Tuna is highly perishable and has been implicated in histamine poisoning because of high histidine levels in the muscle. There is high demand for fresh tuna fillet and steaks for Japanese type foods, and as a grilled item in restaurants. Demand for fresh, additive-free and safe seafood products has stimulated efforts to discover novel methods to prolong the shelf life of fresh products with minimum loss of quality. High pressure processing was investigated for its effects on quality and useful shelf life of fresh tuna. Fresh tuna was subjected to various pressure treatments (220 MPa, 200 MPa, 150 MPa), holding times (30 min, 15 min) and temperature (below 20oC). The pressure treated and control (untreated) samples were analyzed for initial physicochemical properties and subsequent changes during chilled storage. Color parameters (L*, a* and b* values), texture, drip loss, pH, sensory attributes, endoprotease activity, TBA, TVB and histamine levels were all evaluated. All the pressure-treated samples lost their glossiness, and their redness decreased with pressure and holding time. Pressure treatment increased yellowness of the samples, and the ‘b’ values increased throughout storage. High pressure processing above 150 MPa resulted in firmer muscles with higher springiness. High pressure also resulted in increased drip loss for all pressure treated samples. However during chilled storage increase in drip loss was significantly faster in untreated samples than in pressure treated samples. Proteolytic activity did not change significantly during storage, unlike the TVB levels that increased during storage. Pressure treatments at 220 MPa/30 or 15 min, and 200 MPa/30 min reduced TVB values the most. None of applied pressure conditions induced major changes in initial pH values. Also no consistent pattern was observed for TBA levels, although the levels were low and indicative of high quality products. Histamine formation was inhibited by pressure treatment / Le thon est fortement périssable et a été impliqué dans l’empoisonnement de l’histamine à cause de niveau très élevé d’histidine dans la chair du poisson. Il y a un forte demande pour le filet de thon frais et de steaks de type japonais de même que les grillades. La demande pour les produits frais de mer, sans additifs et sûrs a stimulé le milieu scientifique afin de découvrir de nouvelles méthodes pour prolonger la durée de vie des produits frais avec la perte minimale de qualité. Le traitement à haute pression a été évalué pour ses effets sur la qualité et la durée de vie du thon frais. Le thon frais a été soumis aux divers traitements de pression (220 MPa, 200 MPa, 150 MPa), avec les temps de rétention de 30 minutes et 15 minutes, et une température sous 20ºC. Les échantillons pressurisés et non pressurisés ont été analysés pour leurs propriétés physicochimiques initiales ainsi que les changements associés au stockage. Les paramètres de couleur (CIE L*, a* et b*), la texture, l’exsudat, pH, les attributs sensoriels, l'activité endo-protéase, TBA, TVB et le niveau d’histamine ont été évalués. Tous les échantillons pressurisés ont perdu leur lustre, et leur rougeur a diminué avec la pression et le temps de rétention. La pressurisation a augmenté le jaune des échantillons et les valeurs de ‘b’ ont augmentés au cours du stockage. Le traitement à haute pression au-dessus de 150 MPa a augmenté la fermeté des muscles ainsi qu’une élasticité plus élevée. Par le fait même, le traitement à haute pression a causé l'augmentation de l’exsudat de tous les échantillons pressurisés. Cependant, l’exsudat était significativement plus rapide sur les échantillons non traités que sur les échantillons pressurisés. L'activité protéolytique n'a pas changé significativement durant le stockage, à la différence des niveaux de TVB qui ont augmenté durant le stockage. La pressurisation à 220 MPa/

Little research has been reported on the use of visible and near infrared spectroscopy for the prediction of meat quality classes. Therefore, in this study hyperspectral reflectance measurements ranging from 350 to 2500 nm were made with the help of a spectroradiometer on fresh pork loin samples belonging to four different quality classes (Red, firm, non-exudative: RFN; Pale, firm, non-exudative: PFN; Red, soft, exudative: RSE and; Pale, soft and exudative: PSE). The samples were collected from a local cutting house in Quebec, and they were classified by a meat specialist. Data collected from the samples was analyzed using a stepwise approach to identify wavebands useful in differentiating pork quality classes. Discriminant Analysis was used to evaluate the usefulness of the selected wavebands and to classify meat samples into four quality classes. An overall classification accuracy of 76% was obtained for the prediction of pork meat quality classes for unseen data. These results confirmed the possibility of the prediction of meat quality classes rather than the prediction of quality attributes, as is commonly reported in literature. Various classification methods have been used to utilize hyperspectral data for meat quality evaluation. Selection of the best method is crucial in extracting the valuable information contained in hyperspectral observations. Therefore, the performance of four classification methods, Artificial Neural Networks, Decision Trees, k-Nearest Neighbor, and Discriminant Analysis, was compared in classifying pork meat quality using hyperspectral data. Models were developed to sort meat into four quality classes (PFN, RFN, RSE, and PSE), into two classes (pale and red), and finally further into two classes (soft and exudative, and firm and non-exudative) within the pale and red meat samples. Overall, the Discriminant Analysis achieved the highest classification accuracy for sorting meat into four quality classes, its performance was followed b / L'utilisation de la spectroscopie visible et infrarouge pour la qualification et la classification de la viande