Academic literature on the topic 'Protéines végétales (Aliment)'

Améliorer l’utilisation des matières azotées de remplacement par le veau nécessite de mieux comprendre leurs interactions avec le tube digestif. A cet égard, les nouveaux concepts de digestibilité distinguent les pertes azotées endogènes basales des pertes spécifiques, dépendantes de l’aliment. L’objectif de cet article est de caractériser quantitativement et qualitativement les matières azotées basales et celles spécifiques de sources végétales, et de préciser l’importance, dans ces matières azotées endogènes, des mucines, glycoprotéines du mucus qui protège l’épithélium digestif. Le flux des matières azotées endogènes non spécifiques, mesuré avec un aliment dépourvu de protéines, augmente entre le duodénum et le jéjunum. Les matières azotées sont ensuite apparemment réabsorbées à environ 70 % avant l’iléon où le flux est de 20 g/kg de matière sèche ingérée. Les mucines contribuent à 20, 40 et 25 % des pertes iléales d’azote basal, de lysine et de thréonine, respectivement. La digestibilité apparente iléale de l’azote des aliments contenant des matières azotées végétales est inférieure à celle du lait (0,85, 0,73 et 0,81 vs 0,91, respectivement pour un concentrat et un isolat de soja, et un concentrat de protéines de pomme de terre). Les digestibilités réelles des matières azotées de ces aliments sont similaires mais inférieures à celle du lait (0,95 vs 0,99). Ces différences s’expliquent par l’augmentation des flux de matières azotées endogènes spécifiques, et en particulier des mucines. Par ailleurs, la fraction d’azote provenant des bactéries hébergées par l’animal est plus susceptible aux modifications de la nature des protéines alimentaires que la fraction endogène réellement sécrétée. En conclusion, les différences de digestibilité apparente entre les sources de matières azotées végétales étudiées sont principalement déterminées par les pertes iléales de matières azotées spécifiques qu’elles génèrent le long du tube digestif.

La production mondiale de poissons d’élevage augmente rapidement alors que les principaux ingrédients des aliments pour poissons (huiles et farines de poisson issues de la pêche) sont en quantité désormais insuffisante pour répondre à la demande. Cette situation, en Europe notamment, a conduit au remplacement progressif des produits marins par des matières premières végétales. Mais les taux de substitution élevés provoquent des réductions importantes des performances (croissance, voire survie) chez les espèces d’élevage de haut niveau trophique, à forts besoins en protéines et lipides. L’étude du potentiel d’adaptation de plusieurs de ces espèces à des aliments fortement ou totalement substitués (sans huiles ni farines de poisson) a révélé qu’il est possible de sélectionner au sein des populations d’élevage des individus à forte capacité de croissance avec des régimes à base de végétaux. Les mécanismes à l’origine de cette adaptation restent à identifier. Les analyses montrent aussi que les groupes les plus performants varient en fonction de l’aliment (marin ou substitué). Ces interactions génotype-aliment peuvent compliquer la gestion d’un programme de sélection si les reproducteurs sont sélectionnés avec un aliment différent de celui utilisé pour élever leurs descendants. Des simulations du progrès génétique attendu dans différents scénarios alimentaires permettent d’identifier quelques pistes pour optimiser la sélection chez la truite arcen- ciel et le bar, espèces majeures de la pisciculture d’eau douce et marine en France. La combinaison judicieuse de programmes d’amélioration génétique et de parcours alimentaires raisonnés pourrait aider la filière piscicole à évoluer vers un mode de production moins dépendant des ressources naturelles marines, tout en continuant à fournir des produits de qualité au consommateur.

La production de viande artificielle par culture de cellules est proposée par certains scientifiques comme une des solutions pour répondre aux grands enjeux de l’élevage : i) réduire le mal-être supposé des animaux dans les élevages modernes, voire ne pas tuer les animaux pour les manger, ii) réduire la possible dégradation de l’environnement par l’élevage et iii) réduire la faim dans le monde en augmentant le niveau des ressources protéiques alimentaires. La viande artificielle supprimerait en effet le mal-être supposé des animaux lié à l’élevage et permettrait de ne pas abattre les animaux pour les manger. L’impact environnemental de la viande artificielle est difficile à évaluer en l’absence de données sur le fonctionnement d’une usine de production. La viande artificielle présenterait toutefois un intérêt modéré pour réduire les gaz à effet de serre et la pollution par les nitrates, un intérêt limité quant à l’utilisation des énergies fossiles, voire très limité pour limiter les besoins en eau, mais elle libérerait des terres cultivables. Elle entraînerait probablement dans l’eau des résidus de molécules de synthèse. De nombreux experts estiment que les causes de la malnutrition actuelle de certaines populations sont multiples et ne sont pas directement liées à un manque de ressources alimentaires. Bien que la culture de cellules soit couramment pratiquée en laboratoire, il existe des verrous techniques importants à lever pour une production à grande échelle, tels que le coût rédhibitoire des technologies actuelles et le manque de ressemblance du produit obtenu à de la viande issue d’animaux. Sur le plan nutritionnel, la viande artificielle ne présente pas d’avantage particulier par rapport à un autre aliment élaboré à partir de l’ensemble des nutriments nécessaires à sa production. Les critères d’acceptabilité de la viande artificielle renvoient, d’une part, à des questions d’ordre moral ou éthique concernant la technologie et les inquiétudes qu’elle soulève, et d’autre part, à des considérations classiques relatives aux produits alimentaires (prix, qualité, naturalité…). Par le passé, les expériences de substitution des protéines animales par des produits analogues ont échoué en raison, notamment, de contraintes économiques, du temps nécessaire pour l’éventuelle acceptation des produits par les consommateurs et pour la délivrance des autorisations de mise sur le marché. Face aux questionnements importants concernant l’élevage, la production de viande artificielle ne présente pas aujourd’hui d’avantages majeurs par comparaison à la viande naturelle ou à d’autres alternatives possibles telles que rééquilibrer notre alimentation en diversifiant les sources de protéines végétales et animales, ou encore développer des systèmes d’élevage plus respectueux des animaux et de l’environnement.

