré que la
coupe d’os perturbe des globules
achats /os
achats /os
achats /viande
100
Pourcentage
Notation des viandes par
les membres du jury
L’humidité de la viande a été un
critère plus subjectif pour les membres du jury. D’après le graphique 2
les viandes ont principalement été
4 Résultats
100
Moyenne :
Avec
Moyenne :
J+11
Pourcentage de gaz
100
90
80
70
60vertébral à l’aide
Mesure du corps
50 Minolta (CR300)
d’un colorimètre
40
30
20
10
0
J0
J+4
Sans
J+8
J+13
Résultats et discussion
Acide asorbique :
J+6
TechniPorc, Vol. 32, N°5, 2009 - la revue technique de l’IFIP
résultat indésirable d’un stockage
prolongé. L’interconversion des
états chimiques de l’hémoglobine
est probablement responsable du
noircissement osseux (Lanari et al,
1995). La coupe de l’os expose les
pigments dans la moelle à l’oxygène aboutissant à un pigment rouge
vif (oxyhémoglobine) qui peut être
oxydé en methémoglobine indésirable (Lanari et al, 1995). Donc, le
process qui réduit l’accumulation
de methémoglobine sur la surface
d’os réduira probablement la décoloration osseuse. La relation entre
l’oxydation d’hémoglobine et le
noircissement d’os est semblable
au mécanisme largement accepté
de décoloration de muscle où une
accumulation de metmyoglobine
aboutit à la décoloration superficielle indésirable (Faustman et
Cassens, 1990). Dans le cadre de
notre étude, la comparaison de
La présence des os noir influence
l’acte d’achat du jury d’expert,
le lot n°2 ayant fait l’objet d’un
croûtage de 12h à -2°C est le plus
acheté. Selon le graphique n°4 en
fin de DLC, 80 % des barquettes
sont encore achetés. Concernant
les longes traitées au froid cryogénique (12 minutes à -58°C), le
pourcentage d’achat n’est plus
que de 56 % à J + 8 pour atteindre
25 % en fin de DLC. Le croûtage de
45 minutes à -25°C se comporte
bien jusqu’à J + 8, puis se dégrade
en passant de 75 à 60 % d’achat
entre J + 11 et J + 13. Le test du
chi-deux confirme statistiquement
les écarts d’achat entre les types
de croûtage (p<0,0001). Selon
J0
J+4
J+6
J+8
J+11
J+13
Pourcentage d’achat
Automate
Scie électrique
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
97 %
98 %
76 %
77 %
31%
32 %
Test du
Chi-deux
p=0,56
p=0,83
p=0,84
Le rapport, a*/b*
peut être utilisé comme
un indicateur de
décoloration.
Tableau 2 : Evolution des pourcentages d’achat
en fonction du type de ressuage
jour
J0
J+4
J+6
J+8
J+11
J+13
Pourcentage d’achat
Ressuage brumisé
Ressuage sec
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
99 %
97 %
98 %
76 %
69 %
31 %
50 %
(C.R. Raines et al, 2006) le rapport,
a*/b* peut être utilisé comme un
indicateur de décoloration, le plus
petit ratio indique la plus grande
décoloration. Cet indicateur de
décoloration est conforme aux
observations visuelles relatives au
noircissement de la moelle osseuse, à savoir que le lot n°3 (croûtage
cryogénic) perd un point entre J0
et J + 13, contre 0,83 point pour le
lot 1 (croûtage de 45 min) et seulement 0,38 point dans le cadre d’un
croûtage de 12h (lot 2). La comparaison du ratio a*/b* (p<0,0001)
confirme l’impact de l’intensité du
froid émis lors du croûtage sur le
noircissement des os.
