reproduction de : Thèse de doctorat : Nutrition et sciences des aliments : Clermont Ferrand 2 : 2005. / Thèse avec publications et annexe. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliographie dispersée.

Thèse--Agronomie--Montpellier, 1987--Institut agronomique méditerranéen de Montpellier. / Bibliogr. p. 124-129.

Thèse de doctorat : Sciences agronomiques : INPL : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Les larves de mouches soldat noires (Hermetiaillucens, HI) sont une source alternative de protéines et d’énergie pour l’alimentation du bétail. De nombreux aspects liés à l’optimisation des procédés de transformation pour assurer l’innocuité, la conservation et la qualité nutritionnelle de ce nouvel ingrédient sont cependant encore peu connus. Cette étude vise à optimiser les techniques de conditionnement et de séchage des larves pour réduire efficacement leur contenu en eau et leur charge microbienne, afin d’établir les paramètres de transformation en une farine de larves respectant les exigences de l’Agence canadienne d’inspection des aliments, tout en minimisant les impacts négatifs sur la qualité nutritionnelle. Après 10 jours d’alimentation sur une diète de contrôle Gainesville à 27°C et 70% d’humidité, les larves de mouches HI ont été récoltées par immersion, rincées à l’eau stérile, emballées sous vide pour être congelées, et ainsi euthanasiées, à -40°C (n=3 productions). Après décongélation, des aliquotes de 30g/traitement (n= 3) ont été prétraitées, ou non, par blanchiment (100°C/40s), ébouillantage (100°C/2, 4, 6 et 8min) ou perforées mécaniquement avant d’être séchées à air chaud (60°C) ou lyophilisées (40°C) jusqu’à une activité de l’eau finale ≤ 0,3 pour la farine de larve. La qualité microbiologique des larves a été évaluée par dénombrement incluant les aérobes mésophiles totaux (AMT), Pseudomonasspp., Listeriaspp., les bactéries lactiques présomptives, les entérobactéries et les coliformes. L’impact des techniques de séchage sur les propriétés physicochimiques et nutritionnelles a été déterminé par la couleur (L*, a*, b*, ∆E), le pH des larves avant et après transformation, l’oxydation des lipides (TBARS, Xylénol Orange) ainsi quela teneur en lipides et en protéines. Nos analyses ont montré que la contamination initiale des larves en AMT (9 log ufc/g de larves fraîches sur base sèche) pouvait être réduite de l’ordre de 3 à 4 log ufc/g après prétraitement suivi d’un séchage à air chaud (60°C). L’ébouillantage pendant 4min à 100 °C suivi d’un séchage à l’air chaud à 60 °C pendant 6h se sont avérés être les paramètres à suivre pour un traitement optimal. La présence d’une cuticule recouverte de cires, qui réduit la déshydratation chez les larves vivantes, pourrait bien constituer un frein notable à l’évaporation lors du séchage. / Black soldier fly larvae (Hermetia illucens; BSFL) are an alternative source of protein and energy for livestock feeding. Many aspects related to process optimization to ensure the safety, conservation and nutritional quality of this new ingredient are still unknown. The presence of a wax-coated cuticle, to reduce drying of the larvae, constitutes a barrierto evaporation. The purpose of this study was to optimize larval conditioning and drying techniques to effectively reduce their water content and microbial load in order to establish the processing parameters into larval meal required by the Canadian Food Inspection Agency while minimizing negative impacts on nutritional quality. After 10 days of feeding on a Gainesville control diet at 27°Cand 70% moisture, BSFL were collected by sieving, they were rinsed with sterile water, packaged under vacuum, frozen at -40°C (n=3 replicates). After thawing, aliquots of 30g/treatment (n=3) were pretreated, or not, by blanching (100°C for 40s), boiling (100°C for 2, 4, 6 or 8 min) or mechanically perforated before being hot-air dried (60°C) or freeze-dried (40°C) until a final water activity ≤0.3 was obtained for the larval meal. The microbiological quality of the larvae was assessed by enumeration of total aerobic mesophilic (AMT), Pseudomonasspp., Listeriaspp., presumptive lactic acid bacteria, Enterobacteriaceae and coliforms. The impact of drying techniques on physicochemical and nutritional properties have been evaluated using colour (L*, a*, b*), larval pH before and after processing, lipid oxidation (xylenol orange, TBARS) and proximal composition including lipid and protein levels. The results demonstrate that the initial larvae contamination (9logCFU/g AMT of fresh larvae on dry basis) was reduced by 3 to 4 log CFU/gafter a pre-treatment followed by hot air drying (60°C); 4min boiling at 100°C followed by hot air drying at 60°C for 6h was found to be the optimal treatment parameter.