L’UE qui produit environ 80 millions de tonnes de protéines végétales (dont la moitié de fourrages) en importe près de 15 millions sous forme de produits en l’état (céréales, graines oléagineuses) ou coproduits des industries agricoles et alimentaires (en particulier tourteaux) non consommables par l’Homme. Environ 87 % de la consommation intérieure de ces protéines est destinée à l’alimentation animale et permet la production de 11 millions de tonnes de protéines animales sous forme de lait, de viandes et d’œufs. L’industrie des aliments composés particulièrement développée apporte 67 % des protéines hors fourrages et fait apparaître une forte diversification dans ses matières premières consommées. Le soja, dont les importations européennes ont sensiblement baissé au cours des 10 dernières années, ne représente plus que 18 % des protéines végétales utilisées par les animaux. La part de l’UE dans les importations mondiales est passée de 60 % au début des années 1970 à moins de 19 % actuellement. La France consomme 12 millions de tonnes de protéines végétales en alimentation animale (dont la moitié de fourrages) et présente de nombreuses similitudes avec l’UE, mais une différence essentielle, celle d’être globalement exportatrice nette de 1,5 million de tonnes de protéines, largement sous forme de céréales. Alors que l’UE est importatrice nette de « surface agricole », la France peut in fine exporter à la fois des protéines animales et des protéines végétales grâce à l’importance de sa surface agricole et à la diversité de ses agricultures (spécialisation animale du Grand Ouest et végétale de certaines autres régions qui permettent d’atteindre des rendements élevés).

L’objectif de cet article est d’évaluer dans quelle mesure l’étude du régime alimentaire des poissons peut indiquer les possibilités et les contraintes liées à leur domestication. Bien que le régime naturel des poissons semble désavantageux pour la domestication, puisque leur besoin en protéines est élevé, différentes espèces peuvent être considérées comme domestiquées. Ces espèces peuvent être aussi bien herbivores, détritivores et omnivores que carnivores. De la même façon, l’étude des caractéristiques anatomiques digestives -présence ou non d’un estomac, longueur de l’intestin- montre de grandes différences entre espèces, mais ne permet pas d’identifier un groupe d’espèces qui serait plus apte à la domestication. L’étude des besoins nutritionnels montre que quelques espèces peuvent utiliser les protéines d’origine végétale en remplacement de la farine de poisson, mais il s’est avéré que même l’espèce la plus carnivore peut être alimentée en grande partie avec un mélange de protéines végétales. Plusieurs espèces peuvent tolérer des teneurs élevées en lipides alimentaires, d’autres peuvent utiliser des glucides en substitution des protéines. Ces caractéristiques physiologiques doivent être prises en compte dans le processus de domestication qui aura, en retour, des conséquences sur le métabolisme alimentaire et donc sur la composition du poisson domestiqué.

