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L’étude de l’optimisation des paramètres de production et de conservation de la farine de taro (Colocasia esculenta) a permis de mieux comprendre le processus cuisson des tubercules et de conservation des farines. Les études de cuisson des tubercules de six variétés ont montré que la variété Ibo coco est celle qui cuit vite eu égard à ses bonnes propriétés thermiques. La cuisson des tubercules dans l’eau du robinet est la meilleure technique de cuisson comparativement aux cuissons, à la vapeur, dans les solutions acides de citron et de tamarin. Les études de détermination des conditions optimales de séchage et conservation de la farine de taro, en utilisant un vieillissement accéléré à 10 et 20 jours de stockage à 45°C à des activité en eau de 0,07 ; 0,11 ; 0,23 ; 0,33 ; 0,53 ont permis de montrer que le vieillissement après 10 jours de stockage était suffisant pour les analyses. De plus l’application du modèle BET lors des mesures des isothermes de sorption, a permis de déterminer les teneurs en eau mono moléculaires théorique et expérimentale. Les farines produites à la teneur en eau mono moléculaire, donnent une pâte ayant des caractéristiques texturales proches de celles de la pâte traditionnelle. Toutefois, la conservation de ces farines à différentes fractions particulaires (75, 150 et 250 µm) montre que les petites fractions particulaires (75 µm) absorbent plus vite de l’eau que les autres fractions particulaires et sont de ce fait plus susceptibles à la détérioration / Study on optimization of production and storage parameters of the taro (Colocasia esculenta) flour permitted to better understanding the cooking process of taro tubers and storage of taro flours. Studies of cooking of six varieties of tubers showed that the variety Ibo coco had high rate of cooking, due to his good thermal properties. The cooking of tubers in the faucet water is the best technique of cooking compared to, steam cooking, lemon and tammarin cooking. Studies of determination of the optimal conditions of drying and storage of the taro flour, using an accelerated ageing to 10 and 20 days of storage at 45°C to the activity in water of 0,07; 0,11; 0,23; 0,33; 0,53, showed that the ageing after 10 day of storage was sufficient for analyses. Besides the use of the BET model on sorption isotherms, permitted to obtain values of theorical and experimental monolayer water. Flours produced at this monolayer water, give dough with the textural characteristics near of those of traditional dough. However, the storage of these flours with different particle sizes (75, 150 and 250 µm) shown that the small particle size (75 µm) absorb water quickly than other flours, and they are more susceptible to the deterioration

Ces travaux de thèse avaient pour but de formuler, de caractériser et de valider un pain élaboré à partir de farines sélectionnées pour améliorer son pouvoir satiétogène. Fort est de constater que depuis plusieurs décennies, la prévalence du surpoids et de l’obésité est croissante. Les risques liés à l’obésité ont un impact sur l’espérance de vie qui stagne dans certains pays développés. Pour lutter contre cette pandémie, la consommation de fibres alimentaires semblerait avoir un effet positif sur la diminution de la sensation de faim, sur la diminution des prises caloriques ainsi que sur la diminution du poids chez des personnes obèses. Ainsi, ce travail de thèse a d’abord consisté à formuler deux pains expérimentaux enrichis en fibres : un pain typé « pain complet » (PF1) et un pain typé « pain aux céréales ». (PF2) Afin de valider les effets de ces pains sur l’organisme, deux types d’études ont été menés : des études à court terme et des études à long terme. Deux études ont été réalisées à court terme. La première étude a montré que le pain le plus enrichi en fibres était considéré comme plus rassasiant qu’un pain de mie blanc, et les participants diminuaient les quantités consommées pour ce type de pain. La deuxième étude a montré que la réapparition de la faim était plus lente pour le pain le plus riche en fibres. Enfin, une étude à long terme menée auprès de participants normopondéraux consistait à proposer une quantité fixe et importante des pains PF1 et PF2 au petit-déjeuner. Au bout de 15 jours d’exposition, les participants déclaraient avoir moins faim suite à la consommation de ces pains enrichis en fibres. De plus, pour le pain PF1, les participants diminuaient leur prise calorique comparativement à une situation contrôle. Au final, l’ensemble de ces études a permis de cibler un pain expérimental et un paradigme à suivre pour une étude menée auprès de participants en surpoids et obèses dans le cadre d’un régime amaigrissant, pour améliorer le bien-être lié au vécu de ce régime. / This PhD project was aimed at the formulation, the characterization and the validation of one bread, processed from flour selected to increase the satiety effects on humans. For the last several decades, the prevalence of overweight and obesity around the world has been increasing. The risks of obesity are