L’antibiorésistance est un problème de santé publique majeur, causé principalement par l’usage abusif d’antibiotiques dans les élevages. Les probiotiques sont une alternative potentielle aux antibiotiques. Cependant, acheminer ces microorganismes vivants et fonctionnels jusqu’au côlon est un grand défi, à cause du pH et des sels biliaires à affronter lors du passage gastro-intestinal. L’objectif de ce travail était de développer une matrice prébiotique capable de maintenir la survie et l’activité des probiotiques pendant le transit gastro-intestinal et de permettre leur libération dans le côlon. Pour atteindre cet objectif, cinq types de matrices sphériques (A, AI5, AI10, AI15, AI20) à base d’inuline (0 %, 5 %, 10 %, 15 % et 20 %) et d’alginate (2 %) ont été préparés par la méthode d’extrusion/gélification ionotropique. Trois souches probiotiques ont été utilisées au cours du développement des billes : Pediococcus acidilactici UL5 (UL5), Lactobacillus reuteri (LR) et Lactobacillus salivarius (LS). Dans un premier temps, toutes les formulations ont été caractérisées d’un point de vue physicochimique et microbiologique. Ces analyses ont permis de révéler une distribution homogène de l’inuline et de l’alginate au sein des matrices et ont démontré que la viabilité et la capacité antimicrobienne des souches utilisées n’étaient pas affectées par l’encapsulation. À la lumière de ces résultats, trois formulations A, AI5 et AI20 ont été sélectionnées pour la suite de l’étude. Dans un deuxième temps, la mucoadhésion et le comportement des billes A, AI5 et AI20 ont été étudiés dans les parties supérieures du tractus gastro-intestinal. Ces études ont démontré que la présence de l’inuline améliore les propriétés mucoadhésives des billes. Elles ont également établi que seule la formulation AI5 résiste jusqu’à la fin de la digestion. Ce comportement est expliqué en partie par l’interaction alginate-inuline décelée par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). Cette interaction était stable pour les billes AI5 au pH 6,8 mais instable pour la formulation AI20. Enfin, le comportement et la dynamique bactérienne de la formulation AI5 dans les milieux coliques fermenté et non fermenté ont été étudiés. Cette étude a révélé que les billes AI5 se dégradent et libèrent la totalité des bactéries après environ 4 heures d’incubation dans le milieu fermenté. Cette dégradation est due aux enzymes très abondantes dans ce milieu. En conclusion, la formulation AI5 s’est avérée être un très bon véhicule pour protéger les bactéries dans les parties supérieures du tube digestif et favoriser leur libération dans le côlon. Elle pourrait donc, être utilisée pour une application en alimentation animale. / Antibioresistance is a major public health issue, principally caused by the abusive use of antibiotics in farming. Probiotics are a potential alternative to antibiotics. However, delivering them alive and functional to the colon is a great challenge because of the pH and bile salts faced within the gastrointestinal tract. This work aims to develop a prebiotic matrix able maintain the probiotics alive and active during the gastrointestinal transit and able to release them in the colon. To reach this objective, five types of beads (A, AI5, AI10, AI15, AI20) were made of inulin (0 %, 5 %, 10 %, 15 % and 20 %) and alginate (2%) by extrusion/ionotropic gelation method. Three probiotic strains were used during the conception of the beads: Pediococcus acidilactici UL5 (UL5), Lactobacillus reuteri (LR) and Lactobacillus salivarius (LS). Firstly, all the formulations underwent physicochemical and microbiologic characterizations. These first characterizations revealed high yields of the inulin trapped in the beads. They also revealed the homogeneous distribution of inulin and alginate inside the matrix and demonstrated that the encapsulation did not affect the viability and the antimicrobial activity of the used strains. In the light of these results, the A, AI5 and AI20 formulations were chosen to continue the study. Secondly, the mucoadhesiveness and the behaviour of the A, AI5 and AI20 within the upper parts of the intestinal tract were studied. These studies demonstrated that the presence of inulin improve the mucoadhesiveness of the beads. They also demonstrated that only the AI5 formulation was able to resist until the end of the digestion. This behaviour was partly explained by the interaction of the alginate and