a fait l'objet de peu de recherche jusqu'à présent. Dans cette étude, avec l'aide d'un spectroradiomètre, des mesures de facteurs de réflexion hyperspectrale entre 350 et 2500 nm ont été faites sur des filets de porc frais appartenant à quatre différentes catégories (RFN: rouge, ferme, non-exsudatif; PFN: pâle, ferme, non-exsudatif; RSE: rouge, tendre, exsudatif; et PSE: pâle, tendre, exsudatif.) Les échantillons à analyser, fournit par un abattoir du Québec ont d'abord été classés par un spécialiste en viande. Les données recueillies sur les échantillons furent analysées afin de déterminer les longueurs d'onde significatives pour différencier les quatre catégories de viande porcine. L'analyse discriminante a servi afin d'évaluer l'efficacité des longueurs d'onde sélectionnées et de classer la viande dans les quatre catégories. Au total, les prédictions du modèle utilisé pour la classification d'échantillons inédits se sont avérées juste dans 76% des cas. Cette thèse se distingue par des résultats qui confirment non seulement la possibilité de qualifier une viande mais également de prédire la catégorie à laquelle elle appartient. En ce qui à trait à l'analyse de données hyperspectrales, plusieurs méthodes sont utilisées, d'où la nécessité de choisir la méthode la plus appropriée afin d'extraire l'information essentielle dans les données recueillies. Les méthodes suivantes: réseau de neurones, arbre de décision, k plus proches voisins et analyse discriminante ont été évaluées selon leur performance à classer la viande de porc en utilisant les données hyperspectrales fournies. Les modèles furent développés afin de classer la viande dans l'une des quatre catégories (PFN, RFN, RSE, et PSE) puis en deux sous-catégories (pâle/rouge) et ensuite en deux groupes (tendre et exsudatif/ferme et n

ABSTRACT The application of pulsed electric fields (PEF) in food processing is a novel technique that requires careful study. An improved understanding of the effects of PEF treatments on structural modification, surface hydrophobicity, thermal properties and rheological properties of food proteins is needed for the application of this method to the improvement of functional properties of food proteins in food systems. Two main PEF parameters were studied: electric field intensity ranging from 12 to 25 kV cm-1, and number of pulses ranging from 10 to 120. PEF effects on the structural modification, surface hydrophobicity, thermal properties and rheological properties for selected food proteins were investigated using fluorescence spectroscopy and differential scanning calorimetry (DSC) along with rheological measurements. Whey protein isolate (WPI), soy protein isolate (SPI), soy milk and reconstituted skim milk were used in this study. The structural modification, surface hydrophobicity and thermal properties of WPI and SPI all changed with PEF treatments. The enthalpy of whey protein isolate decreased with PEF treatments. The apparent enthalpy and denaturation temperatures of WPI samples were modified by PEF treatments. The remaining native whey protein was about 56% by a PEF treatment of 20 kV cm-1 and 30 pulses. The intrinsic tryptophan fluorescence intensity and the extrinsic fluorescence intensity of whey protein and soy protein all increased with PEF treatments. The intrinsic tryptophan fluorescence of whey protein and soy protein appeared as a red shift of 2-6 nm. The extrinsic fluorescence of whey protein and soy protein appeared as a blue shift of 2-6 nm with / RÉSUMÉ L'utilisation de champs électriques pulsés (CEP) dans la transformation d'aliments est une technique de pointe qui nécessite des études approfondies. Une meilleure compréhension de l'effet de traitements CEP sur les modifications structurales, l'hydrophobicité en surface et les propriétés rhéologiques de protéines alimentaires est nécessaire à l'application de cette méthode pour l'amélioration des propriétés fonctionnelles de protéines alimentaires dans les systèmes alimentaires. Deux principaux paramètres CEP furent étudiés: l'intensité du champ électrique, variant de 12 à 25 kV cm-1, et le nombre de pulsions, variant de 10 to 120. L'effet de traitements CEP sur les modifications structurales, l'hydrophobicité en surface et les propriétés rhéologiques de certaines protéines alimentaires furent étudiés par spectroscopie fluorescente et analyse calorimétrique à compensation de puissance (ACCP) et diverses techniques rhéologiques Un isolat de protéine lactosérique (IPL), un isolat de protéine de fève soja (IPFS), du lait de soja et du lait écrémé reconstitué servirent dans cette étude. La modification structurale, l'hydrophobicité en surface et les propriétés thermiques de l'IPL et de l'IPFS furent modifiées par les traitements CEP. L'enthalpie Un isolat de protéine lactosérique (IPL) a diminué avec les traitements CEP. L'enthalpie apparente et les températures de dénaturations des échantillons de IPL ont été modifié après les traitements. La lactalbumine indigène restante était environ de 56% après un traitement de PEF de 20 kV cm-1 et 30 pulsions. Ces traitements augmentèrent à la fois la fluorescen