Pour combattre la décoloration
superficielle dans le muscle, de
nombreux chercheurs ont utilisé
l’acide ascorbique pour retarder
l’oxydation de la myoglobine
(Harbers et al, 1981). En 2004,
Mancini et al, a évalué l’acide ascorbique comme une façon d’empêcher la décoloration osseuse d’os
de bœuf de vertèbres lombaires
et longissimus. L’acide ascorbique à 1,5 % ou 2,5 % a réduit au
minimum la décoloration de surface de vertèbres lombaires. Selon
Croûtage :
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1
Test du
Chi-deux
p=0,32
p=0,56
p=0,10
p<0,001
45 min
12 H
Pourcentage
Incidence de la préparation des
viandes : type de croûtage et
usage d’un antioxydant
jour
Cryogénic
Pourcentage
De la même manière, la comparaison d’un ressuage brumisé
positif pendant 12h avec un froid
sec à -14,5°C pendant 1h15 ne
montre pas de différence significative concernant l’acte d’achat,
à l’exception du dernier jour d’observation qui se fait en faveur du
ressuage sec (Tableau 2).
Tableau 1 : Evolution des pourcentages d’achat
en fonction du type de fente
J0
J+4
J+6
J+8
J+11
J+13
Graphique 4 : Influence du croûtage sur l’acte d’achat
Mancini en 2004, il apparaît que
Acide asorbique : Sans
l’acide
ascorbique a agi comme un
100
réducteur
de la methémoglobine,
90
80
qui a probablement maximisé
70
la stabilité
colorée sur la surface
60
50
de vertèbres
lombaires. Dans le
40
cadre
de
notre
étude, une solution
30
d’acide
20 ascorbique à 1 % a été utilisée10pour évaluer l’impact de cet
0
antioxydant.
d’acideJ+8
J0 Ainsi,
J+41 ml J+6
ascorbique a été brumisé manuellement sur chaque vertèbre des
côtes de porc. Cette application a
été réalisée avant un conditionnement sous gaz, puis les barquettes
ont été conservées à 4°C pendant
13 jours. Les résultats des observations du jury (Graphique 5) et
les mesures du colorimètre confirment les informations bibliogra-
Avec
Une solution d’acide
ascorbique à 1 %
a été utilisée pour
évaluer l’impact de
cet antioxydant.
J+11
Pourcentage
la fente à l’aide d’un automate et
d’une scie électrique (Tableau 1),
montre qu’il n’y a pas de différence
significative entre ces deux process
concernant la fréquence d’apparition du défaut « os noir ».
J+13
TechniPorc, Vol. 32, N°5, 2009 - la revue technique de l’IFIP
Résultats 5
gaz
Cellule de froid cryogénic
(matériel air liquide)
20
10
0
J+4
J+6
J+8
Acide asorbique :
Sans
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
J0
J+4
J+6
J+11
J+4
J+13
J+6
J+8
Normale
Sèche
80
70
phiques.
L’antioxydant retarde de
60
façon 50
significative le noircissement
40
de la moelle
osseuse (test du Chideux :30
p<0,0001).
20
10
0 du mode
Incidence
J0
J+4
J+6
J+8
Sans
Avec
J+6
J+8
J+11
de conditionnement J+13
Quel que soit le mode
de conditionnement,
la teneur en oxygène
est suffisante pour
générer une oxydation
et une décoloration de
la moelle osseuse.
