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Propriétés technologiques des viandes

mercredi 15 janvier 2020, par AMROUCHE

Propriétés technologiques des viandes

 1- Structure du muscle

Le muscle est une juxtaposition de fibres musculaires reliées entre elles par du tissu conjonctif.
Nous envisagerons successivement l’étude du tissus concjonctif, des fibres musculaires, et du tissus adipeux.

 11- Le tissu conjonctif musculaire

Le tissu conjonctif représente 0.3 à4% de la masse musculaire, il constitue le réseau d’armature et de soutien du muscle. Il réunit les autres tissus et les organes entre eux.
Hormis les tendons, les ligaments et les aponévroses il n’est pas séparable.
Le tissu conjonctif du muscle est représenté par :

  • membrane de la fibre (sarcolemme)
  • tendons et ligaments (muscle sur le squelette)
  • aponévroses (lames conjonctives intramusculaires)
  • parois des artères et des veines
  • à l’intérieur et autour du muscle.

Le tissu conjonctif est organisé sous forme d’enveloppe entourant les fibres musculaires .

—Epimisium = aponévrose= enveloppe entourant le muscle
—Périmysium = enveloppe de tissu conjonctif qui part de la face interne de l’épimysium pour former des travées s’enfonçant dans le muscle pour former une trame visible à l’œil nu : le grain de la viande .
—L’endomysium= correspond à des ramifications du périmysium pour envelopper des fibres musculaires.
Ces 3 enveloppes se rejoignent aux extrémités des muscles pour former le tendon. Ces enveloppent constituent une succession de barrières qui s’opposent à la pénétration de microbes et autres contaminations chimiques !
Le tissu conjonctif est constitué de cellules (fibroblaste), de fibres de collagène et d’élastine et d’une substance fondamentale.

 111- Le collagène

— Structure du collagène
La molécule de collagène est cylindrique.

Elle est formée de molécules de tropocollagène associées en triple hélice. Les 3 brins de polypeptides sont reliés par des liaisons hydrogène et des ponts covalents (entre LYS d’une même chaîne et LYS et HIST des chaînes voisines).
Cette structure donne des propriétés de résistance et d’élasticité au tissu contenant le collagène.

Le collagène est composé de 2 acides aminés qui lui sont caractéristiques : la proline et l’hydroxyproline.
Le dosage de l’hydroxyproline permet de mettre en évidence l’importance du collagène, donc du tissu conjonctif dans les viandes. (ex : le collagène est limité dans la composition des steaks hachés)

— Transformation du collagène en gélatine pendant la cuisson
Pendant une cuisson longue en milieu aqueux (viande en ragout ou pot au feux) le collagène peut être hydrolysé en gélatine recherchée pour ses propriétés fonctionnelles et organoleptiques.

  • Chauffées entre 60 et 70°C, les fibrilles de collagènes se rétractent et se raccourcissent d’un tiers de leur longueur initiale. Le réseau de conjonctif se resserre, entrainant une expulsion de l’eau et un durcissement de la viande.
  • Au delà de 70°C, en présence d’eau, elles se gonflent et se déstructurent en formant une solution désordonnée : la gélatine. L’intensité et la vitesse de la transformation du collagène en gel augmentent avec la température et la durée de la cuisson. L’humidité accélère la gélatinisation surtout en présence d’eau liquide plutôt que la vapeur.

A froid, la gélatine forme un gel. Elle est alors dispersible dans l’eau.

— Paramètres influençant la teneur du collagène dans le muscle

Quand on sait que la teneur en collagène influe largement sur les qualités organoleptiques d’une viande et notamment sa tendreté, il est important de connaitre les facteurs influençant cette teneur en collagène dans le muscle. Plus une viande est riche en collagène plus elle est dure !

L’espèce

Bœuf et porc ont de plus grandes unités musculaires que les autres animaux. L’importance du tissu conjonctif est le suivant : ovins > caprins > bovins > porcins

La race

Plus il y a hypertrophie de fibres musculaires, moins le tissu conjonctif est représenté, d’où la sélection de certaines races.