Using thermocouples that are positioned within the test container, time temperature profiles can be easily obtained for establishing selected thermal processes. In bi-axial agitation processing of liquid particulate canned food products, modeling and biological validation are used as alternative methods to validate such processes. This involves processing of cans filled with alginate based simulated particles, with known counts of spores of heat resistant microorganisms uniformly distributed in their matrices, and computing the accumulated process lethality from their count reduction following processing. For this purpose, the heat resistance of two non-pathogenic surrogates microorganisms, Geobacillus stearothermophilus and Clostridium sporogenes, in two food matrices, carrot and meat alginate purees, was investigated and modeled using the conventional log-linear as well as Weibull models. D-values for G. stearothermophilus ranged between 1.9 and 40.8 min with a z-value of 11.7oC and D-values for C. sporogenes ranged between 0.9 and 28.7 min with a z-value of 10.1oC. For carrot alginates, D-values for G. stearothermophilus ranged between 1.9 and 42.6 min with a z-value of 11.5oC and D-values for C. sporogenes ranged from 1.1 and 31.0 min with a z-value was 10.2oC. The results were also fitted to Weibull model, but the model did not result in any better fit than the conventional first-order model. Alginate fabricated food particles need to have the appropriate textural rigidity to withstand the processing conditions and to have similar thermophysical properties to those of real food particles. Using a response surface methodology, optimum conditions of meat and carrot alginate fabricated particles giving the desirable hardness, adhesiveness and similar thermophysical properties to the real food particles were determined. Carrot alginate particles fabricated using these optimum conditions showed no changes in their hardness when subjected to thermal processing, unlike fresh carrot particles. Modeling of the associated heat transfer process required data on overall heat transfer coefficient (U) and fluid-to-particle heat transfer coefficient (hfp) in the cans during the thermal process. Effect of process variables on U and hfp in canned particulates suspended in non-Newtonian fluid undergoing bi-axial rotation was then evaluated in a pilot-scale rotary autoclave using spherical Nylon particles (d = 1.9 cm) and optimum heat transfer conditions were determined. Retort temperature, rotational speed and carboxymethyl cellulose concentration were found to have a significant effect on U and hfp. The heating rate of Nylon particles employed in the above studies was nearly matched with the experimental carrot and meat alginate fabricated particles (by varying the diameter of these particles) in order to select the alginate particles having similar heating behavior to the Nylon particles. Cans containing the simulated spore loaded alginate particles were processed in the rotary retort involving biaxial rotation of cans for pre-selected times to achieve approximate process lethality values (Fo) of 3 and 15 min. Using initial and final spore counts in the fabricated particles, the number of log reductions achieved and experimental Fo were computed. Fo values were also computed from the time-temperature data obtained from the heat transfer model based on hfp and U values. The experimental and model predicted Fo values were statistically not different (p > 0.05) providing strength to the biological validation process. / Les profils de température en fonction du temps peuvent être facilement obtenus avec l'utilisation de thermocouples placés dans la boite d'essai pour l'analyze optimale des procédés thermiques. Dans le procédé d'agitation bi-axiale de boites de conserve contenant des particules, la modélisation et la validation biologique sont utilisées comme méthodes alternatives pour valider tels procédés. Cela implique la transformation de boîtes remplies avec des particules simulées à base d'alginate contenant un nombre connu de spores de microorganismes résistants à la chaleur, uniformément répartis dans leurs matrices, et le calcul de la létalité accumulée du processus par le calcul de la réduction du nombre des spores suivant le processus. A cet effet, la résistance thermique de deux micro-organismes non-pathogènes substituts, Geobacillus stearothermophilus et Clostridium sporogenes, dans deux matrices alimentaires, soit les purées de carotte et de viande avec alginate, a été étudiée et modélisée en utilisant le modèle classique log-linéaire, et le modèle de Weibull. Les particules d'alginate doivent avoir la rigidité appropriée pour résister aux conditions de transformation thermique et avoir des propriétés thermophysiques similaires à celles de différentes particules d'aliments. Grâce à une méthodologie de surface de réponse, des conditions optimales pour fabriquer les particules de viande et de carotte à base d'alginate, ayant la dureté et l'adhérence souhaitables ainsi que les propriétés thermophysiques des différentes particules d'aliments, ont été déterminées. La modélisation du processus de transfert de chaleur nécessite des données sur le coefficient général du transfert de la chaleur (U) et le coefficient du transfert thermique entre le fluide et la particule (hfp) dans les boîtes de conserve au cours du processus thermique. L'effet des variables du procédé sur U et hfp dans des boîtes de conserve avec des particules en suspension dans un liquide non-Newtonien subissant une rotation bi-axialle a ensuite été évaluée dans un autoclave rotatif à échelle pilote à l'aide des particules sphériques de Nylon (d = 1,9 cm) et les conditions optimales de transfert de chaleur ont été déterminées. Le taux de chauffage des particules de Nylon utilisées a été presque équivalent à celui des particules de carotte et de viande fabriquées à base d'alginate (en faisant varier le diamètre de ces particules) afin de sélectionner les particules d'alginate ayant un comportement thermique similaire à celui des particules de Nylon. Les boîtes contenant des particules simulées d'alginate chargées de spores ont été traitées dans l'autoclave rotatif en mode de rotation biaxiale pour des durées prédéterminées pour atteindre des valeurs approximatives de mortalité (Fo) de 3 et de 15 min. Les nombres initial et final de spores dans les particules fabriquées ont permis de déterminer les réductions en log et la mortalité expérimentale. Fo a également été calculé à partir des données du temps vs. température obtenues à partir du modèle de transfert de chaleur basé sur des valeurs de U et hfp. Les valeurs expérimentales et prédites du modèle n'ont pas été statistiquement différentes (p > 0.05) supportant la validité du processus de validation biologique.

