Experiments were conducted to assess the feasibility of determining the quality attributes of tomato (Lycopersicon esculentum Mill cv 'DRK 453' and 'Trust') based upon visible/near-infrared reflectance (VIS/NIR) spectroscopy. A partial least squares regression (PLS) method was used to build prediction models. Excellent prediction performance was achieved for lycopene content (LC), colour value a*/b* ratio, tomato colour index (TCI), and firmness. Coefficient of determination (R2) for each of the parameters was respectively 0.96, 0.99, 0.99, and 0.97. All these R2 were significant at 1% level. The root mean square errors of prediction (RMSEP) for all the parameters were low indicating the high quality of the fit of the prediction models. The values were 2.15, 0.06, 1.52, and 1.44 for LC, a*/b* ratio, TCI, and firmness, respectively. However, the models for prediction of titratable acidity, soluble solids content (SSC) and acid-Brix ratio showed relatively poor reliability, with R2 value of 0.49, 0.03 and 0.65, and RMSEP of 0.43, 0.15 and 0.08, respectively. Further, a model built by the PLS2 method showed good performance in simultaneously predicting a*/b* ratio, TCI, firmness, and LC of tomato, with R2 values of 0.99, 0.99, 0.97, and 0.92, and RMSEP of 0.06, 1.75, 1.44, and 3.03, respectively. Once again here all the R2 values were significant at 1% level. / Des essais visant à évaluer la faisabilité d'utiliser la spectroscopie de réflectance dans le visible et le proche infrarouge (VIS/PIR) pour déterminer certaines caractéristiques contribuant à la qualité de la tomate (Lycopersicon esculentum Mill. cv. 'DRK 453' et 'Trust') ont été menés. Une analyse de régression partielle par les moindres carrés a servi à bâtir des modèles de prédiction. D'excellentes prédictions ont été obtenues pour la teneur en lycopène (TL), la valeur chromatique a*/b*, l'indice de couleur de la tomate (ICT), et la fermeté. Les coefficients de détermination (R2) pour chacun de ces paramètres ont été de 0.96, 0.99, 0.99 et 0.97. Tous ces R2 ont été significatifs à un niveau de 1%. L'erreur-type de prédiction (ETP) a été petite pour tous ces paramètres, indiquant un très bon degré d'ajustement des modèles. Des valeurs d'ETP de 2.15, 0.06, 1.52 et 1.44 ont respectivement été obtenues pour le TL, le rapport a*/b*, l'ICT, et la fermeté. Cependant, les modèles visant à prédire l'acidité totale, la teneur en solides solubles et le rapport acide-Brix se sont montrés peu fiables avec des valeurs respectives de R2 de 0.49, 0.03 et 0.65 et de ETP de 0.43, 0.15 et 0.08. De plus, un modèle multivariable bâti par une méthode de régression partielle par des moindres carrés (PLS2) s'est montrée très performant pour la prédiction simultanée du rapport a*/b*, de l'ICT, de la fermeté et de la TL avec des valeurs respectives de R2 de 0.99, 0.99, 0.97 et 0.92 et de ETP de 0.06, 1.75, 1.44 et 3.03. Comme auparavant toutes les valeurs de R2 ont été significatives à un niveau de 1%.

Oil was extracted from chicken and pork fat discards by microwave assisted extraction and soxhlet extraction for comparison. Protease enzyme and pulsed electric field were used as a pretreatment prior to extraction by either soxhlet or microwave assisted extraction by hexane. Conditions for both the enzyme pretreatment and the microwave extraction were optimized for the extraction of the oils from the discards. The fat discards were pretreated with papain enzyme in a phosphate buffer solution (pH 7.0) and incubated at 45oC in a water bath and incubated at various time intervals (30 min, 1 h, 2 h and 3 h). Enzyme pretreatment at 2 h produced the highest oil yield increase of 20.1% when compared to the control samples (P=0.0003) in chicken samples and an oil yield increase of 16.6% in comparison to control samples (P=0.0179) in pork samples. There was a decrease in oil yield at 3 h and no significant difference in oil yield when compared to control in both chicken samples (P=0.217) and pork samples (P=1.0000). Optimization of microwave assisted process shows that microwave irradiation for 7.5 min produced the best oil yield and was the most effective in oil extraction from the animal discards. There was no significant difference in oil yield produced when the irradiation time was increased to 10 min, 12.5 min, and 15min. The results obtained from optimization of microwave assisted extraction were comparable to those obtained by soxhlet extraction for 3 hr. There were significant difference between oil yield obtained from both extraction methods (P=<0.05). There were no differences in the FAME profile when compared to the literature. Pulsed electric field pretreatments were carried out on pork samples at electric field strength of 2 kV cm-1, 4 kV cm-1, 6 kV cm-1. The oil yields obtained were compared to values obtained from control samples after extraction using microwave assisted extraction for 3 min. Pulsed electric field at 4 kV cm-1 produced an oil yield increas / Les matières grasses des déchets associés au parage provenant des industries porcine et avicole ont été extraites par l’utilisation d’une extraction assistée par les microondes et par une méthode standard, la méthode Soxhlet. Deux prétraitements, l’hydrolyse enzymatique et le champ pulsé, ont été utilisés avant l’extraction à l’hexane des matières grasses. Les conditions d’application du prétraitement enzymatique et de l’extraction assistée par les microondes ont été optimisées pour