The stiff competition between man and livestock for maize as energy feedstuff has resulted in the high cost of poultry products. Therefore, a study was conducted to evaluate the effect of feeding acha-based diet varying dietary plant protein to broiler chickens on carcass characteristic and organ proportions. A total of 120, one day-old Abor acre broiler chicks were used for the study in a Complete Randomized Design. Four dietary plant proteins were included in the broiler chicken diet at 28% level with an acha grain as the main energy source. Diet 1 contains 28% groundnut cake, while diets 2, 3 and 4 contain 28% of full fat soyabean, soyabean cake and cashew nut meal, respectively. The birds were randomly allotted to the 4 treatment groups, with each group having 30 birds which was further subdivided into 3 replicates of 10 birds each. This study lasted for 56 days. At the end of the feeding trial, carcass evaluation was carried out. One bird per replicate was randomly selected, starved overnight and slaughtered by severing the jugular vein. The visceral were removed and weighed. The results showed that birds fed dietary soyabean cake (Diet 3) had the highest live weight gain (2155.00g), slaughtered weight (1855.00g), defeathered weight (1838.33g), dressed weight (1455.00g) and shank (112.00g). The organ proportions showed significant differences (p<0.05), though followed no definite trend. In conclusion, birds fed diet 3 gave the best carcass weight, and the organ proportions showed no negative effect as par the diets offered the birds. Thus, inclusion of 28%, soyabean meal in an acha-grain based diets proved to be superior over groundnut cake and cashew nut and it is therefore recommended. La vive concurrence entre l'homme et le bétail pour le maïs comme aliment énergétique a entraîné le coût élevé des produits de volaille. Par conséquent, une étude a été menée pour évaluer l'effet de l'alimentation à base d'acha avec des protéines végétales alimentaires variées sur les poulets de chair ainsi que les caractéristiques de la carcasse et les proportions des organes. Un total de 120 poussins de chair de 'Abor acre' âgés d'un jour a été utilisés pour l'étude dans un plan randomisé complet. Quatre protéines végétales diététiques ont été incluses dans le régime des poulets de chair à un taux de 28%, le grain d'acha étant la principale source d'énergie. Le régime 1 contient 28% de farine d'arachide, tandis que les régimes 2, 3 et 4 contiennent 28% de farine de soja, de gâteau de soja et de noix de cajou, respectivement. Les oiseaux ont été répartis au hasard dans les 4 groupes de traitement, chaque groupe comptant 30 oiseaux qui ont ensuite été subdivisés en 3 répétitions de 10 oiseaux chacun. Cette étude a duré 56 jours. À la fin de test d'alimentation, une évaluation de la carcasse a été effectuée. Un oiseau par réplique a été sélectionné au hasard, affamé pendant la nuit et abattu en sectionnant la veine jugulaire. Les viscéraux ont été prélevés et pesés. Les résultats ont montré que les oiseaux nourris avec du gâteau de soja diététique (régime 3) avaient le gain de poids vif (2155,00 g), le poids abattu (1855,00 g), le poids sans plumes (1838,33 g), le poids habillé (1455,00 g) et le jarret (112,00 g). Les proportions d'organes ont montré des différences significatives (p <0,05), mais n'ont suivi aucune tendance définie. En conclusion, les oiseaux nourris avec le régime 3 ont donné le meilleur poids de carcasse, et les proportions d'organes n'ont montré aucun effet négatif par rapport aux régimes offerts aux oiseaux. Ainsi, l'inclusion de 28% de gâteau de soja dans un régime à base de céréalesacha s'est avérée supérieure aux gâteau d'arachide et de noix de cajou et elle est donc recommandée.

L’essentiel des nutriments nécessaires pour couvrir les besoins nutritionnels du veau préruminant est apporté par l’aliment d’allaitement formulé à base de diverses matières premières d’origine animale ou végétale. La connaissance de leur digestibilité est primordiale pour rationnaliser leur emploi. Cette synthèse fait le point sur les différentes sources de protéines, de matières grasses et de glucides utilisées dans les aliments d’allaitements des veux de boucherie. A partir de la description des processus digestifs pour les protéines, les lipides et les glucides dans le cas particulier du veau de boucherie, cette synthèse bibliographique montre que les matières premières d’origine laitière (poudre de lait écrémé, poudre de lactosérum, lactose) sont en général très bien digérées par le veau préruminant avec des coefficients d’utilisation digestive apparente supérieurs à 90% pour tous les nutriments. L’utilisation digestive d’autres matières premières, comme les concentrats de soja, les concentrés protéiques de pomme de terre ou le gluten de blé est plus variable, dépendant largement des traitements technologiques qui sont appliqués. Cependant, les valeurs de digestibilités sont élevées et indiquent que les matières premières d’origine végétale sont des alternatives intéressantes en substitution aux produits laitiers, surtout au-delà du premier mois de vie de l’animal.

Cet article présente les connaissances actuelles sur le déroulement de la digestion des protéines chez les monogastriques, essentiellement les porcs et les volailles. Le pois, qui est un protéagineux important en Europe, a été choisi comme exemple compte tenu des variabilités importantes de digestibilité des protéines qu’il présente. Après un rappel de la composition protéique de cette matière première et des digestibilités chez les monogastriques, les différents composants pouvant intervenir pour expliquer les résultats observés sont présentés. Ainsi plusieurs facteurs antinutritionnels contenus dans ce protéagineux peuvent avoir une influence négative. D’autres consituants du pois ou de l’aliment, tels que les glucides ou les lipides, peuvent aussi être impliqués. De plus, la structure même des protéines entraîne une sensibilité variable à l’hydrolyse. Ainsi certaines caractéristiques telles qu’une hydrophobie importante, une forte glycosylation, une structure secondaire riche en feuillets β, une structure tertiaire compacte et la présence de ponts disulfure semblent avoir une influence négative sur l’hydrolyse des protéines. Les traitements technologiques appliqués aux aliments peuvent aussi avoir dans certains cas un effet sur la digestion des protéines. Ainsi, le broyage peut dans certaines conditions améliorer la digestion. De même des traitements thermiques tels que la granulation ou l’extrusion, dans la mesure où les conditions utilisées ne sont pas extrêmes, peuvent améliorer la digestion des protéines. Les quantités de rejets azotés issus de la digestion dépendent ainsi de nombreux facteurs. Ils sont constitués de protéines mais aussi de fortes proportions de peptides dont l’origine reste à déterminer (alimentaire et/ou endogène) pour proposer des solutions afin de les réduire.