L’âge

Le tissu conjonctif est relativement plus important chez les jeunes animaux, mais lors du vieillissement on constate : une augmentation du nombre de liaisons covalentes entre les molécules de tropocollagène (réticulation) et l’hydrolyse du collagène est rendue difficile

Le sexe

Le vieillissement du tissu conjonctif est plus rapide chez le mâle, d’où l’intérêt de la castration.

Le muscle

Dans les muscles semi-tendineux et la région thoracique, l’élastine augmente au détriment du collagène. La trame conjonctive est plus importante dans le muscle lorsque l’on se rapproche des tendons.

Le mode d’élevage

La stabulation libre n’améliore pas la tendreté par rapport à la stabulation entravée.

— Teneur en collagène des viandes
On peut apprécier la teneur en collagène par la relation : collagène = [hydroxyproline] x 8 (dosage). Car le collagène est caractérisé par un AA spécifique : l’hydroxyproline (12.5% en moyenne)

La détermination du rapport C/P(= Collagène/ Protéines totales) permet d’apprécier l’importance du tissu conjonctif d’une viande.
La teneur en collagène des muscles est très variable (rapport C/P de moins de 5 jusqu’à 25-30)

Un rapport C/P élevé reflète une valeur nutritionnelle faible et permet de prévoir les techniques de préparation adaptée : cuisson longue en milieu aqueux (pot au feu, bœuf bourguignon) ou hachage.

Le rapport C/P est de l’ordre de 8 % pour un muscle pauvre en collagène situé dans l’arrière train du bœuf.
L’épaule de porc est relativement bien pourvue comparativement au jambon. Par ailleurs, les jarets (avant et arrière) sont très riches en lames conjonctives (« nerfs »)

Ce rapport est un des critères de fabrication précisé par la réglementation de la viande hachée ou des produits de charcuterie salaison.

 112- L’élastine

L’élastine, macromolécule élastique, ne subit aucune modification lors des traitements thermiques. Elle n’est pas digestible.

 113- Importance du collagène et de l’élastine selon les tissus


Selon l’importance de la trame conjonctive on distinguera en boucherie :
— Les morceaux de 1ère catégorie (peu de tissus conjonctif)
— Les morceaux de 2ème catégorie (teneur intermédiaire en tissus conjonctif)
—Les morceaux de 3ème catégorie (beaucoup de tissus conjonctif)

 12- La fibre musculaire striée

 121- Structure du muscle

La fibre musculaire lisse n’est pas traitée ici car elle ne concerne que les muscles viscéraux.
Le muscle est constitué de fibres musculaires striées ou squelettiques.


Le muscle est constitué de faisceaux de fibres musculaire. Les fibres musculaires contiennent des fibrilles responsables de la contraction musculaire. Elles sont colorées par un pigment, la myoglobine, qui sert de réserve d’oxygène à la cellule, en vue de la contraction.

La fibre musculaire striée est une cellule plurinuclée d’un diamètre de 50 à 60µ et d’une longueur de quelques mm à quelques cm ( jusqu’à 20 cm) .

Le sarcoplasme entoure les myofibrilles, il contient des protéines solubles dans l’eau (globulines, enzymes, albumines) responsables de la régulation de la contraction.

Les myofibrilles sont constituées de protéines myofibrillaires (Actine et myosine essentiellement )

 122- Les différents types de muscles

Le muscle est très complexe notamment dans son fonctionnement. Schématiquement on différencie 4 grands types de muscles :
—Les muscles rouges à contraction lente, à métabolisme oxydatif : type I
—Les muscles rouges à contraction rapide, à métabolisme mixte (oxydoglycolytique) : type IIA
—Les muscles blancs à contraction rapide, à métabolisme glycolytique : type IIB
—Les muscles intermédiaires à vitesse de contraction intermédiaire, à métabolisme oxydoglycolytique : type Intermédiaire.

Globalement lorsqu’on passe du bovin au poulet, la musculature devient progressivement plus blanche (métabolisme glycolytique prédominant) et se contracte plus rapidement ; ce type de muscle blanc semble maturer plus rapidement que les muscles rouges à contraction lentes !

