Le développement de capteurs à empreinte moléculaire pour des applications en agronomie
L’article scientifique « Tendances passées, présentes et futures en matière de détection de l’odeur de verrat », en ligne depuis le 16 avril dans la revue Trends in Food Science & Technology, retrace et analyse de manière critique les méthodes développées au cours du temps pour trier en abattoir les carcasses de porc qui présenteront à la cuisson une odeur désagréable.
Depuis une dizaine d’années, une attention particulière a été apportée en Europe aux souffrances animales survenant lors de la castration chirurgicale des porcelets. Cette pratique est remplacée par d’autres méthodes de castration non mécaniques ou par l’élevage de verrats entiers. Cependant, la viande issue d’un porc non castré pourra présenter lors de la cuisson une odeur nauséabonde conduisant au rejet de celle-ci par le consommateur. Cette odeur provient majoritairement de deux molécules, l'androsténone et le scatole, qui présentent respectivement une note d’urine et une note fécale. Il est dès lors important de pouvoir identifier ces carcasses qui seront valorisées différemment.
C’est dans ce cadre que l’article scientifique publié récemment étudie les méthodes de détection de ces substances odorantes dans les viandes d’abattoirs. Clément Burgeon, doctorant au sein du laboratoire de chimie des molécules naturelles et co-auteur de l’étude, explicite la démarche : « C’est notre point de départ. Nous classons les différentes méthodes existantes et nous en définissons les avantages et limitations. La méthode la plus courante utilisée à l’heure actuelle en abattoir reste le nez humain. Ces « nez », formés expressément pour détecter les viandes odorantes, font le tri en chauffant une partie du gras dorsal et en analysent l’odeur. Il existe bien d’autres méthodes que nous répertorions dans notre étude. Parmi les plus prometteuses, on peut citer les méthodes faisant appel aux techniques spectrométriques comme le LDTD-MS/MS (Laser diode thermal desorption-tandem mass spectrometry), le REIMS (Rapid evaporative ionization mass spectrometry) ou encore la spectroscopie « Raman ». Ces méthodes permettent également de détecter les molécules volatiles issues du gras chauffé mais nécessitent des investissements conséquents et un personnel qualifié pour leur utilisation. Une solution d’avenir que nous préconisons dans cet article est l’utilisation de capteurs MIP (polymère à empreinte moléculaire) ».
Des capteurs pour automatiser la détection de certaines molécules volatiles
La méthode nécessite comme les autres méthodes précitées de chauffer le gras de porc afin de volatiliser les molécules responsables de l’odeur de verrat. Ces composés sont alors détectés par une couche sensible qui est obtenue en laissant dans le polymère une empreinte des molécules à détecter, un peu comme un processus clé-serrure. « Cette technique permet une grande spécificité puisque seules les molécules ciblées seront détectées par le capteur. Cependant lors de la chauffe du gras, de nombreux autres composés volatils sont émis comme ceux provenant de l’oxydation des lipides qui peuvent contribuer à encrasser le capteur. La conception de la couche sensible du polymère comprenant exactement l’empreinte des composés visés et l’environnement complexe dans lequel doit être réalisée la mesure nécessite une expertise poussée qui est obtenue grâce à une collaboration étroite avec la faculté polytechnique de l’UMons et le centre de recherche Materia Nova » poursuit Clément Burgeon.
« Notre objectif est de développer des capteurs spécifiques et fiables pouvant être utilisés de manière automatisée directement sur la chaîne d’abattage sans nécessiter le recours à un laboratoire extérieur ou une préparation longue des échantillons.
Ces capteurs MIP pourraient rencontrer d’autres applications en agronomie ou dans le secteur agro-alimentaire. Nous travaillons pour l’instant sur le développement de capteurs qui permettraient de détecter la présence de mycotoxines produite par Fusarium graminearum lors de la récolte ou du stockage de céréales comme le blé. Les mycotoxines ne sont pas volatiles mais nous recherchons spécifiquement des composés volatils qui sont émis concomitamment avec la production de ces mycotoxines. Cela permettra de trier rapidement les lots de céréales contaminées sans préparation longue et complexe des échantillons. Au-delà de ces applications, de très nombreuses pistes pourraient être explorées comme l’utilisation de capteurs MIPS dans des containers intelligents ou pour la détection d’écarts de qualité dans le secteur agro-alimentaire ».