L’élevage est souvent perçu comme inefficient pour produire des denrées alimentaires pour l’Homme car les animaux consomment davantage de végétaux qu’ils ne produisent de viande, de lait ou d’œufs. Le calcul de l’efficience nette de conversion des aliments en ne considérant dans le calcul que la part potentiellement consommable par l’Homme des aliments utilisés par les animaux permet de relativiser ce constat. En effet, une large part des aliments consommés par les animaux d’élevage (fourrages, coproduits…) n’est pas directement consommable par l’Homme. Appliqués à des systèmes d’élevage français, les calculs d’efficience nette montrent que toutes les productions animales (bovins laitiers et à viande, ovins à viande, porcins, poulets de chair, poules pondeuse) peuvent être producteurs nets de protéines à condition de maximiser la part des végétaux non valorisables en alimentation humaine dans les rations. Le calcul de l’efficience nette est très sensible à l’estimation de la part des aliments utilisés en alimentation animale qui peut être directement valorisée par l’Homme. Celle-ci varie fortement d’une matière première à l’autre selon les habitudes alimentaires et les technologies agroalimentaire qui peuvent évoluer dans le temps. Il est donc nécessaire d’analyser les résultats d’efficience nette à travers plusieurs scénarios de valorisation des matières premières végétales. De même le niveau de valorisation du cinquième quartier de la carcasse des animaux d’élevage pour l’alimentation humaine est très variable et influence sensiblement les résultats d’efficience nette. Enfin, la prise en compte du différentiel de qualité entre les protéines végétales permettrait d’affiner les calculs d’efficience protéique.

Les tanins sont des métabolites secondaires importants dans le règne végétal. Ils s’intègrent dans la défense des végétaux contre les herbivores, en particulier pour les plantes se développant dans les zones difficiles. La structure chimique de ces polyphénols leur confère une capacité très développée à se fixer sur toutes sortes de molécules, essentiellement les protéines. Ces interactions faisant intervenir les différents types de liaison possibles sont dépendantes de nombreux facteurs liés au milieu et à la structure des molécules réactantes (importance de la présence de proline chez les protéines). Ces aspects biochimiques permettent de se rendre compte de l’incidence et de la complexité des actions des tanins dans l’alimentation. La principale conséquence chez les ruminants est une diminution de la dégradation des protéines alimentaires dans le rumen, mais aussi une perturbation des activités microbiennes (rumen, caecum), une diminution de l’ingestion et même une toxicité. Les herbivores adaptés à une alimentation riche en tanins ont su développer des mécanismes de protection, en particulier la synthèse de protéines salivaires riches en proline “neutralisant” les tanins ingérés. Le tannage des protéines alimentaires par les tanins naturels est un débouché potentiel en alimentation des ruminants.

L’objectif de ce travail était de caractériser les propriétés physicochimiques de complexes formés de protéines végétales et de fibres alimentaires. Neuf complexes ont été produits à partir de trois isolats de protéines végétales (deux isolats de soya et un isolat de pois) et de deux fibres (maïs et betterave) dans les ratios protéine – polysaccharide (P-PS) 1-1, 2-1 et 4-1 par ajout graduel d’acide chlorhydrique jusqu’à pH 4. La taille, la charge, les capacités d’absorption d’eau et d’huile de ces complexes ont été évaluées dans le but de développer de nouveaux ingrédients avec des fonctionnalités désirées. La formation de complexes a permis de créer un effet de synergie permettant d’augmenter la capacité d’absorption d’eau des nouveaux ingrédients qui était plus élevée pour les complexes à base de protéines de soya et de la fibre de betterave (20 et 26% pour Soya1-Bet et Soya2-Bet contre 9 et 23% pour Soya1-Maïs et Soya2-Maïs). L’augmentation de l’absorption d’eau était en générale plus faible que l’absorption d’huile avec une différence mesurée de plus de 35%. La synergie élevée entre les P-PS des complexes était corrélée à une faible teneur en protéines et à des tailles plus petites. La formation des complexes apparaît comme un nouveau moyen permettant de moduler les fonctionnalités des protéines et des fibres en support à l’enrichissement des aliments.
The objective of this work was to characterize the physicochemical properties of complexes formed of plant proteins and dietary fibers. Nine complexes were produced from three plant protein isolates (two soy isolates and one pea isolate) and two fibers (corn and beet) with protein-polysaccharide (P-PS) ratios 1-1, 2-1 and 4-1 by gradual addition of hydrochloric acid up to a pH of 4. The size, the charge and water and oil absorption capacities of these complexes were evaluated with the aim of developing new ingredients with desired functionalities. The formation of complexes allowed to create a synergistic effect on the water absorption capacity of these new ingredients, which was found to be higher for the complexes based on soybeans and beet fiber (20 and 26% for Soya1-Bet and Soya2-Bet against 9 and 23% for Soya1-Corn and Soya2-Corn). The increase in water absorption was generally lower than oil absorption by more than 35%. The great synergy between the P-PS complex was correlated with a low protein content and smaller complex sizes. The formation of complexes appears as an interesting way to modulate the functionality of proteins and fibers to improve the level of fortification of foods.