J+11
Echine de porc
à J0 de conservation
J0
J+4
J+6
J+8
J+11
Jour d'observation
J+13
J+13
Exsudative
Normale
Sèche
Exsudative
J+11
Echine de porc
à J13 de conservation
J+13
80
70
60
50
40
30
20
10
0
O2
CO2
02 avril
07 avril
12 avril
17 avril
Graphique 6 : Évolution de la teneur en gaz du lot n°1
6 Résultats
J+13
Lanari, Schaefer et Scheller (1995)
80Tableau 3 : Evolution des pourcentages d’achat
ont suggéré que l’emballage avec
70 en fonction du mode de conditionnement
O2
:
achats /viande 60achats /os
les hauts niveauxMoyenne
d’oxygène
est
Pourcentage d’achat
100à la stabilité de couleur
nuisible
50
Test du
jour
Conditionnement
Conditionnement
40
des os.80De même, Warren et al
Chi-deux
sous film
30 sous atmosphère
CO2
(1992) ont
60 annoncé que la décolo20
J0
100
%
100 %
ration osseuse
a
été
rapprochée
de
40
J+4 10
100 %
100 %
la composition
du gaz plutôt que
20
J+6 0
99 %
98 %
p=0,48
la croissance
microbienne. Dans
12 avril
17 avril
0
J+8 J+1102 avril
99 % 07 avril
74 %
p<0,0001
J+4
J+6
J+8
J+13
notre étude, lesJ0conditionnements
Jour d'observation
utilisés étaient principalement
dif- étaient en présence d’un mélange Dans le cadre de nos observations,
férenciés par leur teneur en gaz. gazeux correspondant à la compo- bien que le mélange gazeux (70 %
Les barquettes sous atmosphère sition chimique de l’atmosphère O2 et 30 % CO2) soit favorable à
modifiée ont conservé tout au long soit 78 % d’azote, 21 % d’oxygène, la conservation des viandes, il ne
de leur vie une teneur très proche et des gaz rares (Argon, Néon, montre pas d’efficacité particulière
de l’injection initiale à savoir 70 % Hélium...). La comparaison des vis-à-vis du phénomène de noirO2 et 30 % CO2 (Graphique 6). La deux modes de conditionnement cissement. Nous pouvons donc en
moelle osseuse des côtes de porc a montré que l’évolution des os conclure que quel que soit le mode
est donc restée dans des condi- noirs dans les deux cas est proche, de conditionnement, la teneur en
tions oxydantes durant toute la seule une différence est observée oxygène est suffisante pour génédurée de conservation. En paral- au terme de la DLC des UVCI sous rer une oxydation et une décoloration de la moelle osseuse.
lèle, les côtes sous film étirable film (Tableau 3).
Pourcentage
ue :
J+11
Pourcentage de gaz
L’antioxydant retarde
de façon significative
de
J+8 le noircissement
J+11
J+13
la moelle osseuse.
J+8
20
Pourcentage
Cryogénic
J+6
100
Frais
80
Terne
60
Passé
40
0
J+8J0
J+4
Moyenne
:
achats
achats /os
Photo : Echine
de porc
traité à/viande
l’antioxydant
Avec
Graphique 5 : Influence du traitement à l’antioxydant
90
sur l’acte d’achat
12 H
J0
J+13
Pourcentage
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
J+11
Pourcentage
J0
Pourcentage de gaz
6
40
30
20
10
0
TechniPorc, Vol. 32, N°5, 2009 - la revue technique de l’IFIP
Conclusion
L’évaluation visuelle des barquettes par les membres du jury a
montré la bonne préservation des
viandes au sein de leur emballage.
Cette conservation se traduit par
un maintien très élevé du pourcentage d’achat quel que soit le
jour d’observation. Cependant,
le noircissement des os influence
fortement l’acte d’achat après
le 8ème jour. La comparaison des
process deux à deux a permis
de montrer qu’un froid intense
émis lors du croûtage favorise le
développement d’os noirs. Alors
que les étapes du process d’abattage (type de fente et de ressuage)
n’ont pas d’impact significatif. De
même, la comparaison des deux
conditionnements [sous atmosphère et sous film] ne permet pas
de conclure sur l’incidence du
conditionnement sur l’apparition
du phénomène. En revanche, la
brumisation d’1 ml d’acide ascorbique sur les os des côtes de porc
retarde le développement des os
noirs. Après traitement, le noircissement n’apparaît plus comme
un facteur limitant la vente des
UVCI, car 99 % des barquettes sont
encore achetées à J+13. Au regard
de cette étude, l’application d’un
antioxydant apporte une correction au noircissement des os. Cet
auxiliaire technologique n’étant
pas à ce jour autorisé pour une
application sur viande fraîche, il
serait pertinent d’évaluer l’effet
des emballages « actifs » pouvant
contenir un antioxydant.
n
L’acide ascorbique
n’étant pas à ce jour
autorisé pour une
application sur viande
fraîche, il serait
pertinent d’évaluer
l’effet des emballages
« actifs » pouvant
contenir un
antioxydant.