responsible for a stagnation of life expectancy in some industrialized countries. In order to stop this pandemic phenomenon, dietary fibre appears to have beneficial effects on the decrease in feeling hunger, caloric intake and body weight of obese participants. The first goal of this work was to process two fibre-enriched breads: one of them was a “whole grain” bread (PF1), and the second one a “multigrain bread” (PF2). In order to validate the effects of these two breads on human metabolism, two experimental design studies have been led: short term studies, and long term studies. Two short-term studies have been led. The first study evidenced that the most fibre-enriched bread was expected to be more satiating than a white bread, and thus, participants reduced the weight of this bread eaten. The second experiment showed that hunger sensation reappeared more slowly for the most fibre-enriched bread. Finally, a long term study was conducted on average weight participants, aimed at serving a fixed and important weight of the PF1 and PF2 breads during breakfast. After two weeks of exposure to these fibre-enriched breads, participants felt less hungry. Furthermore, for the PF1 bread, participants also decreased their caloric intake in comparison to a controlled condition. In conclusion, all of these studies permitted to target one experimental bread and a paradigm to be followed, in order to lead a study examining overweight or obese participants during a weight-loss diet, with the aim of increasing the well-being experienced from the diet.

La mondialisation de la production de la quinoa (Chenopodium quinoa Willd.), initiée dans les années 80 dans l’Altiplano Sud de la Bolivie, a bouleversé le système agraire de cette région. Parmi les acteurs de la filière (producteurs, organisations professionnelles, importateurs) et ceux qui lui sont associés (gestionnaires, agents de développement, chercheurs), ces changements ont fait émerger des questionnements sur la durabilité de la production, principalement centrés sur une dégradation des sols dont la baisse des rendements agricoles serait l'indicateur le plus fiable. Cette perte de productivité des sols appellerait un changement urgent des pratiques agricoles au sein des communautés rurales, passant notamment par diverses innovations agro-techniques. Cette étude analyse les transformations agraires liées au passage d’une agriculture de subsistance à une agriculture d’exportation, ainsi que les facteurs de fonds qui expliquent les faibles rendements des parcelles. Plus largement, cette étude questionne les modes de gestion actuels des ressources du territoire. Elle s’appuie sur différentes approches (systèmes agraires, écologie politique et théorie de l'action collective) pour analyser ces transformations décrites à travers différentes échelles temporelles et spatiales, depuis le parcours individuel de vie jusqu'à l'histoire régionale des quarante dernières années. Différents outils (réalisation d’entretiens, observation participante, ateliers participatifs et jeux de rôles) ont été utilisés au sein de quatre communautés rurales représentatives et auprès d’acteurs régionaux et nationaux. Notre analyse révèle qu’il n’est pas scientifiquement prouvé que les faibles rendements soient la conséquence de la dégradation des sols. Cette explication néglige les interactions complexes qui existent entre facteurs environnementaux, techniques, sociaux et politiques. En effet ce travail démontre tout d’abord l'inadaptation de certaines pratiques actuelles de culture aux conditions agroécologiques des nouvelles zones de production ainsi que l’insuffisance des normes de certification biologique pour assurer la durabilité de la production. Il signale ensuite l’apparition de tensions liées aux nouvelles formes d’accès et d’usages des terres, dans un contexte où la gestion communautaire des activités agricoles et des ressources foncières s'est progressivement affaiblie, et où la pluriactivité et la mobilité restent des pratiques généralisées parmi les producteurs de quinoa. Il démontre enfin le manque d'articulation entre les actions de recherche et de développement et ce nouveau contexte. La dégradation des sols est un discours agro-technique diffusé par certains acteurs de la filière. Ce discours occulte des enjeux cruciaux liés à la gestion de l’espace et des ressources agricoles. La construction d’accords collectifs pour reconstruire de liens durables entre les communautés et leur environnement doit s’inscrire dans une vision plus large du territoire qui prenne en compte les processus sociaux, institutionnels et politiques. / The globalization of quinoa (Chenopodium quinoa) production began in the 1980s in the Southern Highlands of Bolivia. It has generated transformations in the agrarian system of the region questioning the production sustainability. The low quinoa yields experienced by quinoa producers within indigenous communities is a major issue for the different actors of the production chain, scientists, development institutions and policy makers. Today, they mainly attribute it to soil degradation. Consensus