Afin de développer des aliments adaptés aux populations seniors, dans le cadre du projet ANR-AlimaSSenS, l’objectif de cette thèse a été de comprendre les mécanismes de destructuration et de formation du bol alimentaire de deux aliments céréaliers (brioche et génoise) enrichis en protéines de légumineuses. La déstructuration orale de ces aliments (FOP) a été étudiée par imagerie et par rhéologie, en lien avec la perception du confort en bouche et la physiologie des seniors. Il a été montré que le flux salivaire a une influence majeure sur la viscosité du bol alimentaire, elle-même fortement liée à la perception du confort. La fragmentation de l’aliment dépend de sa texture et de l’état dentaire du sujet. Afin de préciser ces relations, l’évolution des propriétés mécaniques et de la structure alvéolaire des aliments lors de la mastication a été étudiée par microtomographie aux rayons X sous compression in situ, en grandes déformations (90%). Les résultats, qui s’appuient sur une modélisation par éléments finis, montrent que l’épaisseur et l’hétérogénéité des parois jouent un rôle clé dans les mécanismes de fragmentation. Finalement, l’impact de l’enrichissement sur la texture dépend du produit, et modifie les mécanismes de destructuration orale et de perception du confort. Pour la génoise, cet impact peut être minimisé par le procédé, tout en préservant la digestibilité des protéines. Cette étude interdisciplinaire débouche donc sur des propositions concrètes pour élaborer des aliments céréaliers réalistes, aux propriétés sensorielles acceptables et contribuant à satisfaire les besoins nutritionnels des seniors
The oral physiology of the elderly isgenerally altered and their protein needs are higherthan adults. In order to develop foods that are fit forthis population, within the framework of the ANRAlimaSSenSproject, the aim of this thesis was tounderstand oral breakdown and bolus formationmechanisms of two soft cereal foods (brioche andsponge cake) fortified with pulse proteins. The oralprocessing of these foods (FOP) was studied byimaging and rheology, and results related to theperception of oral comfort and the physiology of theelderly. Salivary flow was found to have a majorinfluence on the viscosity of the bolus, the latterbeing strongly related to the perception of comfort.Food fragmentation depended on the texture of thefoods and on the individual’s dental status.To clarify these relationships, the evolution of themechanical and structural properties of thematrices was studied by in situ X-raymicrotomography under compression at large deformations (90%). Results, confirmed by finite element numerical modeling, showed that the cell wall thickness and heterogeneity play a key role in the fragmentation mechanisms. Finally, the impact of protein fortification on the texture depends on the product, and reflects on the mechanisms of oral processing and oral comfort perception. In sponge-cake, these changes can be minimized via the processing, while preserving the digestibility of proteins. This interdisciplinary study leads to concrete proposals for developing realistic cereal foods, with acceptable sensory properties and helping to meet the nutritional needs of seniors