Contact :
arnaud.bozec@ifip.asso.fr
Références bibliographiques
• Calhoun, C. M., Schnell, T. D., & Mandigo, R. W. (1998). Porcine bone marrow: extraction procedure and characterization by
bone type. Meat Science, 50(4), 489–497.
• Gill, C. O. (1996). Extending the storage life of raw chilled meats. Meat Science, 43, S99–S109.
• Grobbel, J. P., Dikeman, M. E., Smith, J. S., Kropf, D. H., & Milliken,Y. Q. (2005). Effects of polyvinyl chloride overwrap film, highoxygen modified atmosphere packaging, or ultra-low oxygen modified atmosphere packaging on bone marrow discoloration in
beef humerus, rib, thoracic vertebra, and scapula bones. Journal of Animal Scienc (in press)
• Grobbel, J. P., Dikeman, M. E., Yancey, E. J., Smith, J. S., Kropf, D. H.,& Milliken, G. A. (2006a). Effects of ascorbic acid, rosemary, and
Origanoxe in preventing bone marrow discoloration in beef lumbar vertebrae in aerobic and anaerobic packaging systems.
Meat Science, 72(1), 47–56.
• Grobbel, J. P., Dikeman, M. E., Smith, J. S., Kropf, D. H., &Milliken, G. A. (2006b). Effects of polyvinyl chloride overwrap film, highoxygen modified atmosphere packaging, or ultra-low-oxygen modified atmosphere packaging on bone marrow discoloration
in beef humerus, rib, thoracic vertebra, and scapula. Journal of Animal Science, 84(3), p 694–701.
• Harbers, C. A. Z., Harrison, D. L., & Kropf, D. H. (1981). Ascorbic acid effects on bovine muscle pigments in the presence of radiant
energy. Journal of Food Science, 46, 7–12.
• Lanari, M. C., Schaefer, D. M., & Scheller, K. K. (1995). Dietary vitamin E supplementation and discoloration of pork bone and
muscle following modified atmosphere packaging. Meat Science, 41(3), 237–250.
• Lee, B. J., Hendricks, D. G., & Cornforth, D. P. (1999). A comparison of carnosine and ascorbic acid on color and lipid stability in
a ground beef pattie model system. Meat Science, 51, 245–253.
• Lee, B. J., & Hendricks, D. G. (1997). Metal-catalyzed oxidation of ascorbate, deoxyribose and linoleic acid as affected by phytic
acid in a model system. Journal of Food Science, 62, 935–938.
• Mancini, R. A., Hunt, M. C., Hachmeister, K. A., Kropf, D. H., & Johnson, D. E. (2004). Ascorbic acid minimizes lumbar vertebrae
discoloration. Meat Science, 68(3), 339–345.
• Marianne N. Lund, René Lametsch, Marchen S. Hviid, Ole N. Jensen. Leif H. Skibsted, High-oxygen packaging atmosphere
influences protein oxidation and tenderness of porcine longissimus dorsi during chill storage. Meat Science 77 (2007) 295–
303
• C. Nicolalde, A.J. Stetzer, E.M. Tucker, F.K. McKeith, M.S. Brewer, Antioxidant and modified atmosphere packaging prevention
of discoloration in pork bones during retail display, Meat Science 72 (2006) 713–718
TechniPorc, Vol. 32, N°5, 2009 - la revue technique de l’IFIP
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