Microwave osmotic dehydration (MWOD) is a novel technique with a good potential for more efficient osmotic drying of fruits and vegetables. It combines the microwave heating with osmotic dehydration for enhancing moisture transfer rate in the osmotic dehydration process and product quality. Preliminary studies were carried out to compare the osmotic dehydration kinetics of apple (Red Gala) cylinders in microwave osmotic dehydration under continuous flow medium spray conditions (MWODS) with microwave osmotic dehydration under continuous flow medium immersion conditions (MWODI), as well as conventional osmotic drying (COD) in immersion (CODI) and spray (CODS) modes. The results showed that the MWODS process considerably enhanced the moisture transfer rate from the fruit, and limited the solids gain at the same time. In the second part, the two-parameter Azuara model and the conventional diffusion model were evaluated for describing the mass transfer kinetics of apple (Red Gala) cylinders during MWODS, MWODI, CODS and CODI. The results showed that both models adequately described the transient mass transfer kinetics during the OD process; however the Azuara model was superior. MWODS was further studied to evaluate the effect of various process variables (sucrose concentration, medium temperature, flow rate and contact time) by using response surface methodology and a central composite rotatable design. Predictive models were developed relate the response variables to process parameters. Finally optimization studies were carried out to elucidate optimal processing conditions under MWODS. The study demonstrated that moisture loss (ML), solids gain (SG) and weight reduction (WR) were predictably higher at higher sucrose concentrations, higher medium temperatures, longer contact times and higher flow rates. Since OD only results in partial dehydration, a second stage drying was evaluated employing conventional air drying and compared with freeze drying to identify cost effective systems for preserving the quality of the osmotically dehydrated shelf-stable fruits. The effect of MWODS pretreatment on air-drying kinetics and quality parameters (color, texture, and rehydration characteristics) of apple (Red Gala) cylinders was evaluated. The results revealed that drying time decreased with increasing concentrations and medium temperature of the MWODS treatment. Compared with untreated control samples, MWODS air-dried samples had higher coefficient of moisture diffusivity (Dm). In terms of quality parameters, the MWODS air-drying combination process resulted in a product with lower color change and a more chewy structure. The air dried product without MWODS had the least desirable quality characteristics. While the color was better preserved in the freeze dried product, it was much more brittle than MWODS – air-dried product. The rehydration capacity of MWODS air-dried products was lower than freeze-dried products and higher than air-dried. Overall, the thesis research contributes to a better understanding of the moisture transfer behavior during microwave osmotic dehydration under continuous flow medium spray processing conditions. Together with a simple second stage air-drying it can produce high quality dehydrated apple products. / La déshydratation osmotique à l'aide des micro-ondes (MWOD) est une nouvelle technique avec un bon potentiel pour plus d'efficacité de séchage osmotique des fruits et légumes. Il combine le chauffage micro-onde avec la déshydratation osmotique pour améliorer le taux de transfert de l'humidité dans le procédé de déshydratation osmotique et la qualité du produit. Des études préliminaires ont été effectuées pour comparer la cinétique de déshydratation osmotique des cylindres de pommes (Rouge Gala) à déshydratation osmotique sous conditions de flux continu de pulvérisation (MWODS) avec déshydratation osmotique à l'aide des micro-ondes sous flux continu d'immersion (MWODI), ainsi que séchage osmotique le conventionnel (COD) en mode d'immersion (CODI) et en mode de pulvérisation (CODS). Les résultats ont montré que le processus de MWODS a considérablement amélioré le taux de transfert d'humidité à partir du fruit et a limité le gain des solides en même temps. Dans la deuxième partie, le modèle d'Azuara à deux paramètres et le modèle de diffusion classique ont été évalués pour décrire la cinétique de transfert de masse des cylindres de la pomme (Rouge Gala) pendant MWODS, MWODI, COD et CODI. Les résultats ont montré que les deux modèles décrivent adéquatement la cinétique transitoire de transfert de masse pendant le processus d'OD, mais le modèle Azuara était supérieur. MWODS a aussi été étudié pour évaluer l'effet des différentes variables de processus (concentration en saccharose, la température du moyen, le taux de flux et le temps de contact) en utilisant la méthodologie de surface de réponse et la décomposition rotative du programme global. Les modèles prédictifs ont été développés pour relier les variables de réponse aux paramètres du procédé. Enfin, des études d'optimisation ont été menées pour élucider les conditions optimales de transformation sous MWODS. L'étude a démontré que la perte d'humidité (ML), les gains de solides (SG) et les pertes de poids (WR) ont été plus prévisibles à des concentrations