L’objectif de cette maîtrise est de développer une matrice alimentaire sans gluten par l’incorporation des protéines de canola (PC) dans une farine de riz blanc afin d’offrir aux personnes intolérantes au gluten un produit de bonne qualité d’un point de vue organoleptique (volume massique, structure alvéolaire et couleur) et de valeur nutritionnelle. La matrice sélectionnée est du pain à base de farine de riz blanc. Cinq formulations ont été testées dans la première partie de ce travail : témoin-1 (blé tendre), témoin-2 (100% riz), pain de riz +3% PC, pain de riz + 6% PC, pain de riz + 9% PC. Les produits obtenus ont été caractérisés à toutes les étapes de fabrication en utilisant différentes techniques : poussée volumique, variation thermique au cours des étuvages et de la cuisson, pH (acidité), perte d’eau, volume massique, analyse colorimétrique, dosage des protéines et analyse du profil de la texture. Dans la deuxième partie, deux variables indépendantes ont été additionnées; soit shortening (1, 2, 3%) et gomme de xanthane (0.5, 1, 1.5%), dans le but d’améliorer le volume massique de la meilleure formulation obtenue dans l’étape précédente. Ensuite, des essais de correction ont été attribués aux produits obtenus par l’introduction du bicarbonate de sodium (0.5, 1, 1.5%) et d’huile de canola à la place du shortening (1, 2, 3%). Les tests de panification ont donné différents volumes massiques et structures alvéolaires qui étaient jugés de qualité inférieure à celle du témoin-1 (2.518 mL/g), mais largement supérieure à celle du témoin-2 (1.417 mL/g). Le meilleur volume massique obtenu est de 1.777 mL/g, correspondant à celui du pain obtenu par la combinaison 6%PC+0.5%GH+B 1.5%+ H3%. Finalement, les résultats de ce projet ont montré l’impact positif de l’incorporation des protéines de canola dans un pain sans gluten à base de farine de riz blanc. Ce travail constitue une contribution à la possibilité de substituer le gluten par d’autres protéines ayant de bonnes propriétés techno-fonctionnelles, en particulier la capacité à donner du volume au produit final.
This study aimed at developing a gluten-free food matrix by incorporating canola proteins in white rice flour bread formulation. This matrix offers to persons intolerant to gluten a product with good quality such as including enhanced mass volume, honeycomb structure, attractive color, and good nutritional value. In the first step, we tested five formulations, namely control-1 (100% wheat flour), control-2 (100% rice flour), rice flour + 3% PC, rice flour + 6% PC and rice flour + 9% PC. At each single manufacturing step, the initial and final products have been characterized using different techniques including volume expansion, temperature profile during fermentation and cooking, pH (acidity), water loss, mass volume, colorimetric analysis, total protein content, and texture profile analysis. At the second step, two independent variables were added: shortening (1, 2, 3%) and xanthan gum (0.5, 1, 1.5%) in order to improve the mass volume of the loaf obtained by the best formulation among the five tested in the first step. Thereafter, correction attempts have been made to the obtained products by adding sodium bicarbonate (0.5, 1 and 1.5%) and canola oil instead of shortening (1, 2, 3%). Bread making tests showed different mass volumes and honeycomb structures of lower quality compared to those of control-1 bread (2.518 mL/g), but significantly higher than those of control-2 (1.417 mL / g). The highest mass volume of 1.777 mL/g was obtained with the following bread formulation: 6% 0.5% PC + GH + B + 1.5% H3%. In summary, this project demonstrated the positive impact of canola proteins incorporation into white rice flour-based gluten-free bread. These results contribute to the progress of current research focusing on substituting gluten by other proteins having good technofunctional properties.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2015-2016
Le tourteau de canola représente une importante source de protéines de haute valeur nutritionnelle et pourrait faire l’objet de multiples utilisations dans l’alimentation humaine. Toutefois, l’extraction conventionnelle de ces protéines, généralement réalisée en milieu fortement alcalin, altère leurs qualités et fonctionnalités. De plus, l'engouement pour les technologies vertes, justifié par la pollution générée par l’industrie agroalimentaire et la consommation accrue de l’énergie par celle-ci, incite les industriels à innover en utilisant des méthodes d'extraction alternatives respectueuses des principes du développement durable. Dans ce contexte, l’électro-activation, une technologie novatrice et prometteuse pour l’industrie alimentaire, a fait l’objet d’une étude détaillée sur son utilisation pour produire des solutions d’extraction ayant un pouvoir extractif élevé. Elle consiste à appliquer un champ électrique pour activer des solutions aqueuses, légèrement salines, pour les utiliser dans la réalisation de différentes réactions chimiques, y compris l’extraction de protéines. Ce projet vise à démontrer la preuve du concept de l’efficacité de l’électro-activation à être utilisée comme technologie d’extraction sans utilisation d’acides et de bases et à étudier son potentiel pour l’extraction des protéines à partir de tourteau de canola. Le premier objectif consistait à étudier l'effet du pH, de la concentration du tourteau de canola et de sel sur le taux d'extraction des protéines par la méthode d’extraction conventionnelle. Il en est ressorti que seul le pH a un effet significatif sur le taux d’extraction. Cette étude a servi de témoin pour la comparaison avec l’extraction par la technologie de l’électro-activation en solution. Le deuxième objectif visait à étudier les propriétés alcalines des solutions électro-activées (SEA) en fonction du type de configuration du réacteur d’électro-activation, l'intensité du courant électrique, la concentration du sel ajouté et le temps d’électro-activation (de traitement). Les résultats obtenus ont montré que toutes les solutions électro-activées après 10 minutes ont toutes été caractérisées par un pH très alcalin (pH > 10), mais leur alcalinité titrable a varié de manière significative en fonction du temps d’électro-activation et de l'intensité du courant appliqué (les facteurs les plus importants), ainsi que de la concentration du sel et du type de configuration. Cette étude a montré qu'en modifiant les paramètres d’électro-activation, il était possible de moduler les propriétés alcalines des solutions aqueuses électro-activées pour une éventuelle utilisation comme conditions optimales pour l'extraction des protéines à partir de tourteau de canola. Le troisième objectif consistait à évaluer et comprendre l’effet de l’électro-activation sur le taux d'extraction des protéines du tourteau de canola et leurs propriétés physico-chimiques. Dans cette optique, les solutions électro-activées (SEA) optimisées et une solution de NaOH (témoin) ont été utilisées. Les résultats obtenus ont montré que le taux d'extraction était plus élevé avec l’utilisation des SEA. De plus, les résultats obtenus par l’analyse SDS-PAGE indiquaient que les protéines extraites par les SEA ont été nettement moins dénaturées comparées à celles extraites avec du NaOH. L’analyse par FTIR a révélé la présence de pics plus étroits, témoignant de la structure native secondaires des protéines extraites par électro-activation. Le quatrième objectif visait l’étude des propriétés fonctionnelles des protéines de canola extraites par électro-activation et leur comparaison avec les propriétés de protéines extraites par la méthode conventionnelle avec du NaOH. Les résultats obtenus ont montré des améliorations dans les propriétés de surface telles que l'émulsification et la taille des particules pour les protéines extraites par des SEA. En outre, les protéines extraites par électro-activation étaient plus efficaces pour abaisser la tension de surface liée à leur taux de flexibilité et taux d'adsorption plus élevé. Le cinquième objectif a fait l’objet d’une étude dans laquelle les protéines extraites par électro-activation sous forme de concentrés et d'isolats ont été ajoutées à une formulation de biscuits sans gluten afin d'étudier leur comportement dans une réelle matrice alimentaire. La formulation de biscuits sans gluten est à base d’une combinaison de farine de sarrasin biologique cultivé au Québec et de farine de riz. Les résultats obtenus ont permis de démontrer la pertinence d’ajouter des protéines de canola dans ce genre de produit. En effet, par rapport à une farine sans gluten seule, l'ajout des protéines de canola a nettement amélioré la texture des biscuits, la valeur nutritionnelle et l’acceptabilité générale du produit, ce qui a était soutenu par une évaluation sensorielle. Finalement et compte tenu des résultats obtenus à chacune des étapes ce projet de doctorat, il est possible de conclure que les solutions aqueuses électro-activées (SEA) sont des agents d'extraction puissants qui offrent des perspectives prometteuses pour l'extraction de protéines de canola et pourraient être appliquées à d'autres tourteaux oléagineux. En plus, leur utilisation comme substitut d’agents chimiques d’extraction en fait la preuve de l’adéquation totale avec les concepts du développement durable.
Canola meal is an alternative source of valuable proteins which can be valorized for human consumption. However, conventional extraction which implies the use of chemical alkali and acids has a serious impact on their quality and functionality. In addition, today’s trend towards “eco-friendly” technologies urges scientists to look for alternative methods of protein extraction. A novel technology of electro-activation (EA) has been reported to produce solutions with high extraction potential by subjecting dilute salt solutions to the energy of external electric field. Therefore the aim of the work was to study the efficiency of electro-activated solutions for protein extraction from canola meal as a “green” emerging approach. The first objective was to find the optimal conditions for higher extractability from canola meal by studying the effects of pH, meal to solvent ratio, and salt concentration. It was found that pH of the extracting medium had the most significant effect on protein extractability. This study served as a reference template for further comparison with extraction by electro-activated solutions (EAS). Second objective aimed to study the properties of electro-activated solutions depending on the type of configuration, current intensity, salt concentration, and the time of treatment. All the solutions after 10 min treatment were characterized by highly alkaline pH (> 10) gradually attaining pH ~12, yet their titratable alkalinity differed significantly depending on the time and the current intensity as the most important factors as well as on the salt concentration and cell configuration. However, most importantly, it was shown that by changing the parameters of electro-activation, optimal conditions for proteins extraction can be modulated. Third objective focused on protein extraction from canola meal. Electro-activated solutions optimized in the second objective were compared to chemical base in terms of protein extractability, and their effect on the physico-chemical properties and secondary structure. The results showed comparably higher extractability rates for electro-activated solutions as well as less damaged proteins as was reflected in the FTIR spectra and SDS-PAGE analyses. The fourth objective was to study the proteins` functionality, which showed certain improvements in surface related properties such as emulsion activity index and droplet size for proteins extracted by electro-activated solutions. Also they were more efficient in lowering the surface tension which pointed at their higher flexibility and adsorption rate. Finally, for the fifth objective the extracted proteins in the form of concentrates and isolates were added to gluten-free biscuit formulation in order to investigate their behavior in a real food matrix. In comparison with gluten free flour blend consisting of the mixture of rice and buckwheat flours, the addition of canola proteins markedly improved the texture of biscuits, their nutritional value, and general acceptance which was supported by sensorial test. Considering the results obtained at each of the stages it is possible to conclude that electro-activated solutions are powerful extracting agents providing promising perspectives for the extraction of proteins from canola and other oilseeds. Moreover their utilization will allow to eliminate the use of chemical bases for the extraction step which well corresponds to the aims stated by the concept of sustainable development.