the inulin found by the FTIR. This interaction was stable for the AI5 beads in pH 6.8 but unstable for the AI20 formulation. Finally, the behaviour and the bacterial dynamics of the AI5 formulation in the fermented and unfermented colonic medium were studied. This study revealed that the AI5 beads were degraded and released all of the bacteria after around 4 hours in the fermented medium. This degradation is probably due to the enzymes abundantly present in this medium. In conclusion, the abilities of AI5 formulation to protect the bacteria in the upper parts of the digestive tract and to release them to the colon can be affirmed. It could be used for an application in animal feeding.

Les larves de mouches soldats noires représentent un ingrédient alternatif prometteur pour le bétail, mais les étapes de transformation peuvent affecter leur qualité. Les périodes de vidange gastrique utilisées pour évacuer les excréments du tractus digestif afin de réduire sa charge microbienne, et les méthodes d’abattage sont variables et peu documentées. Ce projet vise à optimiser la vidange gastrique et l’abattage des larves pour en maximiser la qualité. En effet, un jeûne prolongé et une méthode d’abattage inadéquate pourraient altérer la composition et la microbiologie du produit. Le temps d’évacuation du tractus digestif des larves alimentées de Gainesville a été déterminé en suivant l’excrétion des fèces aux douze heures. Puis, l’impact du temps de jeûne sur la composition et la contamination ont été mesurés quotidiennement pendant quatre jours. Également, les effets de dix méthodes d’abattage sur la composition, la microbiologie et la coloration ont été comparés : ébouillantage (40 s), dessiccation (60 °C, 30 min), congélation (-20 °C et -40 °C, 1 h; azote liquide, 40 s), hautes pressions hydrostatiques (3 min, 600 MPa), broyage (2 min) et asphyxie (CO2 et conditionnement sous vide, 120 h; N2, 144 h). Bien que le temps d’évacuation du tractus digestif médian fût de 72 h, un jeûne de 96 h n’a pas permis de réduire la contamination. Certaines méthodes d’abattage ont affecté le pH, la stabilité de la couleur ainsi que la charge microbienne. De plus, ébouillantage, asphyxie et dessiccation ont affecté la composition proximale et l’oxydation des lipides. Malgré l’incapacité de la vidange gastrique à réduire la contamination des larves, l’ébouillantage apparait comme la méthode la plus appropriée en réduisant la charge microbienne et l’humidité tout en minimisant l’oxydation des lipides. Nous proposons donc un protocole pour abattre les larves répondant aux exigences réglementaires canadiennes en matière de transformation des insectes. / Black soldier fly (BSF) larvae represents a promising alternative ingredient for animal feed, but post-production processing can affect their quality. Feed withdrawal periods (FWP) used to evacuate fecal matter from the gastrointestinal tract, reducing the microbial load (ML), and killing methods are variable and poorly documented. This project aims to optimize the FWP and killing methods of BSF larvae to maximize product quality. Indeed, a prolonged FWP and an inappropriate killing method could alter larvae composition and ML. The gastrointestinal evacuation time (GET) of BSF larvae fed on coloured Gainesville diet was determined by following frass excretion every 12 h for 108 h. Then, FWP impact on the proximate composition and ML was measured daily over four days. Finally, the effects on the chemical composition, ML and colour of 10 killing methods were compared, i.e., blanching (B = 40 s), desiccation (D = 60 °C, 30 min), freezing (F20 = − 20 °C, 1 h; F40 = − 40 °C, 1 h; N = liquid nitrogen, 40 s), high hydrostatic pressure (HHP = 3 min, 600 MPa), grinding (G = 2 min) and asphyxiation (CO2 = 120 h; N2 = 144 h ; vacuum conditioning, V = 120 h). Although, the median GET was 72 h, a 96 h FWP did not reduce larvae ML. Certain killing methods affected the pH (B, asphyxiation), total moisture (B, asphyxiation and D), ash (B), lipid content (asphyxiation) and lipid oxidation (B, asphyxiation and D), as well as the colour stability during freeze-drying. FWP were ineffective in reducing the ML. Blanching appeared as the most appropriate method since it minimizes lipid oxidation, reduces ML and total moisture (78.1 ± 1.0%). Our studies propose a standardize protocol to kill BSF that meet the Canadian regulatory requirements of the insect production and processing industry.