that changes in current field-level practices are needed has led to a search for agro-technical innovations. This study analyses the transition from subsistence agriculture to an export-oriented production system, underlying factors that could explain low yields and territorial resource management issues. We use various theoretical frameworks (farming systems, political ecology and collective action) to characterize the changes that occurred at different temporal and spatial scales, from actual producers’ individual life courses to the history of this region for the last forty years. Interviews, participatory observation, workshops and role-playing games were conducted in four rural communities. Results show that explaining low yields by soil degradation has no sound scientific basis. Moreover, this explanation does not take into account the complex interactions that exist between environmental, technical, social and political factors. In fact, this study first shows that actual farming practices are not adapted to the agro-ecological conditions of the new production areas, and that the organic certification norms are not sufficient to ensure the production sustainability. It also stresses the emergence of social tensions related to the new rules of land access and land use, which emerge in a context of weakening of the community’s authorities, of high spatial mobility and of the diversification of activities among the farmers. It finally reveals a disconnection between research and development activities and this new context. Soil degradation is an agro-technical discourse disseminated among market chain actors which hides crucial problems. Rebuilding a sustainable relationship between communities and their environment require collective agreements for land and agricultural resource management, and a broader vision that takes into account social, institutional and political processes. / La globalización de la producción de quinua (Chenopodium quinoa) iniciada a partir de los años 80 en el Altiplano Sur de Bolivia, se constituyó en un vector de cambios que generó profundas transformaciones en el sistema agrario de esta región. Estas transformaciones hicieron emerger, entre los actores involucrados en la cadena productiva y quienes se relacionan con ella (científicos, instituciones de desarrollo, tomadores de decisiones), una generalizada preocupación sobre la sostenibilidad de la producción. Dichas inquietudes, centradas principalmente sobre los bajos rendimientos obtenidos por los agricultores, se le han atribuido a la degradación de los suelos, alertando sobre la urgente necesidad de que se modifiquen las prácticas agrícolas mediante diversas innovaciones agrotécnicas. Frente a esta problemática, este estudio analizó las transformaciones agrarias surgidas de la transición de una agricultura de subsistencia a una agricultura de exportación así como los factores de fondo que explican los bajos rendimientos obtenidos por los agricultores. El estudio se apoya sobre diferentes enfoques teóricos (sistemas agrarios, ecología política y teoría de acción colectiva) para analizar las transformaciones descritas a través de diferentes escalas temporal y espacial, desde las trayectorias de vida de algunos agricultores hasta la historia regional de los últimos cuarenta años. Igualmente, se aplicaron diferentes herramientas (entrevistas, observación participante, talleres participativos y juego de roles) en cuatro comunidades representativas y ante actores institucionales en las escalas regional y nacional. Nuestro análisis revela que atribuirle a la degradación de los suelos la baja productividad de los cultivos no posee ningún fundamento científico serio. Esta explicación no toma en consideración las complejas interacciones que se presentan entre los factores ambientales, técnicos, sociales y políticos del sistema. En efecto, este trabajo demuestra en primer lugar, la desadaptación de las prácticas actuales de cultivo a las condiciones agroecológicas de las nuevas zonas de producción así como la insuficiencia de las normas de certificación orgánica para asegurar la sostenibilidad de la producción. En segundo lugar, revela el surgimiento de tensiones sociales vinculadas a las nuevas reglas de acceso y uso de la tierra, en un contexto en el que se presenta un debilitamiento de la gestión comunal en la gestión de los recursos y en el que la movilidad espacial y la pluriactividad caracterizan a la población cultivadora de quinua. Finalmente, demuestra la falta de articulación entre las acciones de investigación y desarrollo y el contexto actual. La degradación de los suelos es un discurso agrotécnico difundido por algunos actores de la cadena productiva. Este discurso oculta los problemas vinculados a la gestión individual y colectiva de los recursos territoriales, profundamente transformados por el auge de la quinua. La construcción de acuerdos colectivos para reconstruir una relación sostenible entre las comunidades y su ambiente debe abordarse desde una visión territorial que toma en cuenta los procesos sociales, institucionales y políticos.