de saccharose, températures de moyen, temps de contact et taux de flux plus élevés. Une deuxième étape de séchage a été évaluée employant l'air de séchage conventionnel par rapport à la lyophilisation pour identifier les systèmes efficaces pouvant préserver la qualité des fruits osmotiquement déshydratés. L'effet du prétraitement du MWODS sur la cinétique du séchage à l'air et l'effet des paramètres de qualité (couleur, texture, et caractéristiques de réhydratation) des cylindres de pomme (Rouge Gala) ont été évalués. Les résultats ont révélé que le temps de séchage diminue avec l'augmentation des concentrations et de la température du moyen du traitement MWODS. Par rapport aux échantillons témoins non traités, les MWODS échantillons séchés à l'air était ont un coefficient de diffusivité de l'humidité (Dm) plus entée. En termes de paramètres de qualité, le processus de MWODS avec séchage à l'air arrive à un produit avec un changement de couleur inférieur et une structure plus tendre. Le produit séché à l'air sans MWODS avait les caractéristiques de qualité le moins souhaitable. Bien que la couleur a été mieux préservé dans le produit lyophilisé, le produit était beaucoup plus fragile que le produit MWODS avec séchage à l'air. La capacité de réhydratation des produits de MWODS séchés à l'air est supérieure de celle des produits séchés à l'air et celle des produits lyophilisés.En général, cette recherche contribue à une meilleure compréhension du comportement de transfert d'humidité à micro-ondes pendant la déshydratation osmotique sous flux continu du moyen avec de la pulvérisation. Avec une deuxième simple étape du séchage à l'air, le processus peut produire des produits de pomme avec une haute qualité.

POST–PRODUCTION HANDLING OF MANGOES (Mangifera indica L.) using Luffa aegyptiaca.Mill.Post-production losses of fruits and vegetables are high in many developing economies. Mango (Mangifera indica L.) fruit are particularly difficult to handle after harvest. In Senegal, field-to-market transport alone induces sufficient mechanical damage to reduce marketable produce by 30%. This mechanical damage to fruit is attributable to a number of causes, including but are not limited to: poor packaging, inadequate boxes, crates or baskets, stressful transport conditions, poor road conditions and long traffic delays which prevent the produce reaching markets within a reasonable time.In investigating a solution for the post-harvest losses of mango due to mechanical damage, this study took into account these different causes in order to minimize losses due to both transport and packaging. Mechanical properties of Luffa (Luffa aegyptiaca Mill.), a vegetable sponge that grows naturally in Senegal was examined and a luffa sponge box was designed. Box height took into account the dimensions of the fruit of three mango cultivars (cvs. ‘Kent,' ‘Keitt' and ‘Haden'), while the other dimensions followed the ISO 3394 standard for rigid rectangular boxes. The luffa sponge box was tested in laboratory for compression and stacking strength and produced results for practical use. A box-making-tool was also designed to both reduce the time needed to make the box and increase its quality and appeal. The supply of luffa sponge in Senegal was examined during a field research trip and an estimate of the cost of producing a luffa sponge box in the Senegalese context was established. / MANUTENTION POST-RÉCOLTE DE LA MANGUE (Mangifera indica L.) AVEC LE Luffa aegyptiaca Mill.Dans plusieurs pays en voie de développement, les pertes post-récoltes en fruits et légumes sont plutôt élevées. La mange (Mangifera indica L.) en particulier est un fruit difficile à transporter après la récolte. Au Sénégal, à eux seuls les dommages mécaniques aux fruits causés par un transport inadéquat entre champ et marché, produisent une perte allant jusqu'à 30% des mangues récoltées. Les divers dommages mécaniques sont attribuables à: un mauvais emballage, des boites, cajos ou paniers non adaptées, des conditions de transports engendrant un stress supplémentaire aux fruits, la condition des routes, et même d'énormes embouteillages retardant à outrance la livraison des produits au marché. En tentant de trouver une solution aux pertes post-récoltes de la mangue causé par les dommages mécaniques, cette étude prit compte des différentes causes énumérées ci-haut, afin de minimiser les pertes en transport et à l'emballage. Les propriétés mécaniques du luffa (Luffa aegyptiaca Mill.), une éponge végétale poussant à l'état sauvage au Sénégal, furent étudiées et une boite en luffa fut conçue. Trois variétés de mangue (cvs. Kent, Keitt and Haden) servirent de guide quant à la hauteur de la boite, tandis que les autres dimensions suivirent le standard ISO 3394 pour les boites rectangulaires rigides. La boite en luffa fut ensuite testée en laboratoire pour vérifier sa force de compression ainsi que sa capacité à l'empilage, avec des résultats convaincants. Un outil pour fabriquer les boites fut conçu dans le but de réduire le temps nécessaire pour réaliser une boite attrayante et de haute qualité. La possibilité d'approvisionnement en luffa au Sénégal fut examiné lors d'un voyage de recherche sur le terrain et le coût de revient d'une boite en luffa dans le contexte sénégalais fut estimé.