L'objectif principal de la présente recherche était d'évaluer les effets d'un supplément de lin extrudé dans la ration de troupeaux laitiers québécois sur les performances de production et les émissions de méthane (CH4) par les vaches laitières. Trente fermes ont été sélectionnées et divisées en deux groupes. Un premier groupe de 15 fermes a servi de témoin; les producteurs n'y ont pas apporté de changement à l'alimentation des vaches. Les 15 autres troupeaux formaient le groupe lin; les producteurs ont ajouté de 200 à 900 g/jour de supplément de lin extrudé (moyenne de 700 g/vache/jour) dans l'alimentation selon le stade de lactation. La période expérimentale s'est déroulée pendant les mois d'avril à octobre 2013. L'ajout de supplément de lin extrudé dans la ration a fait augmenter la production laitière de 3 % chez les troupeaux recevant le supplément comparativement aux troupeaux du groupe témoin (P < 0,05). L'ingestion de matière sèche a été similaire entre les deux groupes expérimentaux. Puisque la production laitière a été augmentée, l'efficacité alimentaire s'est améliorée de 6 % pour les troupeaux recevant le supplément de lin extrudé (P = 0,02). La teneur et la production de matières grasses du lait ont été similaires pour les deux groupes expérimentaux. La teneur en protéines du lait a diminué (P < 0,01), mais leur production n'a pas été affectée (P = 0,17), tandis que la production de lactose a augmenté (P = 0,02) lors de l'ajout du supplément de lin extrudé dans la ration sans en influencer la teneur (P = 0,60). La teneur en acides gras ω-3 a augmenté de 38 % dans les matières grasses du lait des troupeaux recevant le supplément (P < 0,01). Lorsqu'exprimées sur une base d'unité de lait produit, les émissions de CH4 estimées à partir de la composition en acides gras du lait, ont été réduites de 9,4 % pour les troupeaux recevant le supplément de lin extrudé comparativement au groupe témoin. En conclusion, une supplémentation modérée de lin extrudé (700 g/vache/jour) constitue un moyen pour réduire les émissions de CH4 tout en améliorant les performances de production des troupeaux laitiers et la qualité nutritionnelle du lait.

