La revue Viandes et produits carnés

La revue française de la recherche en viandes et produits carnés  ISSN  2555-8560

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 PROCESS ET TECHNOLOGIES

 
 

Maturations et cuissons de longues durées des viandes bovines

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Influence de la  maturation et des conditions de cuisson des viandes bovines sur la lipoperoxydation et la teneur en vitamine E.

La lipoperoxydation entraîne la détérioration, des qualités nutritionnelles et sensorielles des viandes. Le but de ce travail est d’étudier l’impact de la durée de maturation et des conditions de cuisson sur ces processus de peroxydation de trois viandes bovines (entrecôte, rumsteck et paleron).

lipoperoxydation image redLa lipoperoxydation est une des principales causes de la détérioration de la qualité organoleptique de la viande (Asghar et al., 1988, Gandemer, 1999). Il est maintenant bien admis que les acides gras (AG) insaturés notamment les AG polyinsaturés (AGPI) beaucoup plus sensibles à la peroxydation que les AG saturés en raison de la présence de doubles liaisons dans leur structure. La peroxydation des AG, lorsqu’elle est de faible intensité, exerce un effet bénéfique sur la flaveur de la viande. En revanche, lorsque l’intensité de peroxydation augmente, celle-ci devient une des causes majeures de détérioration de la qualité sensorielle des viandes crues ou cuites au cours de leur stockage à basse température (4°C) ou à l’état congelé. A l’accumulation de composés oxydés est associée la détérioration du goût (apparition d’odeurs de rance) et la perte, au moins pour partie, de couleur. Il est également rapporté que la peroxydation peut affecter la valeur santé des lipides et des AG des viandes pour le consommateur (Pearson et al., 1977; Du et al., 2001).

Le niveau de lipoperoxydation de l’organisme animal vivant est contrôlé, en partie, par l’équilibre entre le contenu en AGPI des muscles et par le degré d’efficacité de facteurs protecteurs de l’oxydation lipidique. Ces facteurs peuvent être soit i) d’origine endogène via l’activité d’enzymes antioxydantes (catalase, superoxyde dismutase, glutathion peroxydase) et de systèmes antioxydants non enzymatiques (glutathion, carnosine, etc.) (Miller et al., 1993 ; Chan et Decker, 1994), soit ii) d’origine exogène via les propriétés antioxydantes de phytomicronutriments (vitamines E et C, caroténoïdes, polyphénols) (Miller et al., 1993 ; Durand et al., 2006). Après l’abattage des animaux, les systèmes enzymatiques musculaires antioxydants deviennent rapidement inactifs au cours de la maturation de la viande et la participation des antioxydants d’origine exogène actifs contre la peroxydation devient alors prépondérante (Wood et Enser, 1997).

Pour déterminer l’intensité du processus de lipoperoxydation de la viande, nous avons mesuré la variation de la capacité antioxydante de la viande au cours de la maturation puis de la cuisson en comparant le niveau du statut antioxydant (SA) du tissu, paramètre indicateur de l’évolution de l’équilibre entre le contenu tissulaire des composés à propriétés antioxydantes (d’origines endogène et exogène) et des composés oxydables (AGPI, protéines, ..). Nous avons également mesuré l’apparition de produits terminaux de la lipoperoxydation représentés par le malondialdehyde (MDA).

Dans ce contexte, la vitamine E (α-tocophérol) présente dans la viande est importante car elle participe d’une part à la valeur nutritionnelle du produit comme une source de vitamine antioxydante d’intérêt pour le consommateur (Geay et al., 2002 ; Bauchart et Gandemer, 2010), d’autre part comme composé exogène antioxydant permettant de lutter contre la lipoperoxydation dans les tissus de l’animal lui-même au cours de sa vie (Gatellier et al., 2001) ou dans les viandes soumis à différents traitements technologiques (Mitsumoto et al., 1998, Linch et al., 1999).