Extrusion has been widely used as a high-temperature short-time process to produce commercially shelf stable extruded products. Many physical and chemical changes take place during the process, including the gelatinization of starch, denaturation of protein and even complete cooking. To fully understand changes during the process, evaluation of the effect of extrusion process variables on the extruded product is very important. There are many process and product-dependent variables associated with the extrusion process such as barrel temperature, screw speed, die diameter and raw material composition (moisture, starch, protein and fat contents). In general, commercial extruded products have mainly focused on starch-rich products which are generally are low in protein content. The overall objective of this research was to prepare high-value protein-rich products through the use of extrusion processing.In order to evaluate the influence of added protein [soy protein isolate, (SPI)] to a corn-based system, a two step procedure was employed. Firstly, the effect of feed moisture, screw speed and barrel temperature on physical properties of extruded corn flour and SPI blends was evaluated to generate a basic understanding of the influence of operational parameters. This was expanded to include higher protein levels in the subsequent study. The physical properties of the extruded material considered were expansion ratio, bulk density, breaking strength, water solubility index, rehydration ratio and color. All these properties were significantly (P ≤ 0.05) affected by the process variables. An optimization study was performed to determine optimum variable levels to achieve desirable properties of extruded product within selected constraints.As residence time distribution (RTD) is an important aspect of the extrusion process. The RTD of SPI and corn flour mixtures was studied under different screw speeds (75, 100 and 125 rpm), raw material moisture (25, 30 and 35%) and die diameter (3 and 5 mm) configurations. Two conventional flow models served to represent the RTD patterns in the extruder: the frequency model (F distribution) and the cumulative RTD model (E-distribution). The parameters of these models – the half concentration internal age and particle accumulation rate – were determined by a nonlinear regression. These models' parameters were found to be responsive to process variables, and both F and E distributions were well predicted.As extruded products produced under the above conditions remained high in moisture content and water activity, in order to achieve shelf stability it was necessary to lower their moisture and water activity levels. The effect of extrusion process variables on the drying behavior of the product was studied next. Since there were many test samples, a simple drying set-up operating under moderate temperature (55°C), humidity and airflow conditions was used. The extrusion process variables were found to significantly (P ≤ 0.05) affect the drying behaviour of the product. Models were developed to predict drying times to reduce the product moisture to stable levels (water activity below 0.75). Selected extrusion products with 50% protein content were subjected to frying at different temperatures (145ºC, 165ºC, 185ºC) and for different durations (0 to 660 s). The resultant products' physical characteristics, including breaking strength, oil uptake, color and moisture content were evaluated, and a sensory test was performed to describe the acceptability of the products. Frying conditions which yielded products of acceptable quality were identified.Overall, the research contributes to a better understanding of the extrusion process of high SPI content corn flour blends. Together with post extrusion treatments including drying and frying, the process can produce good quality protein-rich extrusion products for use in further preparations or as a fried snack. / Processus à haute température et de courte durée, l'extrusion permet la production de produits d'extrusion comestibles à longue vie commercial. Durant ce processus il survient des changements incluant la gélatinisation de l'amidon, la dénaturation des protéines, ainsi qu'une cuisson uniforme et complète. Pour bien maîtriser ces changements, une évaluation de l'effet des variables du processus d'extrusion sur l'extrudat est de rigueur. Plusieurs variables, soit la température du fourreau, la vitesse de la vis, le diamètre de la filière et la composition de la matière première (teneur en eau, en amidon, en protéines et en gras), sont liées au processus ainsi qu'au produit. Les produits commerciaux extrudés demeurent riche en amidon, mais pauvre en protéines. La présente recherche visa à préparer, par l'entremise d'une transformation par extrusion, des produits de haute valeur, riches en protéines.Afin d'évaluer l'influence d'un ajout de protéine [isolats de protéine de soya, (IPS)] à un système à base de maïs, un processus à deux étapes fut étudiés. L'effet de la teneur en eau du matériel, de la vitesse de la vis et de la température du fourreau sur les propriétés physiques d'extrudats d'un mélange d'ISP et de farine de maïs furent évalués, pour évaluer l'influence des paramètres opérationnels. L'inclusion de teneurs en protéine plus élevés suivi. Les propriétés physiques de l'extrudat considérés furent le taux de foisonnement, la densité apparente, la résistance à la rupture, l'indice de solubilité dans l'eau, le taux de réhydratation, et la couleur. Toutes celles-ci furent influencées (P ≤ 0.05) par les variables de transformation. Une optimisation des variables de transformation pour obtenir un extrudat aux propriétés voulues sous certaines contraintes d'opération suivit.La distribution temps séjour (DTS) est un important aspect du processus d'extrusion. La DTS de mélanges d'IPS et de farine de maïs fut déterminée sous différentes vitesses de vis (75, 100 ou 125 rpm), teneurs en eau du matériel brut (25, 30 ou 35%) et diamètre de la filière (3 ou 5 mm). Deux modélisations conventionnelles du débit, l'une liée à la fréquence (distribution F) et l'autre cumulative (distribution E), servirent à représenter le cours du DTS dans l'extrudeur. L'âge interne à mi-concentration et le taux d'accumulation de particules, déterminés par régression non-linéaire, répondirent bien aux variables de transformation, les distributions E et F étant prédites avec exactitude.Comme ces extrudats maintinrent une teneur et une activité en eau élevée, il fut nécessaire, afin d'obtenir une bonne stabilité sur les tablettes, de diminuer ces derniers. Un étude sur l'effet des variable du processus d'extrusion sur le séchage subséquent de l'extrudat fit suite. Étant donné le grand nombre d'échantillons, un simple appareillage de séchage, fonctionnant à de températures, taux d'humidités et flux d'air moyens, fut utilisé. Les variables du processus d'extrusion influencèrent (P ≤ 0.05) le séchage du produit. Des modélisations furent développées afin de prédire le temps nécessaire pour réduire la teneur en eau du produit à un niveau stable (activité de l'eau en deçà de 0.75). Des extrudats d'une teneur en protéine de 50% furent frits à des températures de 145ºC, 165ºC, et 185ºC pour 0 à 660 s. La résistance à la rupture, l'absorption d'huile, la couleur et la teneur en eau des produits frits furent évalués. Un test organoleptique évalua l'acceptabilité des produits. Les conditions de friture donnant une qualité acceptable furent identifiées.Ces études contribuèrent à une meilleure compréhension du processus d'extrusion de mélanges de farine de maïs à haute teneur en ISP. Apparié aux traitements post-extrusion de séchage ou de friture, le processus permet de produire des extrudats de qualité à haute teneur en protéines pouvant passer par une étape de préparation additionnelle ou être consommées directement comme croustille frite.