 123- Caractérisation et importance technologique du muscle

Le fabricant de produit de charcuterie utilise donc un muscle, post rigor (état froid) qui se caractérise par :
—  un pH assez bas ( 5,5 à 5,8 classiquement)
—  un pouvoir de rétention d’eau (PRE) assez faible par rapport à l’état chaud lors de la mise à mort (pH=7)
—  Une teneur en protéine de l’ordre de 20%
—  Un faible taux de lipides intramusculaires (2 %)
—  Une teneur en collagène (tissus conjonctifs) variable (site anatomique)

D’ores et déjà, au plan technologique, ce sont les protéines qui présentent un intérêt majeur :
—  aptitude à s’hydrater
—  aptitude à former des gels
—  aptitude à émulsifier
—  aptitude à foisonner
—  aptitude à coaguler (acidification, chauffage)

Les protéines musculaires sont divisées en 2 groupes :
Les protéines sarcoplasmiques (environ 6%) qui sont hydrosolubles = protéines solubles, myoglobines, hémoglobines…etc qui interviennent dans la régulation de la contraction

Les protéines myofibrillaires (environ 10%) qui sont halosolubles = Actine, Myosine, Tropomyosine…etc qui interviennent dans la contraction

 124- Composition chimique du muscle strié

 13- Le tissu adipeux (les gras)

Le tissu adipeux est un type de tissu conjonctif particulier où les cellules très nombreuses sont chargées en lipides. Les fibres conjonctives restent présentes comme tissu de soutien .
Un tissu adipeux se compose donc :

  • de lipides (fraction majeure)
  • de protéines (partie mineure) : assise protéique (tissu conjonctif = emballage, soutien, structure)

Le tissu adipeux est localisé :

  • à l’intérieur du muscle = gras intra musculaire (persillé de la viande) ; ces gras ne sont pas séparables ; ce type de gras est recherché chez les bovins pour la saveur de la viande mais ne représente qu’une faible partie des gras totaux d’une carcasse (à peine 17% chez un taurillon limousin de 19mois).
  • entre les muscles = gras intermusculaire (marbré de la viande)
  • à la périphérie du corps (sous la peau) et dans les cavités du corps (cavité abdominale, thoracique)

Les dépôts adipeux de la carcasse sont essentiellement intermusculaires chez le bovin (68% des gras totaux chez un taurillon limousin de 19mois) et sous cutané chez le porc.

 2-Les gras et leur utilisation

C’est la matière grasse qui est responsable de l’arôme spécifique des viandes .
Le tissu adipeux de porc est de très loin le plus utilisé en charcuterie, aussi étudierons nous uniquement celui-ci.

 21- Graisses intramusculaires

Très peu abondante dans le muscle de porc (1 à 2%) ; ces graisses sont très insaturées et ne sont pas séparables.

 22- Graisses de dépôt

Elles se trouvent essentiellement entre les muscles (15 à 25% des gras séparables), à la périphérie du corps (65 à 75%) et à l’intérieur de la cavité abdominale (5 à 10%).

 221- Généralités

Les teneurs en eau et en tissus conjonctif sont assez variables selon le site anatomique, ce qui confère un aspect particulier à chaque type de gras :

  • Bardière : très ferme, blanc consistant, dur, compact ; il est destiné à la fabrication de saucisson sec et mortadelle.
  • Gras de mouille : flasque, mou, peu consistant, sans tenue ; il est utilisé dans les pâtés sous forme d’émulsion.
  • Panne : peu structuré (pauvre en tissu conjonctif), peu compacte, mais consistant et filandreux ; pas conseiller de l’utiliser à plus de 5 % dans les produits de charcuterie car c’est un gras qui garde de mauvaises odeurs.
  • Gras de gorge : granuleux, grain grossier, consistant néanmoins ; bien adapté au charcuterie cuite car résiste bien à la chaleur.
  • Gras de poitrine : proche de la bardière mais grain plus grossier ;
  • Gras de parage : très proche de la bardière, grain souvent fin.

