Brevet FR2697915A1 — publié le 19940513

La présente invention concerne un dispositif pour tester et quantifier la tendreté d'une substance carnée. La qualité d'un aliment - toute question de goût mise à part - est principalement liée à la résistance mécanique qu'il offre, pendant la mastication. Au cours de cette opération, la structure souvent fibreuse de l'aliment est désorganisée et fragmentée pour permettre la déglutition. Pour les substances carnées la sensation de tendreté est un paramètre fondamental de qualité. Depuis plusieurs décennies on a cherché à mesurer cette grandeur caractéristique au moyen de "tendéromètres", tendéromètre de VOLODKEVICH ou de MIRINZ par exemple. Basés sur la mesure de la résistance mécanique d'un échantillon comprimé entre deux coins, ces appareils n'ont qu'une direction d'action par rapport aux fibres. De plus, si les tendéromètres sont susceptibles de donner des indications sur les efforts nécessaires à la séparation des faisceaux ils ne donnent aucune indication sur la deuxième opération très importante pour la sensation de tendreté à savoir le cisaillement des fibres sensibles comme les nerfs ou les tissus tendineux et conjonctifs. Ceci explique en partie pourquoi le coefficient de corrélation entre l'appréciation humaine et les valeurs délivrées par les tendéromètres est au mieux voisin de 0,8. La dynamostratigraphie développée par F. CHAGNEAU et M. LEVASSEUR pouvait apparaltre comme une machine idéale en mesurant simultanément la décohésion des fibres et le cisaillement de ces fibres. En fait les outils proposés, foret ou fraise, dans ce dispositif conduisent très souvent à une augmentation régulière de l'effort de pénétration la mesure est alors aberrante et sans intérêt - par suite de l'enroulement des fibres sensibles autour de l'outil. Finalement plus que la décohésion, le cisaillement des fibres sensibles apparat comme un paramètre de choix pour définir et quantifier la tendreté. Les fibres sensibles étant tronçonnées et la décohésion des tissus fibreux ayant sensiblement la même valeur pour tous les muscles et la mastication est facile et la viande apparaît "tendre". Le succès de la vente des bas morceaux sous forme de viande hachée est une preuve de la corrélation cisaillement-tendreté. Dans la pratique courante les professionnels de la boucherie et dans une moindre mesure les consommateurs savent par un coup de couteau évaluer la qualité d'une viande. I1 faut cependant qu'une mesure chiffrée de l'effort de cisaillement puisse être faite à chaque instant dans les trois dimensions, à la fois pour reproduire le mouvement de la mastication mais aussi pour tenir compte de la répartition tout azimut des fibres. Le dispositif selon l'invention permet de répondre à cette obligation, par le fait que l'outil coupant, que l'on peut assimiler à une lame de couteau, a une forme circulaire. I1 existe donc à chaque instant une partie de l'outil qui est bien orientée par rapport à la direction des fibres sensibles. Les dents des carnivores ne sont pas plates, ce qui permet de cisailler les fibres sous des angles d'attaque variables au cours de la mastication. Le dispositif de la présente invention permet de simuler cette variation de l'angle d'attaque. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés qui présentent un mode de réalisation préférentiel de l'invention. La figure i est une vue d'ensemble du dispositif statique de laboratoire. La figure 2 est une vue illustrant l'utilisation du dispositif sur une chaîne d'abattage. Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend un bâti (1) qui supporte une traverse (2) animée d'un mouvement de translation au moyen d'un moteur (3). La traverse (2) supporte, à son tour, un outil tubulaire mince (4) animé d'un mouvement de rotation à vitesse constante VX au moyen d'un moteur (5). Un échantillon carné (6) est pressé contre un support (7) fixe ou appartenant au bâti (1) par l'intermédiaire d'une plaque (8) percée d'un trou (9) permettant le passage de l'outil (4). La plaque est munie d'aiguilles ou de griffes (10) qui s'enfoncent dans l'échantillon. La plaque (8) est solidarisée avec le bâti au moyen d'une traverse mobile en translation (11). Un moteur ou un système manuel de translation (12) assure le contact de la plaque et de l'échantillon. Ce contact étant réalisé on amène au moyen du moteur (3) l'outil (4) tournant à une vitesse constante, qui peut être voisine de 170 tr.mn-l au contact avec l'échantillon (6). Le moteur (3) est maintenant mis en route et assure une translation à vitesse constante, Vx, de l'outil (Vx = 75 mm.mn 1 par exemple) toujours animé en rotation à la vitesse constante Vx. L'extrémité (13) de l'outil tubulaire coupe à chaque instant les fibres de l'échantillon (6) qui s' opposent à l'avancement de l'outil en exerçant une force de réaction qui est mesurée au moyen d'un capteur (14) solidarisé avec la traverse (2). Il est aussi possible de mesurer l'effort F de cisaillement nécessaire pour couper les fibres en fonction de l'avancement