Cranberry seed oil is a fine quality oil which can be marketed for its many beneficial functions to human health due to the presence of a unique combination of omega- 3, 6 and 9 fatty acids and the high concentration of antioxidants. Although there is no available clear data about the oil percentage of cranberry seeds in literature, an experiment was done to analyze the oil yields obtained through different processes such as heat reflux, microwave and ultrasound, both quantitatively and qualitatively. During preliminary experiments, better oil yields were obtained with ground seeds (10.11 ± 0.2%) in comparison with unground seeds (8.17 ± 0.3%) , and hence the seeds were made into a fine powder using a blender and the fine powders were separated by sieve (1mm). Hexane (10.2 ± 0.2%) was also found to be more efficient in oil extraction than Hexane: Ethanol (7:3) (6.45 ± 0.1%). The oil extraction process was based on four major operating factors namely the sample/solvent ratio, temperature, time and applied power for the heat reflux, microwave and ultrasound extraction. The results showed that the oil yield increased with an increase in sample/solvent ratio at 10g/100ml of hexane, temperature of 70⁰C in heat reflux which provided an oil yield about 11.19 ± 0.1% while in the case of microwave, best conditions were for a sample/solvent ratio of 5g/30ml of hexane, power at 125W, which gave an oil yield of 24.15 ± 0.3% maintaining the temperature at 66⁰C. In comparison, with ultrasound extraction at a sample/ solvent ratio of 5g/30ml of hexane, and a power at 150W, the oil yield was 32.35 ± 0.3%. The best yield results obtained for the tested methods for extracting oil from seeds were found and compared as: Heat reflux < Microwave <Ultrasound. The advantage of ultrasound was a relatively high yield over other methods with a short process time and lower process heat from the applied power. Analysis of quality in oil particularly the concentration of α - tocopherol was estimated by spectrophotometry at 520 nm and results found that α - tocopherol concentration was greatly affected by temperature at 70⁰C in case of heat reflux which retained around 0.266 ± 0.02 µg while in the case of microwave at power 125W and ratio 5g/30ml of hexane the tocopherol retained was around 0.346 ± 0.007 µg whereas in ultrasound the tocopherol was retained upto 0.428 ± 0.01 µg on applying power at 100W. The solvent extraction with hexane coupled with microwave or ultrasound energy released a greater amount of α - tocopherol from the plant matrix than for cold pressed method. For conventional cranberry seed oil extraction the cold pressed method was a better option than heat-reflux method in terms of oil quality, otherwise newer techniques such as MAE and UAE are highly recommended both in terms of increased oil yields and increased tocopherol content. / L'huile de graines de canneberges est une huile de qualité qui peut être mise en marché pour ses propriétés fonctionnelles "santé" issues de sa composition particulière en acides gras oméga 3, 6 et 9 et de sa forte concentration en antioxydants. Il existe peu ou pas d'information sur la teneur en huile de la graine de canneberge, cependant l'industrie alimentaire s'intéresse à l'extraction de cette huile, qu'elle effectue présentement par pressage à froid, malgré un faible rendement. Afin de palier à ce problème, une étude a débuté afin d'analyser les rendements en huile obtenus par différents procédés d'extraction dont l'ébullition à reflux, les microondes et les ultrasons. L'ébullition à reflux améliore l'extraction en améliorant la diffusion du solvant par la chaleur, tandis que dans le cas des microondes et des ultrasons, c'est plutôt la particularité des ondes qui influencent l'extraction. Les objectifs de cette recherche ont donc visé à obtenir de bons rendements en huile avec une forte teneur en α - tocophérol. Lors des essais préliminaires, de meilleurs rendements ont été obtenus avec des graines moulues (10.11 ± 0.2%) en comparaison avec des graines non moulues (8.17 ± 0.3%), ainsi tous les essais d'extraction ont par la suite été faits avec des graines finement moulues et tamisées (1mm). L'hexane (10.2 ± 0.2%) s' est avéré plus efficace pour l'extraction qu'un mélange d'hexane: éthanol (7:3) (6.45 ± 0.1%). L'étude de l'extraction de l'huile s'est concentrée sur quatre facteurs opérationnels soit le ratio d'échantillon/solvant, la température, le temps et la puissance appliquée pour l'ébullition à reflux, et l'extraction microonde et par ultrasons. Nos résultats ont démontré une augmentation du rendement en huile avec une augmentation du ratio échantillon/solvant à 10g/100 ml d'hexane, à une température de 70°C pour l' ébullition