Tableau synoptique d’utilisation conseillée des tissus adipeux de porc, en fonction de leurs caractéristiques dans les produits carnés divisés

Produit sec : saucisson Produit cuit : pâtes fines
- Gras à structure ferme
  • Gras de couverture
  • Gras à faible teneur en AG Insaturés et en eau
  • Gras frais, faiblement lipolysé
Possibilité d’utiliser des gras de différentes origines anatomique (panne, bardière, gorge )

On peut grâce à l’analyse, évaluer le niveau d’insaturation de la partie lipidique (triglycéride) d’un gras par la détermination :

  • de l’indice d’iode
  • de la teneur en C18 :2
  • du coefficient d’insaturation
  • du coefficient de longueur de chaîne
  • du taux de solide à 20°C (TS20)

La présence d’insaturation rend le gras moins ferme, abaisse le point de fusion et est plus facilement oxydable (rance).
Ainsi il apparaît clairement que :

  • la panne possède une MG relativement saturée
  • la bardière est relativement insaturée
  • le gras de mouille est assez comparable à la panne

Au niveau de la carcasse, une loi d’insaturation des graisses de dépôt existe : le niveau d’insaturation va croissant de l’intérieur de la carcasse (MG saturée = panne, graisse de la cage thoracique) vers la périphérie ( MG insaturée = graisse de couverture : bardière, jambon …)

 222-Caractérisation technologique des gras

L’industriel va choisir ses gras en fonction :

— aspect du gras dans le produit
— comportement thermique
— tenue à l’oxydation (éventuellement)

Les gras d’aspect ferme, consistants, seront utilisés quand on veut obtenir un grain de gras très net, aux contours réguliers (saucissons secs, dés de mortadelle, etc.). Ces même gras d’aspect ferme (bardière surtout) sont par contre très fondants au chauffage (liquéfaction rapide). Ils ne pourront pas être utilisés dans les produits cuits à températures élevées (pâtés par exemple)
On peut classer les gras en fonction de leur comportement thermique (liquéfaction) :
— Gras fondants : bardière, gras de jambon
— Gras peu fondants : mouille et gorge
— gras intermédiaires : graisse de poitrine
— Gras très peu fondants à basse température et très fondant au delà de 30°C : panne.

Explications de ce comportement thermique :
— La bardière : liquéfaction importante à 30°C malgré un tissu conjonctif développé ; l’insaturation de sa MG en est la cause.
— La panne : en dessous de 30 °C, la MG saturée ne se liquéfie pas ou peu ; au delà de 30°C, l’absence de tissus conjonctif protecteur provoque une liquéfaction importante des gras.
— Gorge : elle est très bien protégée par son tissu conjonctif ; la MG se liquéfie peu au chauffage (gras le moins fondant)
— La mouille : tissu conjonctif développé + MG saturée = gras peu fondant

Gras autres que le porc  :
— Les graisses de minerais de bovins sont comparables à la panne du porc (texture et comportement thermique) c’est à dire assez médiocres(peu de tissu conjonctif, MG relativement saturée) ; il conviendra de masquer le gout de suif peu apprécié par des épices .
— Les graisses de volaille très riche en C18 :2 se liquéfie et s’oxyde très facilement. Ces graisses sont très appréciées après cuisson (dégradation oxydative & flaveur spécifique).

 3- Propriétés technologiques des viandes

 31- Propriétés technologiques des protéines

 311-propriétés émulsifiantes

Protéines intervenant dans l’émulsification :
• Sarcoplasmiques
• Myofibrillaires : ce sont les plus émulsifiantes. Le pouvoir stabilisant des protéines augmente avec le pH, d’où l’intérêt d’utiliser des viandes à haut pH dans ce secteur de la transformation. Les viandes en pré-rigor sont plus appropriées car la myosine est la plus stabilisante (transformation en complexe acto-myosine après la rigor mortis)
La dénaturation d’une protéine entraîne la perte de son pouvoir émulsifiant.

 312- pouvoir moussant

— Rappel sur les mousses : dispersion colloïdale, dans laquelle une phase gazeuse est dispersée dans une phase liquide. Elle est constituée de bulle d’air entourée de minces films liquides formés par l’agent moussant.

Il faut prendre en considération le pouvoir moussant (augmentation du volume induite par l’incorporation de gaz) et la stabilité de la mousse (éviter la séparation en 2 phases).

— Protéines intervenant dans le pouvoir moussant :
Les protéines solubles constituent ces agents moussants.
Un changement brutal de température par exemple (pendant la cuisson) peut entraîner la séparation des bulles de gaz suite à la coagulation des protéines, ce qui crée des alvéoles plus grandes.