Il est donc important de coimaître l’impact des différents modes de cuisson sur la teneur en vitamine E selon le type de viande et son contenu lipidique. Ainsi, la distribution de la vitamine E varie selon le type musculaire, les muscles «rouges» plus riches en mitochondries et donc en membranes accumulant plus de vitamine E que les muscles "blancs". Par ailleurs, il a été montré que les acides gras libres accélèrent la perte d’Œ-tocophérol de la viande au cours de la cuisson au four à micro-ondes. Cette destruction est plus faible en présence d’AG insaturés que satuis (Yoshida et al., 1991). Par ailleurs, la vitamine E est thermosensible et donc très sensible aux conditions de cuisson (Bramley et al, 2000, Du et al., 2001) de la viande. Enfin, la vitamine est sensible à l’oxygène de l’air et à la lumière, et donc sa stabilité dans la viande dépend des conditions de maturation, de conditionnement et de conservation appliquées à la viande. L’objectif du travail est d’étudier l’influence de la durée de maturation sous vide et des procédés de cuisson sur le niveau de lipoperoxydation et la teneur en vitamine E de différentes viandes. Ce travail fait partie d’une étude plus large portant sur l’impact des mêmes facteurs de maturation et de cuisson sur les rendements de cuisson et les teneurs des viandes en vitamine B 12 (Ortigues-Marty et al. 2006) et sur les teneurs en lipides et de leurs différentes familles d’acides gras (Bauchart et al. 2010 aetb).

MATERIELS ET METHODES

Animaux, échantillons musculaires et cuisson des viandeslipoperoxydation tab1 red

Les échantillons de muscles de bovin prélevés dans un abattoir industriel sont issus de quatre types de bovins taurillons limousins âgés de 12 à 18 mois, génisses charolaises âgées de 24 à 36 mois, et vaches de réforme allaitantes (charolaises) et laitières (montbéliardes) âgées de 7 à 9 ans, chaque type étant représenté par quatre animaux dont les détails sont rapportés par Ortigues-Marty et collaborateurs (2006). Trois muscles ont été prélevés par mimal: Longissimus lumborum (LL, rumsteck), Longissimus thoracis (LT, entrecôte) et Triceps brachii (TB, paleron). A un jour post mortem, les échantillons musculaiis sont découpés en cinq (muscle TB) ou sept (muscles LL et LT) morceaux. Un morceau de chaque muscle est congelé à — 35°C puis conservé à -20°C jusqu’aux analyses. Les autres morceaux sont maturés sous vide à +4°C pendant 3 ou 14 jours puis soumis à différents types de cuisson selon les viandes considérées. Ainsi, le rumsteck (muscle LL) est frit ou rôti, l’entrecôte (muscle LT) est poêlée ou grillée et le paleron (muscle TB) est braisé. Les conditions propres à chaque mode de cuisson sont décrites dans le Tableau 1. Après cuisson, les morceaux de viande sont congelés sous vide à -3 5°C. Avant comme après cuisson, les viandes sont congelées puis broyées (Modèle M20, Ika Werke, Staufen, Allemagne) dans l’azote liquide pour produire une poudre fine et homogène conservée à -20°C jusqu’aux analyses.

Analyses chimiques

Les mesures de capacité antioxydante, d’index de peroxydation et de teneur en vitamine E des viandes sont effectuées sur 304 échantillons issus de 16 animaux (4 pour chacun des 4 types de bovins).

Index de peroxydation : L’index de peroxydation est évalué par le dosage du malonedialdéhyde (MDA), produit terminal majeur de la peroxydation des AGPI. Le principe du dosage est basé sur la propriété des aldéhydes formés par l’oxydation des AGPI de réagir à chaud avec un tampon acide à base d’acide thiobarbiturique (TBA) pour former un complexe coloré absorbant à 535 nm ou fluorescent (excitation à 515 nm, émission à 553 nm) (Argawal et Chase 2002). Pratiquement, le MDA est extrait d’environ 1g de poudre de viande par broyage au polytron (30 s. à 30 000 tpm) avec S mL de solution de butyl hydroxytoluène à 0,8% dans l’hexane et 8 mL de solution aqueuse d’acide trichloroacétique à 5%.

