Brevet FR2644245A1 — publié le 19900914

Dispositif électrique pour mesurer la proportion de lipide contenue dans une substance biologique. La présente invention concerne un dispositif pour déterminer la proportion de lipide contenue dans une substance biologique. L'amélioration des races animales est liée généralement au développement de la masse fibreuse par rapport à la masse graisseuse. La connaissance de la proportion : fibre, lipide, sur un animal, peut se faire par des mesures ponctuelles effectuées sur une ou plusieurs zones de références typiques pour chaque espèce. Ces mesures font alors appel à des méthodes ultrasonores onéreuses et peu précises ou à des méthodes optiques par diffusion de la lumière, ou à des méthodes de résistivité électrique par introduction d'aiguilles fines partiellement isolées. Cependant ces mesures ponctuelles, si elles conviennent au suivi d'un élevage industriel, ne saurait convenir au niveau d'une sélection de race ; les valeurs relevées fluctuant trop avec la réalité. Il est alors nécessaire de procéder à une analyse plus complète sur l'ensemble des tissus constituant l'animal, afin de déterminer le rapport exact existant entre fibres et lipides. Ces mesures actuellement se font, après broyage et homogénéisation, soit par analyses physico-chimiques très longues, soit par spectrométrie infrarouge plus rapides certes, mais néanmoins coûteuses. Le dispositif selon l'invention permet de répondre rapidement et pour un coût bien moindre à ce dernierproblème. Il repose sur la mesure de la résistance électrique de la substance. Le dispositif comporte un statif sur lequel sont fixées deux électrodes conductrices. Lorsque ces électrodes -sont introduites dans la substance broyée et compactée, il est possible d'en mesurer la résistance électrique puis d'en déduire, suite à un étalonnage, la proportion entre fibres et lipides de l'échantillon testé. L'influence de la température se corrige simplement à partir d'un étalonnage effectué au préalable. La mesure de résistance pour ces substances biologiques n'est cependant pas une chose aisée en raison des réactions électro-chimiques entre viande et électrodes. Ceci a sans doute empêché la création de dispositifs fiables basés sur ce principe de mesure. Nos essais montrent effectivement que des courants continus ou même alternatifs basses fréquences ne permettent pas de stabiliser le passage du courant, et par suite d'obtenir une valeur significative de la résistance. En conséquence le dispositif proposé utilise des électrodes inaltérables, en graphite par exemple, et alimentées par un courant d'une fréquence supérieure à 10 KHz Les caractéristiques que présenté l'invention répondent à ces conditions, et des dessins annexés en présentent un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins - La figure 1 représente le schéma de principe du dispositif. - La figure 2 représente une vue d'ensemble du dispositif. - Les figures 3 et 4 représentent des variantes du dispositif. La figure 1 représente le schéma d'un tel dispositif, où les deux électrodes sont reliées à - un générateur (3) de courant périodique stabilisé. - un ampèremètre (8). Les deux électrodes sont parallèles et fixées sur un statif isolant. Le diamètre extérieur du statif est légèrement inférieur au diamètre intérieur du récipient contenant sur une hauteur suffisante la substance à tester. Il est donc possible en chargeant le statif d'exercer une pression constante au sein de la substance à tester. La figure 2 représente une vue d'ensemble du dispositif qui comporte - le satif guidé verticalement, et les 2 électrodes attenantes. - le bâti comportant l'instrumentation de mesure et contrôlant le déplacement vertical du statif. - le récipient interchangeable, prépositionné et prédi mensionné, contenant la substance à tester. La figure 3 représente une variante du dispositif où les électrodes ne sont plus solidaires du statif, mais intégrés à la paroi du récipient. Le statif ne servant maintenant qu'à exercer une pression au sein de la substance. Le dispositif permet donc ss partir d'une mesure de résistance électrique dans une substance biologique d'afficher directement son pourcentage de lipides. Un calculateur intègre 8 t appart! et préétalonné linéarise les mesures, et permet de corriger éventuellement ce pourcentage vis-à-vis de la variation de-température. I1 permet de même d'effectuer l'acquisition et le traitement des données. La pénétration des aiguilles dans la substance peut être assurée manuellement avec une précharge ou motorisée. La figure 4 selon une variante, montre des électrodes animées d'un mouvement de rotation et ou de vibration. En outre, le statif peut comporter un capteur de température pénétrant comme les électrodes au sein de la substance. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la détermination du pourcentage de lipide dans une viande ou dans la masse tissulaire d'un animal. La figure 5 représente le pourcentage de lipide obtenu sur un échantillon avec le dispositif, après enregistrement du signal sur une table graphique (%, temps). Pour cet exemple lrécartement entre les deux électrodes en graphite de 8 mm de diamètre, de 30 mm de long etait de 25 mm. Le générateur périodique utilisé débitait un courant alternatif de type créneau dont l'amplitude crête à crête était de 2 volts et la fréquence de 50 KHz. L'échantillon testé a été préalablement broyé, homogéneise puis centrifugé. Une charge de 20 N a ensuite été appliquée sur le statif. Comme tous les dispositifs permettant l'analyse biologique à partir de mesures physiques, notre dispositif nécessite d'être étalonné en référence à une catégorie de viande. A cette fin, lors de la réalisation de l'appareil, il suffit une fois pour toutes de déterminer la valeur du signal pour un minimum de trois variétés dont la teneur en lipide est connue. Les valeurs mesurées ultérieurement sont obtenues par interpolation et extrapolation de ces valeurs étalons. L'expérience montre que la sensibilité de la méthode permet de mesurer le taux de lipide à moins de 1 % près. Pour cet exemple, les valeurs mesurées de la résistance électrique ont varié de 50 R à 70 fl lorsque la teneur en lipides des échantillons est passée de 1 % à 11,9 %. La loi de variation du signal en fonction de la température de mesure est linéaire et voisine de - 1 n par degré. Le palier après enregistrement graphique observé sur la figure 5 donne le pourcentage de lipide en fonction du temps durant lequel le courant circulait. Ce palier montre un établissement rapide du courant et une remarquable stabilité du principe de mesure. Une seconde suffit pour déterminer le pourcentage de lipide. Plusieurs mesures effectuées sur un même échantillon donne une excellente reproductibilité (variation inférieure à 1 %). Cet enregistrement illustre la qualité du dispositif et la possibilité d'obtenir par une lecture simple, rapide, des informations précises sur la teneur en lipide de nombreuses substances biologiques. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour déterminer le pourcentage de lipide dans une substance biologique, caractérisé en ce qu'il comporte - un statif isolant (1) supportant deux électrodes conductrices (2), inaltérables et parallèles. Ces deux électrodes sont reliées à un générateur du courant alternatif créneau (3), haute fréquence. - un récipient (4) contenant la substance à tester (5) que l'on a si nécessaire hachée, homogénéisée et centrifugée. - un ensemble (6) permettant : de faire pénétrer les électrodes (2) dans la substance (5), de les y maintenir (7), de mesurer et d'enregistrer la résistance électrique de la substance testée. 2) Dispositif selon la revendication 1) caractérisé en ce que les deux électrodes (2) sont en graphite. 3) Dispositif selon les revendications 1) et 2) caractérisé en ce que l'une ou les deux électrodes (2) initialement solidaires du statif (1) deviennent pariétales (11) à l'intérieur du récipient (4). 4) Dispositif selon les revendications 1) et 2) caractérisé en ce que les 2 électrodes (2) sont animées d'un mouvement de rotation (12) et ou de vibration (13). 5) Dispositif selon l'une des revendications i à 4 caractérisé en ce que le statif comporte également un capteur de température 414). 6) Dispositif selon l'une des revendications I à 5 caractérisi en ce que l'appareil comporte un calculateur (16) ayant en mémoire une fois pour toutes les courbes résistives étalon, caractéristiques de diverses substances biologiques. Ce calculateur convertit directement la résistance mesurée en pourcentage de lipide (17) et tient compte si nécessaire des corrections dûes aux variations de la température mesurée (14).