Ce travail de thèse avait pour but de mieux comprendre, chez les vaches en lactation, le degré de plasticité et d’adaptation des métabolismes énergétique et protéique dans les tissus de l’aire splanchnique et mammaire vis-à-vis une augmentation de l’approvisionnement en acides aminés (AA) en début de lactation ou de l’équilibre des rations avec du tourteau de soya (TS) comparé avec du tourteau de canola (TC), ou ensilage de maïs comparé avec ensilage d’herbe. Dans la première expérience, nous avons déterminé comment un apport accru en AA affectait les performances zootechniques ainsi que les flux nets de lactate, glycérol et β-OH-butyrate, le flux corporel de glucose (FCG) et les flux totaux et nets du glucose dans les tissus drainés par la veine porte (TDVP), le foie et la glande mammaire chez des vaches en début de lactation. Tout d’abord, la perfusion d’AA a augmenté de façon marquée la production de lait et de lactose. Cette expérience a permis de suggérer que les vaches ont des priorités métaboliques pour les AA autres que la néoglucogenèse. Par conséquent, d'autres substrats glucogéniques tels que le lactate et la mobilisation de réserves corporelles jouent un rôle important dans cet intervalle de la transition pour soutenir la demande d’énergie. Dans la deuxième expérience, nous avons comparé les effets d’une source protéique avec un régime à base d'ensilage de maïs, en comparant le TS avec le TC, et de la source de fourrage avec un régime alimentaire à base de TC, comparant l’ensilage de maïs avec l'ensilage d'herbe, en mesurant la production de lait, les paramètres ruminaux, la digestibilité de l’azote ainsi que le métabolisme splanchnique et mammaire des composants énergétiques et protéiques chez des vaches en lactation établie. La substitution de TS par TC répond efficacement aux besoins énergétiques et protéiques au niveau splanchnique et mammaire chez les vaches laitières en lactation. Nos résultats suggèrent qu’une augmentation post-hépatique de l'offre d’AA limitatifs et l'amélioration des interactions énergétiques et protéiques dans l’ensemble splanchnique et mammaire entraînent les augmentations de performances observées avec les rations contenant du TC.
The aim of this study was to better understand, in lactating dairy cows, the degree of plasticity and adaptation of energy and protein metabolism in splanchnic and mammary tissues with an increased amino acid (AA) supply in early lactation or, later in lactation, when rations are balanced with soybean meal (SBM) compared with canola meal (CM), or corn silage compared with grass silage. In the first study, experimental procedures were performed to determine how an increased AA supply affected zootechnical performances together with net flux of lactate, glycerol and β-OH-butyrate, whole body rate of appearance (WB-Ra) of glucose, and total and net fluxes of glucose in portal-drained viscera, liver and mammary gland in cows in established lactation. First, the AA abomasal infusion significantly increased milk and lactose yields. This experience suggests that cows have metabolic priorities for AA other than gluconeogenesis. Therefore, other glucogenic substrates such as lactate and the mobilization of body fat could play an important role in this interval transition to support energy demand. In the second experiment, we have compared the effects of protein source in a corn silage-based diet, comparing soybean meal (SBM) vs. canola meal (CM), and of forage source with CM-based diet, comparing corn vs. grass silage, measuring milk production, ruminal parameters, digestibility of nitrogen and splanchnic and mammary metabolism of energy and nitrogen metabolites in lactating cows in established lactation. In this work, we found that the substitution of SBM by CM responds with efficiency to the splanchnic and mammary needs of energy and protein in lactating dairy cows. With an increased net portal absorption of methionine with CM, observations in this second experiment suggest that a post-liver increased supply of limitative AA and a potential improvement of the energy and protein interaction across the splanchnic and mammary tissues drive the better performances observed in cows fed the CM-based diets.