 313- pouvoir gélifiant

— Rappels sur les gels :
Le gel est un réseau tridimensionnel de macromolécules enfermant le liquide dans ses mailles et l’empêchant ainsi de s’écouler.
Le sol se distingue du gel par le fait que dans un gel, il existe des liens entre protéines et solvant.

— Protéines intervenant dans le pouvoir gélifiant :
Presque toute les protéines solubles coagulent à la chaleur pour former un réseau tridimensionnel. En fonction de la concentration, on obtiendra un épaississement ou un gel. Ce gel est obtenu par une coagulation thermique des protéines solubles, sauf pour la gélatine (qui gélifie à froid) et la caséine qui ne coagule pas mais absorbe l’eau.
Protéines concernées : protéines myofibrillaires + protéines du tissu conjonctif ; le solvant est constitué d’eau et de sel minéraux.

• protéines myofibrillaires : pour que la viande puisse absorber l’eau extrinsèque, il faut quelle n’ait plus sa structure rigide c’est à dire que la fibre musculaire soit débarrasser de son sarcolemme (membrane limitant la fibre).
• Protéines du tissus conjonctif : le collagène se solubilise partiellement pour former un gel au refroidissement. La fermeté et la structure de ce gel dépendent de la recréation de liaisons interchaines (influencée par la durée et la température de cuisson, de refroidissement, du sel …).

 32- propriétés des matières grasses

Un gras se compose de lipide, de tissus conjonctif et d’eau ; la proportion de chacun de ces éléments va déterminer l’utilisation du gras
— pouvoir émulsifiant des lipides :
Les phospholipides peuvent intervenir comme émulsifiants. Le pouvoir émulsifiant des gras est d’autant plus grand qu’ils sont riches en acide gras libres.
— point de fusion  :
il est variable selon la matière grasse : le gras du porc présente 2 domaines de fusion : vers 14°C, puis un pic plus important vers 18/30°C à 35°C selon les graisses. Cette valeur sera importante lors de la fabrication des pâtes fines par exemple.

— aptitude des gras à la transformation :
pour les produit secs  : préférence pour les gras riches en lipides saturés, afin de réduire les risques d’oxydation (favorisée par une faible aw)
pour les pâtes fines : la sélection (génétique) sur le rendement en maigre conduit plutôt des graisses plus molles, qui ont une moins bonne aptitude à la conservation. L’insaturation entraîne plus de gras fondu, et améliore le rendement des viandes exsudatives.

 33- Incidence de certains traitements des matières premières

 331- Incidence du stockage congelé / réfrigéré :

Le stockage des gras en frais devra être court, surtout pour les produits secs : moins de 3 jours à +2°C environ pour les saucissons secs.
La congélation ne fait que ralentir les réactions de dégradation. Dans le cas des gras, il est conseiller de ne pas dépasser 6 mois de stockage à –18°C (oxydations).

 332-Cas des viandes séparées mécaniquement (VSM) :

Le mode de préparation consiste à séparer au maximum les déchets osseux et cartilagineux et à récupérer une viande de bonne qualité bactériologique.
L’utilisation doit être la plus rapide possible.

—  Préparation des VSM :
Les matières premières sont les carcasses de volailles, ou animaux de boucherie après levage manuel des masses musculaires les plus importantes : cage thoracique, colonne vertébrale, bassin, cou de volaille (sauf pattes et têtes), collier, poitrine, os de mouton, de bœuf
On effectue ensuite une séparation mécanique : broyage fin, puis séparation par passage à travers une grille micro perforée : viande et graisses passent, os et cartilages sont arrêtés La température doit être basse (-2 à -3°C) pour compenser l’échauffement du broyage)
Refroidissement rapide : si l’utilisation n’est pas immédiate, il faut congeler (stockage court de 4 à 6 mois car les VSM sont plus sensibles à l’oxydation des graisses du fait de la destruction des tissus).

— Utilisation des VSM : Un peu plus riche que la viande normale, elle peut être incorporée dans les produits de charcuterie (pâte fines, salami, pâté et rillettes, boulettes de viandes…) en remplacement d’une partie du maigre (25% du maigre).
Les protéines ayant perdue une partie de leur pouvoir émulsifiant et liant (échauffement et congélation) on doit compenser par l’addition de liants et de polyphosphates.

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