La texture, manifestation sensorielle des propriétés structurales, mécaniques et de surface d’un matériau constitue un paramètre clé dans l’évaluation des produits alimentaires. Elle reflète leur qualité, leur fraîcheur et influence l’acceptabilité du produit par le consommateur déterminant l’intention de ré-achat. Dans la littérature scientifique, la plupart des travaux portant sur la texture des produits céréaliers ont étudié des matrices alimentaires telles que le pain ou les biscuits mais plus rares sont les travaux sur les gâteaux type cake. L’objectif de ce travail est donc de caractériser le moelleux d’un produit de type cake de sa mise en place à son évolution au cours de la conservation du produit au moyen de méthodes instrumentales et sensorielles. Dans un premier temps, nous avons étudié l’influence de la nature de la farine, du procédé de fabrication et de l’aération des produits sur caractère moelleux au travers de méthodes instrumentales et sensorielles. La caractérisation instrumentale des produits moelleux et la structure de leur mie ont été évaluées par des mesures rhéologiques (texturomètre, DMTA) et d’imagerie (XR-Tomography). La caractérisation sensorielle a été menée par l’établissement d’un profil sensoriel de la texture avec un panel entraîné évaluant l’aspect des produits et les sensations perçues au toucher et en bouche. Dans un second temps, nous avons étudié les propriétés fonctionnelles des farines et de leurs composants en milieu modèle et complexe par différentes méthodes physico-chimiques (rhéologie des pâtes, analyse enthalpique différentielle, microscopie, diffraction RX). Enfin, les mesures sensorielles et instrumentales ont été mises en relation via une analyse factorielle multiple dans le but de déterminer des méthodes instrumentales permettant de caractériser le caractère moelleux des produits de type cake. Les résultats montrent que l’aération de la mie et la composition de la farine sont les facteurs clés du moelleux dans ce type de produit. L’évaluer et le sélectionner sur la base de ses caractéristiques physico-chimiques (élasticité, fermeté, aération) s’avère possible compte tenu de la stabilité de sa texture au cours du temps afin de pouvoir anticiper sur l’acceptabilité du produit par le consommateur le plus tôt possible dans son processus de développement / Since texture is the manifestation of structural, mechanical and surface properties of a material, it represents a key characteristic for food materials. It reflects food quality, freshness perception influencing consumer acceptance.Studies encountered in the scientific literature that are devoted to cereal based foods texture are foremost based on bread also biscuits scarcely on cakes. This study entitled ‘study of the different factors influencing the structure and the texture of semi-humid baked aerated cereal products: sensory and instrumental dimensions of texture’ focus on cake softness characterization, set up and evolution. First, the investigation of the influence of soft wheat flour origin, making process and aeration properties on cake texture is proposed. Instrumental characterization of cake texture properties was performed through high deformation using TPA and relaxation tests. Several approaches were attempted to determine cake crumb structure including rheology, microscopy; image analysis and X Ray-Tomography. Sensory characterization of cake texture was achieved through descriptive texture profile involving establishment of our trained panel. Second, we peer into the functional properties of wheat flour also of its gluten and starch components, physico-chemical methods among which fluid rheology, differential scanning calorimetry, optic microscopy and X-Ray powder diffraction are employed. The results are discussed in terms of physical and chemical changes that cake dough ingredients undergo upon making process. This investigation highlights that several parameters are substantially involved in cake structure set up and final texture perception. Suitable flour choice (composition, components quality) and aeration management are critical factors for the elaboration of a product to be perceived the softest as possible. Also, regarding evolution of texture, it is possible to state on the selection of a product whether than another at early development stages allowing anticipate on consumer acceptance

