Biomarqueurs des qualités sensorielles de la viande bovine : compréhension des mécanismes et prédiction - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2015

Biomarkers of meat sensory qualities: mechanisms and prediction

Biomarqueurs des qualités sensorielles de la viande bovine : compréhension des mécanismes et prédiction

Résumé

Meat sensory quality is very variable and depends on many interrelated pre- and post-slaughter factors. The objective of this thesis is to explain by a mechanistic view the variation of several meat quality traits coming from different types of cattle (steers, heifers and young bulls) of numerous breeds using muscle characteristics and a list of 21 biomarkers of meat tenderness. Findings from this thesis provide new insights in the biological mechanisms underlying the development of tenderness, color and pH of beef meat. The first part deals with the effect of cooking temperature and origin of panelists on the scores of meat sensory qualities. The results showed that irrespectively of animal type and origin of the panelists, tenderness and juiciness scores were higher at an end-point cooking temperature of 55°C than at 74°C. In contrast, beef flavor and overall liking scores were higher at 74°C than at 55°C. The second part of the thesis focuses on the relationship between muscle characteristics and sensory qualities. The results mainly show that the activity of the oxidative enzyme isocitrate dehydrogenase (ICDH) and the proportions of the slow myosin heavy chain (MyHC-I) allow discrimination of breeds irrespectively of animal type. However, none of the muscle characteristic was correlated with the evaluated sensory quality traits. The third and principal part of this thesis focuses on the use of the biomarkers abundances to explain and predict the main meat quality traits. The prediction models taking in to account all young bulls breeds (Aberdeen Angus, Limousin and Blonde d'Aquitaine), explain only a small part (10 - 17%) of the variability of tenderness. However, the prediction power of the models constructed by breed were good, explaining up to 70% of the variability of tenderness of Longissimus thoracis and Semitendinosus muscles of the young bulls. Prediction models built by muscle and breed showed many differences. Some biomarkers were common to both muscles and/or three breeds. Particularly, Hsp70-1A/B appears as a potential generic biomarker of tenderness, while other proteins were muscle and/or breed specific. In addition, this thesis is the first to show prediction equations of beef meat color and pH using the list of 21 biomarkers. Its originality consists in the use of muscle samples sampled early post-mortem. Hsp70-1A/B and μ-calpain were highly correlated with each other and with all the meat color parameters. Based on these results, a biological mechanism was proposed to explain this strong correlation, suggesting the involvement of two phenomena: protein oxidation and apoptosis. Moreover, many biomarkers were correlated with pH45min, pH3h and ultimate pH. Prdx6 was associated with the three parameters of pH and a possible biological mechanism was proposed. The last part of this thesis focuses on the use of interactomics and shows the correlation networks between the 21 biomarkers studied. The networks identified the metabolic pathways and proteins (DJ-1, Hsp70-Grp75 and small Hsp) which may be strongly linked to meat quality traits irrespective of muscle and breed. Finally, an integrative mechanistic scheme using the biomarkers studied is proposed to describe the mechanisms that govern the steps of post-mortem muscle to meat conversion and preliminary results on the integration of serpins in the list of biomarkers are presented.
La qualité sensorielle de la viande bovine est très variable et dépend de nombreux facteurs interdépendants pré et post-abattage. L’objectif de cette thèse est d’expliquer par une approche mécanistique la variabilité de plusieurs critères de qualité de la viande provenant de différents types de bovins (boeufs, génisses et taurillons) de diverses races en utilisant d’une part, les caractéristiques musculaires et d’autre part, une liste de 21 protéines biomarqueurs de tendreté. Les principaux résultats contribuent à enrichir nos connaissances concernant les mécanismes gouvernant le développement de la tendreté, la couleur et le pH de la viande bovine. Une première partie porte sur l’effet des facteurs de variations (température de cuisson et jury de dégustation) sur les qualités sensorielles. Quel que soit le type d’animal et l’origine du jury, les notes de tendreté et de jutosité sont plus élevées à température de cuisson de 55°C qu’à 74°C. A l’inverse, les notes de flaveur et d’appréciation globale, sont plus élevées à 74°C qu’à 55°C. Dans la deuxième partie de la thèse nous avons tenté de mettre en relation les caractéristiques musculaires et les qualités sensorielles. Les résultats montrent principalement que l’activité de l’enzyme oxydative isocitrate déshydrogénase (ICDH) et des proportions de chaînes lourdes de myosine lente (MyHC-I) permettent de discriminer les races indépendamment du type d’animal. Cependant, aucune caractéristique musculaire n’était corrélée aux qualités sensorielles évaluées. La troisième partie constituant le coeur de ce travail de thèse a porté sur l’utilisation de l’abondance des biomarqueurs pour l’explication et la prédiction des principaux critères de qualité de la viande. Les modèles de prédiction toutes races confondues (Aberdeen Angus, Blonde d’Aquitaine et Limousine), expliquent très peu (10 à 17%) de la variabilité de la tendreté. En revanche, les modèles construits race par race sont plus performants et expliquent jusqu’à 70% de la variabilité de la tendreté des muscles Longissimus thoracis et Semitendinosus des taurillons étudiés. Les modèles de prédiction construits par muscle et par race révèlent des différences. Certains biomarqueurs sont communs aux deux muscles et/ou aux trois races. En particulier, Hsp70-1A/B apparaît comme un marqueur générique de la tendreté, tandis que d'autres sont muscle et/ou race spécifique. Ce travail a permis, pour la première fois à élaborer des équations de prédiction de la couleur de la viande bovine à partir de biomarqueurs et sur un muscle prélevé moins d’une heure après l’abattage. Les protéines Hsp70-1A/B et μ-calpaïne sont fortement corrélées entre elles et avec les paramètres de couleur. A partir de ces résultats, l’oxydation des protéines et l’apoptose comme mécanisme biologique à été proposé pour expliquer cette forte corrélation. Par ailleurs, de nombreux biomarqueurs sont corrélés aux pH45min, pH3h et pHu. La Prdx6 a été trouvée associée aux trois paramètres de pH et un mécanisme biologique a été proposé. La dernière partie de cette thèse a porté sur l’interactomique en élaborant les premiers réseaux de corrélations entre biomarqueurs. Les résultats ont identifié les voies métaboliques et les protéines (DJ-1, Hsp70-Grp75 et petites Hsp), susceptibles d’être liées de manière robuste à la qualité de la viande indépendamment du muscle et de la race. Un schéma mécanistique intégratif de la majorité des biomarqueurs étudiés pour décrire les mécanismes susceptibles de gouverner les étapes de la transformation du muscle post-mortem en viande a été proposé avant de donner les résultats préliminaires portant sur l’intégration des serpines dans la liste des biomarqueurs.
Fichier principal
Vignette du fichier
2015_Gagaoua_THESE_1.pdf (17.78 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...

Dates et versions

tel-02795802 , version 1 (05-06-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02795802 , version 1

Citer

Mohammed Gagaoua. Biomarqueurs des qualités sensorielles de la viande bovine : compréhension des mécanismes et prédiction. Sciences du Vivant [q-bio]. Université Frères Mentouri Constantine, 2015. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02795802⟩
105 Consultations
45 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More