La phase organique (hexane) est éliminée par centrifugation à 10 000 tpm pendant 30 s. La phase inférieure aqueuse (0,7 mL) est récupérée et incubée à 70 °C pendant 30 min en présence de 1,5 mL de solution aqueuse d’acide thiobarbiturique à 0,8% (IBA) formant ainsi un complexe MDA-TCA qui est solubilisé par 1 mL de n butanol. Le dosage du MDA est réalisé à l’aide d’un chromatographe en phase liquide haute pression (HPLC, Perkin Elmer série 200) équipé d’une colonne RP C18 0DB 5jtm (Interchim) et d’un détecteur de fluorescence (Xem 553 nm; Xex 515 nm). La phase mobile est le mélange 40/60 méthanol! tampon phosphate 0,05M, pH 6,8. La concentration en MDA, calculée à l’aide d’une gamme étalon utilisant le tétraméthoxypropane-malonaldéhyde bis (TIVIP), est exprimée en mg de MDA/kg tissu frais de viande ou en MDA/g de lipides de la viande.

Statut antioxydant : La méthode appliquée à la viande bovine est adaptée de celle proposée par Miller et al. (1993). Un gramme de poudre de muscle est homogénéisé au polytron avec 10 mL de tampon phosphate. L’homogénat obtenu est centrifugé pour éliminer les protéines myofibrillaires et le collagène. Un aliquot du surnageant récupéré (12jtL) est incubé à 37°C avec le iactif ABTS à base de sel d’ammonium (Boehringer Manheim) (150 jtL) en présence de metmyoglobine 4X (50jtL) et du tampon PBS 5m1v1 (620 jtL) L’absorption à 732nm est mesurée aux temps O et 3 min après adjonction du tampon PBS contenant l’H2O2. Le niveau de statut antioxydant, calculé à l’aide d’un analogue à la vitamine E (Trolox), est exprimée en “Trolox Equivalent Antioxidant Capacity” (TEAC, jtmole/g de viande). Pour simplifier et être homogène dans l’utilisation des termes normalement utilisés, l’expression TEAC sera désignée sous le terme de statut antioxydant (AS).

Vitamine E : La teneur en vitamine E (sous la forme d’Œ-tocophérol) est selon la méthode initiale d’Hatam et Kayden (1979) adaptée au laboratoire à la viande bovine. Un gramme de poudre de viande est incubée au bain marie à 80°C pendant 20 min avec 0,5g d’acide ascorbique, 0,4 mL de solution de standard interne (acotriènol) et 14,6 mL de solution de potasse alcoolique à 11% (saponification). Après refroidissement dans un bain de glace pendant 10 mm, la vitamine E est extraite par le mélange hexane/H20 2/1 (vol/vol). La fraction hexanique contenant la vitamine E est récupérée et le solvant est éliminé sous flux d’azote gazeux. Le isidu est solubilisé par 160 jiL de tétrahydrofurane (THF) et 240 jiL du mélange méthanol/dichloro méthane 65/35 (vol/vol). La quantité de vitamine est déterminée, après séparation à l’aide d’un HPLC (Kontron) muni d’une colonne RP C18 0DB 5jtm (250 x4,6 mm; Interchim) avec le méthanol comme phase mobile, par détection en UV à 292 nm (Kontron 430). La teneur en vitamine E, calculée avec une gamme étalon à base de vitamine E pure, est exprimée en jtg/g de viande fraîche et en jtg/g de lipides.

Analyses statistiques

Les analyses statistiques sur l’influence de la durée de maturation sous vide et des procédés de cuisson sur le niveau de lipoperoxydation et la teneur en vitamine E de différentes viandes ont été réalisées selon la Procédure de Mesures Répétées du Proc GLM de SAS® détaillée par Ortigues-Marty et al., (2006).