à reflux avec un rendement de 11.19 ± 0.1% tandis qu'avec l'extraction microonde, les meilleures conditions furent pour un ratio d'échantillon/solvant de 5g/30ml d'hexane, et une puissance de 125W, donnant une rendement en huile de 24.15 ± 0.3% à une température de 66⁰C. En comparaison, l'extraction ultrason, pour un ratio d'échantillon/solvant de 5g/30ml d'hexane, à une intensité de 150W, le rendement en huile a été de 32.35 ± 0.3%. Ainsi, les meilleurs résultats en terme de rendement en huile pour les différentes méthodes d'extraction sont classés comme suit: Ébullition par reflux < Microonde < Ultrason. L'avantage de l'extraction par ultrasons fut son haut rendement en huile, pour un procédé rapide, à température peu élevée. Le rendement maximal en huile a été obtenu par l'extraction ultrason avec 1.61 g. L'analyse de la qualité de l'huile, en particulier la teneur en α - tocophérol a été effectuée par spectrophotométrie à 520 nm et les résultats ont démontrés que la teneur en α - tocophérol était grandement affectée par la température, à 70⁰C dans le cas de l'ébullition par reflux avec 0.266 ± 0.02 µg, tandis qu'avec l'extraction microonde à la puissance de 125W au ratio de 5g/30ml d'hexane, la teneur en tocophérol était de 0.346 ± 0.007 µg, tandis que pour les ultrasons, la teneur en tocophérol était de 0.428 ± 0.01 µg pour une puissance de 100W. L'extraction par solvant, jumelée avec les microondes ou les ultrasons, libère une plus grande concentration en α - tocophérol des cellules de la plante en comparaison avec la pression à froid. En conclusion, l'extraction par pression à froid obtient une huile de meilleure qualité que l'huile obtenue par ébullition par reflux, tandis que l'extraction par microondes et par ultrasons est fortement recommandée pour un meilleur rendement en huile et une plus haute teneur en tocophérol.

Antioxidants have attracted great interests from food industries and scientists in recent years, because they have the capacity to reduce the harmful oxidation reaction in human body. Phenolic compounds are the common antioxidants that are widely found in fruits and vegetables. In this study, three varieties of potatoes and four varieties of sweet potatoes were used to examine the profiles and contents of phenolics in the raw and boiled potatoes and sweet potatoes. The Red Garnet Sweet Potato (RGSP) was the richest in phenolic content and selected to study the changes of free phenolics, total phenolic content, and antioxidant activity at different boiling times. In general, gallic acid and six different chlorogenic acid derivatives were found in the potatoes and sweet potatoes. The varieties of phenolic acids in the sweet potatoes were much more than the potatoes. The content of each phenolic acid varied in different raw potatoes and sweet potatoes. The total phenolics content of raw RGSP was the highest among these samples. A short time of boiling processing for potatoes and sweet potatoes could cause a significant increase in free phenolic acids, except 3-O-caffeoylquinic acid and 3,4-O-dicaffeoylquinic acid which were found to decrease during the processing. After boiled for 10 min, RGSP had higher level of phenolics and antioxidant activity than its raw or the one boiled for longer time. Therefore, the level of free phenolics and antioxidant activity in potatoes and sweet potatoes changed during boiling. They generally reached the peak level in a short boiling time (10 min) and then decreased with extended boiling time.

Oregano essential oil (OEO) is recognized for antimicrobial and antioxidant properties. Incorporation of OEO into an edible film prepared with whey protein isolate (WPI) may improve the shelf-life of queso blanco (cheese). The overall goal of the proposed study was to develop and evaluate the effectiveness of antimicrobial and antioxidant WPI edible films (WPIFs) with OEO to improve the shelf life of queso blanco wrapped in the WPIFs during one month of refrigerated storage. Production of potential antimicrobial and antioxidant WPIFs with OEO (WPIOF) was possible. Flaxseed oil (FO) was incorporated into cheese by homogenization (HFQ), which caused significant susceptibility to oxidation when compared to the control cheese (QU). However, it did not have major effects on any other physic-chemical characteristics such as color and texture. Unwrapped HFQ oxidation rate significantly increased during 1-mo of storage, but wrapping with WPIOF was effective in extending the shelf life of omega 3 queso blanco (WOHFQ) by preventing the growth of yeast and molds and retarding oxidative reactions. This study demonstrated that WPIOF can be used to improve refrigerated shelf-life of queso-blanco and queso blanco containing FO.