x de l'outil dans la viande. Cet effort F(x) est enregistré sur un écran ou une table graphique (15) et ce signal F(x) peut être stocké puis traité au moyen de l'informatique (16) pour donner par exemple le niveau moyen de F(x) ou le nombre de pic d'effort F correspondant au cisaillement de fibres sensibles (nerfs, tissu fibreux ...) sur une certaine distance Ax On voit l'originalité et l'importance fondamentale, qui existent dans ce dispositif, d'imposer, simultanément les vitesses de translation Vx et de rotation V1à des niveaux constants de manière à ce que la force de réaction F(x) dépende uniquement de la résistance des fibres au cisaillement. La figure 3 montre un exemple de diagramme F(x) enregistré au moyen du dispositif sur un échantillon de rumsteck Les valeurs, non limitatives, des paramètres utilisées au cours de cet essai étaient les suivantes Vx = 75 mm.mn-1 Vx = 170 tr.mn-l de l'outil = 13 mm épaisseur de l'outil = 0,5 mm. La hauteur du signal F(x) dépend bien entendu de la vitesse de translation Vx et de la géométrie de l'extrémité coupante de l'outil tubulaire. La vitesse de rotation VX agit dans une moindre mesure sur ce signal. Ces valeurs devront être normalisées et les chiffres donnés ci-dessus ne sont que des valeurs indicatives. L'extrémité coupante devra être régulière sur toute la circonférence et ne pas être trop acérée afin de délivrer un signal F(x) suffisamment sensible. Il est évident que le mode de réalisation qui vient d'être décrit constitue un exemple préférentiel et non limitatif de l'invention. On peut vouloir évacuer les particules ou morceaux de viande (17) découpés par l'outil. Un système d'aspiration (18) branché sur l'intérieur du tube assure cette évacuation. On peut également presser la plaque sur l'échantillon sous un effort calibré au moyen d'un capteur (19). Ces variantes ne sortent pas du cadre de la présente invention. On pourra de même faciliter l'utilisation de l'outil coupant en déposant sur surface un revêtement antifrottement ou anti-usure. Il est également possible de profiter de l'avance x parfaitement définie de l'outil pour mesurer en même temps que F(x) certains paramètres physiques, comme la température, ou biochimiques, comme le pourcentage de gras, en équipant la surface latérale de l'outil tubulaire (4) de capteurs adaptés (20). Le mode de réalisation qui vient d'être décrit constitue un exemple préférentiel d'un dispositif statique de laboratoire. Il convient de remarquer que l'ensemble du dispositif est susceptible de mobilité dans l'espace et qu'il pourra être installé sur une chaîne d'abattage, par exemple. La figure 2 montre le positionnement relatif du dispositif et de la carcasse d'un animal dont on souhaite connaître la tendreté. La pression de la plaque sur la carcasse peut alors être assurée simplement en exerçant un effort P sur le dispositif d'où l'inclinaison de la carcasse d'une quantité p suffisante pour assurer la stabilité de l'ensemble durant les mesures. Une telle mesure peut être automatisée et donner des valeurs, caractérisant toujours la tendreté d'un même muscle sous des conditions expérimentales fixes et bien définies. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour caractériser la tendreté d'une substance carnée et caractérisé en ce qu'il comporte un outil coupant cylindrique tubulaire mince (4) animé simultanément à partir d'un bâti (1) d'un mouvement de rotation (5) et de translation (3) à des vitesses constantes imposées tandis qu'un capteur de force (14) mesure la résistance à l'avancement de l'outil. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'échantillon testé (6) est rendu solidaire du bâti (1) au moyen d'une plaque (8) ou d'une grille percée (9) en son centre pour laisser passer l'outil et comportant des aiguilles (10) qui s'enfoncent dans l'échantillon. 3) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'enregistrement (15) de l'effort de pénétration en fonction de l'avancement imposé de l'outil. 4) Dispositif selon l'une des revendications de 1 à 3 caractérisé en ce que le bâti (1) peut se mouvoir dans l'espace. 5) Dispositif selon l'une des revendications de 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comporte un système de traitement informatique (16) des signaux enregistrés. 6) Dispositif selon l'une des revendications de 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte une aspiration (18) pour évacuer les déchets générés par l'essai. 7) Dispositif selon l'une des revendications de 1 à 6 caractérisé en ce que l'échantillon (6) est pressé sur la plaque (8) au moyen d'un système de serrage (Ifl/l.) réglable (19). 8) Dispositif selon l'une des revendications de 1 à 7 caractérisé en ce que la surface latérale de l'outil comporte un revêtement anti-frottement ou anti-usure. 9) Dispositif selon l'une des revendications de 1 à 8 caractérisé en ce que la surface latérale de l'outil est dotée d'un système complémentaire (20) de mesure physique ou biochimique analysant à chaque instant la zone nouvellement percée.