L'effet des traitements hydrothermiques et l’effet des arômes sur la structure de l'amidon et de ses propriétés physiques ont été étudiés. L’amidon de blé natif a été traité à 2 hydratations différentes (rapports eau-amidon: 50/50 et 80/20 g/g) et à 2 températures (65 et 85 °C) en présence d’ arômes (hexanoate d'éthyle et de 2-hexanone). Les échantillons fraîchement préparés ont été soumis à l’analyse calorimétrique (AED) et au dosage d’ arôme. Aucun complexe d'inclusion entre amidon et arôme n’a pu être détecté par AED cependant le résultat de l'analyse aromatique a prouvé qu'il y avait des interactions arôme-amidon. Les deux composés d’arôme (hexanoate d'éthyle et 2-hexanone) ont interagi avec l'amidon à des teneurs comparables. Les pertes d’arômes ont été trouvées les plus élevées dans les échantillons traités aux plus hautes hydratation et température . La perte d’arôme était principalement liée à l’évaporation lors des traitements hydrothermiques. Après les traitements hydrothermiques, les échantillons ont été lyophilisés ont montré une stabilité d’arôme à la lyophilisation. Les échantillons lyophilisés ont été soumis à diverses études: DSC (Tg), RVA, la taille des granules, XRD, WAXS, SAXS étude et de stockage. Les traitements hydrothermiques ont conduit à des échantillons avec des propriétés différentes. A haute hydratation, la température influence la taille des granules et des propriétés rhéologiques à la cuisson (pasting). Les échantillons chauffés à 65 °C présentaient des tailles de granules significativement plus importantes, une viscosité maximale (en RVA) inférieure à celles des échantillons chauffés à 85 °C mais de significative différence en % de cristallinité. A faible hydratation, la température de chauffage n’avait pas d’influencer significative sur la taille des granules, mais un effet significatif sur les propriétés rhéologiques à la cuisson, le degré de cristallinité et le profil SAXS. Les échantillons chauffés à 65°C avaient une viscosité maximale supérieure , un degré de cristallinité plus élevé et des pics SAXS plus importants qu’après un chauffage à 85 °C. La teneur résiduelle en arôme n'a eu aucune influence significative sur la structure, mais semble affecter les propriétés rhéologiques à la cuisson. En ce qui concerne l'étude à la conservations, les échantillons ont été stockés à 58 et 75% d'humidité relative et étudiés par analyse SPME, par extraction d’arôme et par AED pour un suivide relaxation d’enthalpie après de 2, 4 et 14 semaines de stockage. Les échantillons avaient une plus grande libération de l'arôme à 75% HR et l’hexanoate d’éthyle montré une plus grande libération de 2-hexanone. Les échantillons ont montré une augmentation de relaxation d'enthalpie de lors d'un stockage. / The effect of hydrothermal treatments and flavours addition on starch structure and its physical properties were studied. Native wheat starch was treated at 2 different hydrations (water-starch ratios: 50/50 and 80/20 g w/w) and temperatures (65 and 85 °C) in the presence of flavours (ethyl hexanoate and 2-hexanone). The freshly prepared samples were subjected to DSC and flavour analysis. Flavour inclusion complex could not be detected by DSC, however the result of flavour analysis proved that there were flavours interactions with starch. Both ethyl hexanoate and 2-hexanone interacted with starch at similar rates. The highest flavour loss was found in the samples at high hydration and heated at 85 °C. The loss of flavour was mainly due to vaporisation during hydrothermal treatments. After hydrothermal treatments, the samples subjected to freeze-drying and they showed flavour stability upon freeze-drying. The freeze-dried samples were subjected to various studies: DSC (Tg), RVA, granule size, XRD, WAXS, SAXS and storage study. The hydrothermal treatments resulted in samples with different properties. At high hydration, temperature influenced granule size and pasting properties. The samples heated at 65 °C had significantly greater granule diameter, lower peak viscosity than samples heated at 85 °C and no significantly difference in % crystallinity. At low hydration, heating temperature had no significantly influence on granule diameter but significantly affected pasting properties, % crystallinity and SAXS profile. The samples heated at 65 °C had a greater peak viscosity, % crystallinity and greater peak on SAXS than after a treatment at 85 °C. The residual flavour contenthad no significant influence on structure but affected pasting properties. Regarding storage study, the samples were stored at 58 and 75 % RH and withdrawn for SPME, flavour residual extraction and DSC (enthalpy of relaxation) at 2, 4 and 14 weeks of storage. The samples had greater flavour release at 75% RH and ethyl hexanoate showed greater release than 2-hexanone. The samples showed increasing of enthalpy relaxation upon storage.