Cisaillement

Le test de cisaillement est une méthode essentielle de l'analyse de la texture des aliments, utilisée pour mesurer la force nécessaire pour couper, mordre ou déformer un échantillon d'aliment. Il reproduit des actions réelles telles que trancher avec un couteau, mâcher avec les dents ou briser un aliment, offrant ainsi un moyen quantifiable d'évaluer la résistance au cisaillement et la qualité de la texture.

En appliquant un mouvement de cisaillement contrôlé à un échantillon alimentaire, le test évalue l'intégrité structurelle et les propriétés mécaniques. Les scientifiques de l'alimentation et les équipes chargées de la qualité peuvent ainsi confirmer qu'un produit répond au profil de texture prévu, qu'il s'agisse de la tendreté d'un bœuf cuit, de la fermeté d'un fromage ou du mordant d'un substitut de viande à base de plantes.

La texture joue un rôle décisif dans la perception qu'ont les consommateurs de la qualité des aliments. Le test de cisaillement fournit une mesure objective de cette propriété, permettant aux fabricants de maintenir la cohérence des lots, d'optimiser les recettes pour les marchés cibles, de surveiller les changements dus à la transformation ou au stockage et de valider le développement de nouveaux produits.

Dans la transformation de la viande, le test de cisaillement Warner-Bratzler est couramment utilisé pour déterminer les niveaux de tendreté, en ciblant souvent des forces maximales comprises entre 20 et 60 N pour le bœuf de qualité supérieure. En confiserie, les essais de cisaillement permettent de s'assurer qu'une barre de chocolat se casse proprement ou qu'un bonbon à mâcher conserve la résistance voulue. Ces valeurs mesurables favorisent à la fois le contrôle de la qualité et l'innovation en matière de produits.

Le test de cisaillement des aliments reproduit les actions de coupe ou de tranchage. Une lame ou un dispositif est passé à travers un échantillon tandis que la force requise est enregistrée. Le processus comprend généralement

• La préparation de l'échantillon : Les échantillons d'aliments sont coupés ou façonnés à des dimensions uniformes et conditionnés pour obtenir une température et un taux d'humidité constants.
• Installation de l'équipement : Des dispositifs tels qu'une lame Warner-Bratzler pour les viandes, une lame guillotine pour les aliments fermes ou une cellule de cisaillement Kramer pour les essais sur plusieurs échantillons sont montés dans le cadre d'essai.
• Application de la charge : Un mouvement à vitesse constante, généralement compris entre 50 et 200 mm/min selon le produit, est appliqué pour cisailler l'échantillon.
• Saisie des données : Les instruments enregistrent à la fois la force maximale requise et le comportement de l'échantillon pendant la coupe, ce qui permet d'identifier la fermeté, la fibrosité ou la fragilité.

Les tests de cisaillement sont utilisés pour une large gamme de produits alimentaires, notamment les viandes, les produits laitiers, les aliments à base de plantes, les confiseries, les produits de boulangerie et les fruits et légumes transformés. Par exemple, les producteurs de fromage utilisent les mesures de force de cisaillement pour détecter les changements de texture causés par les variations de vieillissement ou d'humidité, tandis que les fabricants de viande à base de plantes évaluent la résistance à la morsure pour correspondre au profil sensoriel de la viande traditionnelle.

Les avantages sont mesurables et pratiques. Le contrôle objectif de la qualité garantit que les produits sont toujours conformes aux spécifications. Le développement de produits permet de mieux comprendre l'effet des changements d'ingrédients ou de procédés. La satisfaction du consommateur est renforcée par une qualité de consommation constante, et l'efficacité de la production s'améliore lorsque les paramètres de cuisson ou de traitement peuvent être réglés sur une plage de force cible précise.

La précision des essais de cisaillement nécessite un contrôle précis du mouvement, de la mesure de la force et de la sélection de l'équipement.

Mecmesin propose :

• Les bancs d'essaiOmniTest et MultiTest-dV pour un contrôle précis et répétable des mouvements, disponibles dans une large gamme de capacités de charge.
• Lelogiciel VectorPro pour un contrôle automatisé, un tracé en temps réel des courbes force-temps et des rapports personnalisés.
• Des dispositifs de cisaillement spécialisés tels que les lames Warner-Bratzler, les lames guillotine et les cellules de cisaillement Kramer, conçus pour les applications d'essais alimentaires.

Une procédure typique consiste à préparer les échantillons en fonction des normes applicables, à sélectionner le dispositif approprié pour le type d'aliment, à fixer l'échantillon pour éviter tout glissement, à appliquer une force de cisaillement à la vitesse spécifiée et à enregistrer la force maximale ainsi que les caractéristiques de la courbe en vue de l'analyse.

Dans le classement de la viande bovine, le test de cisaillement Warner-Bratzler confirme la classification de la tendreté, garantissant ainsi le respect des normes d'exportation. Dans la production de fromage, le test de force de cisaillement détecte les changements de fermeté dus à des temps de maturation différents. Dans le développement de viandes d'origine végétale, une résistance au cisaillement constante est essentielle pour obtenir la même sensation en bouche que les protéines animales. Les fabricants de confiseries utilisent les tests de cisaillement Kramer pour mesurer la force de rupture des bonbons cassants et la résistance à la coupe des produits à mâcher.

Plusieurs normes et protocoles industriels régissent les essais de cisaillement des aliments, garantissant des résultats reproductibles et la conformité aux réglementations. En voici quelques exemples :

• Les méthodes de cisaillement Warner-Bratzler décrites dans les lignes directrices de l'industrie de la viande pour l'évaluation de la tendreté.
• ISO 1442 pour l'analyse de la teneur en eau de la viande et des produits carnés, souvent citée dans les études de texture.
• ASTM F2393 pour la mesure des propriétés mécaniques du fromage.

Le respect de ces normes garantit que les données sont comparables d'un établissement à l'autre, qu'elles répondent aux attentes des acheteurs et qu'elles appuient les revendications des produits sur les marchés d'exportation.

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