Dans le secteur du veau de boucherie, l'interdiction par l'Union Européenne en Janvier 2006 des antibiotiques utilisés comme facteurs de croissance (AFCs) a déclenché la recherche de nouveaux additifs alimentaires permettant de retrouver les performances de croissance des animux et de réduire l'incidence des pathologies gastro-intestinales. Afin de réaliser un screening à grande échelle de ces additifs, l'objectif de ces travaux était de mettre au point un système de fermentation continu modélisant in vitro l'environnement intestinal du veau de boucherie. Les principaux groupes bactériens cultivables et les paramètres majeurs de la composition biochimique du contenu jéjuno-iléal ont tout d'abord été caractérisés in vivo. Ensuite, un système de fermentation in vitro a été mis au point et son milieu nutritif optimisé. Trois milieux nutritifs testés ont conduit à une stabilisation des grand groupes bactériens dénombrés. Le milieu M3 a été choisi pour la suite des expériences en raison de sa composition très proche de celle du contenu jéjuno-iléal des veaux et parce qu'il a conduit à une faible variabilité inter-réplicats. Le modèle a ensuite été utilisé afin d'étudier l'impact, sur la microflore du veau de boucherie, d'un additif alimentaire : le carvacrol. Les résultats de ce premier essai se sont avérés difficilement exploitables car le pouvoir antioxydant du carvacrol en a faussé l'interprétation. Avec l'ajout d'un antioxydant plus fort que le carvacrol dans le milieu nutritif, l'impact du carvacrol sur la microflore devrait pouvoir être analysé. Même si des améliorations restent à effectuer, les premiers résultats sont très prometteurs. Après screening in vitro et choix de nouveaux additifs susceptibles de remplacer les AFCs, des essais in vivo devront être effectués pour valider l'intérêt des substances sélectionnées in vitro. En effet, la modélisation in vitro ne simule pas tous les phénomènes ayant lieu in vivo et reste un outil de "pré-screening" en amont.

Il existe une forte demande sociétale de moyens analytiques robustes permettant d'authentifier de manière objective les modes d'élaboration des produits alimentaires, notamment lorsqu'ils sont d'origine animale. L'objectif de cette thèse était de développer une méthode d'authentification de l'alimentation à l'herbe des agneaux, basée sur l'analyse de la fraction volatile de leurs tissus adipeux. Les animaux étudiés ont été élevés dans le cadre de dispositifs expérimentaux, où leur alimentation était étroitement contrôlée. Le tissus périnéal, sous-cutané caudal, et péricardiaque ont été analysés au moyen d'un système d'Espace de Tête Dynamique-Chromatographie en Phase Gazeuse- Spectrométrie de Masse (ETD-CPG-SM), dont le signal a été corrigé et stabilisé par différentes procédures chimiométriques. La première étape de ce travail de recherche visait à identifier les traceurs distinctifs de tissus adipeux d'agneaux nourris soit à l'herbe soit aux concentrés. Une fois les conditions d'analyse des composés volatils optimisés,126 traceurs de l'alimentation au pâturage ont été identifiés. Cette expérimentation a également permis de montrer l'intérêt de l'analyse parallèle de tissus de natures différentes pour la discrimination des deux alimentations. La deuxième étape avait pour objectif de montrer l'intérêt de l'analyse de la fraction volatile de tissus adipeux d'agneau pour l'authentification des régimes alternés. Ces régimes, couramment utilisés pour l'élevage des ruminants consistent à alterner une période d'alimentation au pâturage avec une finition aux concentrés, ou inversement. Les variations des abondances des traceurs volatils d'une alimentation au pâturage ont été suivies dans les tissus adipeux d'animaux nourris avec ces régimes alternés. Les résultats montrent que les composés volatils permettent de discriminer des tissus adipeux d'animaux nourris d'une part à l'herbe et finis aux concentrés pour un engraissement final de 0, 4, 8, ou 12 kg ; et d'autre part aux concentrés et finis au pâturage durant 0,17, 51, ou 85 jours. Couplés aux données de la littérature, l'ensemble des dispositifs d'élevage mis en oeuvre au cours de cette thèse ont permis de mettre en évidence 19 composés volatils traceurs de l'alimentation à l'herbe particulièrement robustes et génériques. Ces travaux démontrent aussi la faisabilité de l'authentification de l'alimentation d'animaux nourris au moyen de régimes contrastés ou alternés. Enfin, ils confirment aussi l'intérêt des procédures de traitement du signal, comme la correction des dérives instrumentales ou l'utilisation de ratios de variables, pour amplifier le pouvoir discriminant des modèles d'authentification.