De nombreux problèmes ont été identifiés lors des tentatives d’incorporation de protéines végétales dans nos aliments. En particulier, les faux goûts, le goût et la texture ont été mis en évidence comme de véritables obstacles à l’acceptabilité des produits végétaux par les consommateurs. Le consommateur lui-même est aussi un déterminant important en ce qui concerne le terme « acceptabilité ». Donc, dans le but de développer un nouveau produit fermenté à base de protéines de pois deux volets ont été étudié : le produit et le consommateur. Afin de comprendre la physico-chimie et l’acceptabilité de produits fermentés à base de protéines de pois, plusieurs facteurs ont été étudiés dans des étapes successives tels que la culture, les allégations positives sur la santé et l’environnement, les cocktails de souches lactiques et les procédés de préparation. Dès les premiers tests sensoriels, il était clair qu’il ne serait pas facile de convaincre les consommateurs de consommer des produits fermentés à base de pois : les consommateurs français n’acceptent pas les produits même à une faible concentration de pois (10 %). Ni la familiarité pour un produit proche de nos produits étudiés, ni l’encouragement des consommateurs à accepter ce type d’aliment en passant des messages positifs sur les protéines végétales n’étaient assez efficaces. Ainsi, une deuxième série d’études a été réalisée afin d’optimiser les propriétés rhéologiques et organoleptiques de ces produits. La meilleure combinaison, 1- cocktail bactérien (S. thermophilus + Lb. bulgaricus) 2- matière première (globuline de pois isolée dans notre laboratoire) 3- paramètres de préparation (mélange des deux laits avant le traitement thermique à 90 °C) a été sélectionnée afin d’optimiser les produits fermentés en ce qui concerne l’acidité, la fermeté, les profils volatils et peptidiques. Enfin, du point de vue sensoriel, une légère amélioration de l’acceptabilité a été remarquée. 20 % de protéines de pois a donné un produit accepté par la plupart des consommateurs, et 40 % de protéines de pois a été évaluée positivement par certains consommateurs et négativement par d'autres
Many problems have been identified following the attempts to incorporate vegetal proteins in our food. In particular, off-flavor, taste or texture have been highlighted as real barriers to the acceptability of plant products by consumers. The consumer himself is also an important determinant regarding the term "acceptability." So, in order to develop a new fermented product based on pea, two issues were studied: the product and the consumer. To understand the physico-chemical properties and the acceptability of pea protein-based fermented products, several factors have been investigated in successive stages such as culture, positive health and environmental claims, lactic acid bacteria strains and preparation processes. From the first sensory tests, it was clear that it will not be easy to convince consumers to buy the pea-based fermented product: French consumers did not accept products even in a lower concentration of pea (10%). Neither the familiarity to close products nor encouraging consumers to accept this type of food by transmitting positive messages about vegetal protein were efficient enough. Thus, a second series of studies was carried out in order to optimize the rheologic and organoleptic properties of these products. Best combination of 1- starter culture (S. thermophilus + Lb. bulgaricus) 2- raw material (pea globulin isolated in our laboratory) 3- preparation parameters (mixing both milk before heat treatment at 90 ° C) were selected to optimize the fermented products in terms of volatile compounds and peptide profiles, acidity and firmness. Finally, from the sensory point of view, a slight improvement in the acceptability was noticed. 20% of pea protein gave a product accepted by most of the consumers, and 40% of pea protein was assessed positively by some consumers and negatively by others

Contribution à la valorisation des protéines de féveroles pour l'alimentation humaine et animale. Dans l'approche méthodologique, on détermine quelques caractéristiques physico-chimiques, et la valeur nutritionnelle des graines de féveroles par une étude de croissance et de bilan azote chez les rats. Les résultats montrent que la germination des graines de féveroles présente plus d'avantages que d'inconvénients : la germination élimine partiellement ou en totalité certains facteurs antinutritionnels, les facteurs antitrypsiques sont très peu modifiés pendant la germination des graines de féveroles