RESULTATSlipoperoxydation tab2 red

Influence de la durée de maturation sur la teneur en vitamine E, le statut antioxydant et l’index de per oxydation des viandes

La teneur moyenne en vitamine E déterminée pour les trois viandes est de l’ordre de 4,7 à 6,6 jtg/g de tissu frais (Tableau 2). Un effet muscle apparaît à partir de lj de maturation, la teneur en vitamine E du paleron (6,2 jtg/g de tissu frais) étant significativement plus élevée que celles mesurées dans l’entrecôte et le faux filet (5,1 et 4,7 jtg/g de tissu frais respectivement) (Tableau 2). La maturation des viandes à +4°C sous vide ne modifie pas significativement la teneur en vitamine E des trois muscles, sauf si cette teneur est exprimée en jtg/g lipides. Avec ce dernier mode d’expression, la teneur en vitamine E est plus élevée à 14j qu’à 1 ou 3j de maturation (Tableau 2). Le statut antioxydant (SA) des viandes varie avec le type de viande (Tableau 3). Le paleron possède le statut SA le plus élevé lorsqu’il est exprimé en jtmole/g de tissu (frais ou sec) et le rumsteck le statut SA le plus faible (P<0,000 1). Cette tendance est inverse lorsque le SA est exprimé en jtmole/g de lipides (Tableau 3).lipoperoxydation tab3 red

La teneur en produit oxydé de type MDA est significativement supérieure dans le rumsteck par rapport au paleron et surtout l’entitcôte (Tableau 4). L’allongement de la duie de maturation n’augmente pas le degré de lipoperoxydation exprimée en ng MDA/kg de tissu sec ou frais, mais au contraire, la teneur en MDA diminue au stade 14 j de maturation par rapport à 1 ou 3 j de maturation (Tableau 4).lipoperoxydation tab4 red

Influence des modes de cuisson sur la teneur en vitamine E, le statut antioxydant et l’index de peroxydation des viandes L’analyse des résultats concernant les modes de cuisson a été réalisée principalement à partir des données exprimées par g de tissu sec afin d’éliminer l’effet propre de la variation de la teneur en eau des tissus au cours des procédés de cuisson. lipoperoxydation tab5 redQuel que soit le mode de cuisson (grillé, rôti, poêlé, frit ou braisé) et le type de muscle considéré (rumsteck, entrecôte, paleron), une perte de vitamine E est observée, plus élevée à 14 j qu’à 3 j de maturation des viandes (Tableau 5). Cette perte est de l’ordre de -5% avec le rumsteck poêlé, de -20 à-25% avec l’entrecôte grillée ou poêlée et atteint -48% avec le paleron braisé (Tableau 5). L’activité antioxydante (AS), exprimée par kg de matière sèche, diminue, comme dans le cas de la vitamine E, significativement avec les traitements de cuisson (Tableau 6). Elle baisse respectivement de -62 et -81% dans le cas de l’entrecôte poêlée et grillée, de -68 et-75% Avec le rumsteck grillé et frit, et de -54% avec le paleron braisé (Tableau 6).lipoperoxydation tab6 red

La production de produits peroxydés traduite par la mesure du taux de MDA n’augmente pas significativement dans le cas de cuissons courtes (entrecôte poêlée ou grillée) mais est stimulée par le traitement de friture appliqué au rumsteck (+67%) et surtout par une cuisson longue (2h15) à température élevée (80°C) dans le cas du paleron braisé (+160%) (Tableau 7). Dans ce dernier cas, l’effet stimulant du traitement braisé sur la production de MDA est significativement plus élevé avec le paleron maturé pendant 14 j (Tableau 7).lipoperoxydation tab7 red

