Internal structure characterization of soft cheeses by MRI
Résumé
Structure, relevant characteristic of food products, is often related to texture and flavour but also stability during storage. The structure of soft cheeses can range from hard to soft, almost semi-liquid as the camembert cheese. Moreover the structure can be highly heterogeneous inside a single product. Magnetic Resonance Imaging (MRI) was used to characterise this structure. 48 cheeses from 6 different types of technology, two of which at who different ripening stage, were studied. A set of images was acquired with a 0.2T MRI using different kind of sequences (Spin echo with proton density, T1 and T2 weighting, gradient echo and CPMG for T2 measurement). From these images, different types of information were computed : T2 distribution, opening characteristics (surface, compacity, distance to the nearest opening neighbour), statistics on the grey levels (minimum, maximum, mean, standard deviation, variance, skewness and kurtosis values), grey level heterogeneity (image texture) from second-order statistics computed from the grey -level cooccurence matrix. A principal component analysis and a discriminant analysis were used to treat these information. The results showed that the opening caracteristics were not discriminant between the different cheese technologies. The T2 distribution, highly dependant on the ripening stage which showed some variability between cheeses of the same technology, could not completely discriminate between cheeses. The grey level statistics coupled with the images texture information could discriminate all the cheeses both from the technology and their ripening stage.
La structure, caractéristique essentielle des produits alimentaires, est souvent reliée à la texture et à la saveur mais aussi à la stabilité durant le stockage. Dans le cas des fromages à pâte molle la structure peut varier de dure à molle, presque semi-liquide comme dans le cas des Camembert. De plus, cette structure peut présenter des hétérogénéités à l'intérieur d'un même produit. L'imagerie par résonance magnétique a été utilisée afin de caractériser cette structure. Quarante-huit fromages issus de six technologies fromagères, dont deux à deux stades d'affinage différents, ont été étudiés. Un ensemble d'images a été acquis sur un IRM 0.2T en utilisant différentes séquences d'acquisitions (Echo de spin pondérées en densité de protons, en T1 et en T2, écho de gradient et CPMG pour la mesure des T2) . A partir de ces images, plusieurs types d'informations ont été calculés : distribution des temps de relaxation T2, caractéristiques des ouvertures (surface, périmètre, distance au plus proche voisin), statistiques descriptives des niveaux de gris (moyenne, écart type, variance, skewness, kurtosis, minimum et maximum), hétérogénéité des niveaux de gris (texture de l'image) à partir de statistiques du second ordre calculés sur la matrice de cooccurrence des niveaux de gris. Une analyse en composante principale ACP et une analyse discriminante AD ont été utilisées afin d'exploiter ces informations. Les résultats montrent que les informations calculées sur les ouvertures ne permettent pas de distinguer les différentes technologies fromagères. La distribution des T2, sensible au stade d'affinage des fromages qui présentait une certaine variabilité, ne permet pas une classification complète des fromages. Les informations de niveau de gris et de texture ont permis une discrimination de tous les fromages en fonction à la fois de leur technologie et de leur stade d'affinage.