DISCUSSION

Durée de maturation et niveaux deperoxydation et de vitamine E

Pour les viandes bovines, il a été monti qu’un minimum de 3,0 à 3,5 mg a-tocophérol par kg de muscle était nécessaire pour retarder l’induction de l’oxydation lipidique (Faustman et al., 1989). Avec des viandes plus riches en acides gras polyinsaturés (très sensibles à la peroxydation) comme celles du poulet, une teneur plus élevée en vitamine E (Smg a-tocophérol 1kg de muscle pectoral) est nécessaire pour minimiser la lipoperoxydation tissulaire (Marusich et al., 1975). Dans notre présente étude, le contenu musculaire en vitamine E mesuré à lj de maturation est relativement élevé (5-6jig d’a-tocophérol/g de tissu frais) comparé à celle des muscles de bovins engraissés ((2jig/g tissu). Ces fortes valeurs correspondent à celles mesurées sur des bovins nourris à l’herbe (Yang et al., 2002; Durand et al., données non publiées). Elles sont en accord avec les valeurs rapportées dans la littérature avec des muscles rouges plus oxydatifs que pour des muscles blancs à tendance plus glycolytique (comme l’entrecôte) plus riches en mitochondnes. En dépit du fait que les muscles plus gras (entrecôte et rumsteck) présentent une teneur en vitamine E plus élevée, cette teneur, exprimée par g de lipides tissulaiis, montre que les muscles plus riches en lipides contiennent moins de vitamine E que des muscles plus maigres, les rendant donc plus sensibles à la lipoperoxydation Le traitement de maturation des viandes ne conduit pas à une perte significative de vitamine E. Le mécanisme d’épargne de la vitamine E au cours de la phase de maturation sera discuté à l’occasion de l’analyse des paramètres de lipoperoxydation.

Le fait que le rumsteck possède le niveau de MDA le plus élevé par rapport aux deux autis muscles à 1 j de maturation est surprenant puisque ce tissu est le plus maigre des trois muscles étudiés (Bauchart et al., 20 10a). En fait, de nombreux auteurs ont bien montré que le degré de lipoperoxydation augmentait avec la teneur en lipides des muscles dont l’activité est à dominante oxydative. Ainsi, Renerre et collaborateurs (1996) ont montré que parmi les viandes issues de bovins de race Pie Noire âgés de 24 mois, le diaphragma (hampe) riche en lipides (7 à 10g/100g tissu frais, Bauchart et Gandemer, 2010) présentait un niveau de lipoperoxydation plus élevé que des muscles de teneurs inférieures en lipides comme le Psoas major (filet), lui-même étant plus élevé que dans le Longissimus lumborum (faux filet) et le Tensorfasciae latae (aiguillette baronne). De plus, il a été montré que, chez des génisses charolaises, le niveau de lipoperoxydation était supérieure dans le muscle Semi tendinosus (rond de gîte) à ceux des muscles Longissimus lumborum et Infraspinatus (paleron) (Badiam et al., 2002). Pour expliquer les différences observées entre nos données et celles de la littérature, il est nécessaire de pindre en compte la teneur précise de vitamine E des viandes. Ainsi, celle-ci est particulièrement élevée dans les muscles de notre essai ce qui détermine fortement l’orientation du processus de lipoperoxydation.

Concernant l’effet de la maturation sous vide des viandes sur le degré de lipoperoxydation, la plupart des données de la littérature montre un effet accélérateur de la durée de maturation lequel n’est pas observé dans notre étude. Ceci s’explique principalement par le fait que toutes les données publiées sont issues de traitements de maturation réalisés dans des conditions d’aérobie ou d’atmosphère contrôlée riche en oxygène (80%). On peut donc considérer que la maturation sous vide appliquée dans noti étude ne favorise pas les iactions de lipoperoxydation, notamment dans les viandes initialement riches en antioxydant de type vitamine E. Gatellier et collaborateurs (2001) ont monti que la supplémentation en vitamine E de la ration inhibait totalement l’apparition de produits peroxydés dans les viandes même après 13 j de maturation, la teneur en vitamine E des viandes n’étant pas supérieure à celle des viandes de notre présente étude.

Cuissons des viandes et niveaux de peroxydation et de vitamine E

La réduction du contenu en vitamine E des trois muscles variable en intensité selon nos conditions de cuisson observée confirme des données antérieuis montrant la forte sensibilité de la vitamine E à la chaleur et donc plus généralement aux conditions de cuisson (Bramley et al, 2000 ; Du et al, 2001) appliquées aux viandes. Il apparaît dans notre étude que la friture exerce l’effet de perte de vitamine E la moins prononcée parmi les cinq conditions de cuisson mises en oeuvre. Néanmoins, la très faible durée de friture (38s) appliquée dans notre essai n’est pas nécessairement représentative des conditions de friture de la pratique. A l’opposé, la cuisson de type braisé est la plus destructive vis-à-vis de la vitamine E en raison de la longue durée (145 mm) employée pour ce type de cuisson.

Dans tous les cas, le traitement de cuisson des viandes entraîne une perte de la capacité antioxydante du tissu musculaire pouvant atteindre 80%, laquelle est attribuable à la perte/destruction de la vitamine E, principal antioxydant de la viande après la mort de l’animal. Néanmoins, la chute importante du statut antioxydant du rumsteck observée après cuisson comparée à la faible perte de vitamine E soulève clairement l’existence d’une perte d’autres sources d’antioxydants que la vitamine E incluant peut être la dénaturation des certaines protéines.

L’apparition dans la viande cuite de produits oxydés issus de la lipoperoxydation reste modeste avec les cuissons de type grillé et poêlé appliqué à la côtelette. Cependant, la cuisson de type rôti du rumsteck et de type braisé pour le paleron entraîne une production beaucoup plus marquée de peroxydes. Une étude comparative des effets de plusieurs types de cuisson sur la lipoperoxydation de la viande a été rapportée pour différents types de viandes issues des muscles Infraspinatus (paleron bouilli), Longissimus lumborum (faux filet grillé) and Semi tendinosus (rond de gîte rôti au four traditioimel et au four à micro-ondes) de vaches charolaises (Badiam et al., 2002). La mesure de l’état de lipoperoxydation réalisée avant puis après cuisson montre que pour les deux types de modes de rôti au four du rond de gîte, le niveau de lipoperoxydation est resté faible et stable. En revanche, le faux filet grillé présente un niveau de lipoperoxydation plus élevé alors que le paleron bouilli présente un niveau plus faible qu’avant cuisson. Ces résultats montrent l’importance des conditions de cuisson en termes de degré de température et de duie de cuisson sur la lipoperoxydation de la viande. Ainsi, il apparaît clairement des résultats de notre étude que des cuissons de longue durée (55 min pour le rôti, 145min pour le braisé) favorisent l’apparition et le dépôt de composés peroxydés dans les viandes. Il serait intéressant de poursuivre ce travail en prenant en compte, en plus de la durée de cuisson, l’influence des conditions de cuisson, notamment la nature des matières grasses servant à certains types de cuisson.

 CONCLUSION

Notre étude montre qu’une teneur élevée en vitamine E et des conditions anaérobies de maturation des viandes limitent très fortement le processus de lipoperoxydation des viandes à l’état crue. Néanmoins, il faut p1ciser que la forte teneur en vitamine E des viandes utilisées dans cette étude n’est pas représentative du niveau de vitamine E rapporté généralement dans la littérature.

Parmi les cinq conditions testées, la cuisson de type braisé est la plus destructive pour la vitamine E présente dans les viandes, en raison plus particulièrement de la longue durée de ce traitement de cuisson. Cette perte de vitamine E explique, au moins pour partie, la forte réduction du potentiel antioxydant (-80%) mesurée après ce type de cuisson. L’oxydation lipidique conduisant à la formation de malonedialdéhyde, modérée pour des cuissons courtes, est en revanche fortement stimulée par des méthodes de cuisson longues (braisé, rôti).


Remerciements : Ce travail a été fmancé par le contrat de prestation de recherche Ofival-Interbev «Impact des différents modes de cuisson sur les qualités nutritionnelles de la viande de boeuf». Les auteurs remercient Marinette Brunel et Françoise Duboisset pour la réalisation des analyses biochimiques des viandes et Yves Anglaret et Stéphanie Léger pour les analyses statistiques des données.


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