maximiser l’extraction à partir des matières grasses rejetées par l’industrie. Les déchets gras ont été prétraités avec une protéase, la papaïne, dans un tampon phosphate (pH 7.0) et incubés à 45oC dans un bain-marie pour des intervalles de temps variés (30min, 1 h, 2 h et 3h). Les augmentations les plus importantes de l’extraction des matières grasses ont été obtenues avec le prétraitement enzymatique des échantillons de volaille (20.1%, P=0.0003) et de porc (16.6%, P=0.0179) pour une durée de 2 h lorsque comparé aux échantillons témoins. Une diminution du rendement de l’extraction a été notée lors du traitement enzymatique d’une durée de 3h sans que ces valeurs montrent des différences significatives avec les échantillons témoins de volaille (p=0.217) et de porc (P=1.000). L’optimisation du procédé d’extraction par microonde a montré que l’irradiation avec les microondes pendant 7.5 min a produit les meilleurs rendements d’extraction. Aucune différence significative n’a été retrouvée lorsque les échantillons ont été soumis à l’irradiation pour des temps accrus à 10 min, 12.5 min et 15 min. Les résultats obtenus pour l’optimisation de l’extraction assistée par les microondes sont comparables à ceux obtenus par l’extraction pendant 3 h avec la méthode Soxhlet. Des différences significatives de rendement en matières grasses ont été obtenues avec les deux méthodes d’extracti

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Beverage emulsions are oil-in-water (o/w) emulsions prepared by dispensing vegetable oils in an aqueous base containing hydrocolloids, preservatives, acid and colors. Stability of such emulsions, in both concentrated forms and diluted final preparations, is a requirement and physical separation (creaming) is a critical problem in the beverage industry. The main objective of this research was to investigate the concentration effects of different hydrocolloids, both individually and in combinations, at two pH levels (neutral and 3.4) on the associated rheological properties, particle size distribution, and stability of prepared o/w emulsions and determine optimal conditions for their stability in both concentrated (2 weeks) and diluted forms (2 months). / Oil-in-water emulsions were made using gelatins (Types "A" and "B"), modified starch and modified Arabic gum alone and with selected viscosity builders (Xanthan gum and propylene glycol alginate), and their rheological properties, and their physico-chemical properties were evaluated. Emulsions demonstrating reasonable stability were selected and incorporated into a simulated juice base and a mimicked dairy beverage. Creaming behavior and stability of simulated beverages, containing 2% emulsion, were evaluated over a storage period of 2 months. / Viscous and elastic properties of the concentrated emulsions as well as their opacity increased with an increase in hydrocolloid concentration. Gelatin type 'A' at neutral pH and type 'B' at pH 3.4 was less stable possibly due to protein aggregation close to their iso-electric points and loss of repulsive force. Modified starch had a smaller average particle size and possessed suitable stability at both pH levels. Modified gum Arabic was more stable at neutral pH. In simulated beverages, those containing modified starch, modified gum Arabic, type 'A' gelatin-modified starch conjugates exhibited stability with no signs of creaming with thermal and high pressure pasteurization. Obtained results provide useful information for the preparation of novel stable juice and milk beverages, without the historically employed weighting agents (brominated vegetable oil, ester gum, sucrose acetate isobutyrate) for stabilizing beverages. / Les émulsions de boissons huile/eau (o/w) sont préparées en distribuant les huiles végétales dans une base aqueuse contenant des hydrocolloïdes, des agents des agents de conservation, l'acide et des couleurs. La stabilité de telles émulsions, sous les formes concentrées et diluées, est exigent et la séparation physique (écrémage) est un problème critique se posant aux industries des boissons. L'objectif principal de cette recherche était d'étudier les effets de concentration de différents hydrocolloïdes, individuellement et en conjugaisons, à deux niveaux de pH (neutre et 3.4) sur les propriétés rhéologiques, la distribution de dimension particulaire, et la stabilité associées des émulsions huile/eau (o/w) et déterminer des conditions appropriées pour leur stabilité en formes des concentrées et diluées. fr / Des émulsions huile dans eau ont préparé en utilisant les gélatines (types 'A', et 'B'), l'amidon modifié et la gomme acacia modifié seule et avec les modificateur de viscosité (gomme de xanthane et alginate de propylène glycol). Des propriétés mécaniques et physiques des émulsions préparées ont été évaluées. Les émulsions démontré la stabilité raisonnable, ont été choisies et incorporées aux boissons simulées de jus et de lait. Écrémant et la stabilité des boissons simulées, contenant l'émulsion de 2%, ont été évaluées pendant le stockage de 2 mois. Les propriétés visqueuses et élastiques des émulsions concentrées aussi bien que leur opacité ont augmenté avec une augmentation de concentration hydrocolloïde. Le type de gélatine 'A' au pH neutre et le type 'B' à pH 3.4 étaient moins stables probablement à cause de l'agrégation de protéine (près de leurs points isoélectriques) et perte de force répulsive. L'amidon modifié a eu plus petite taille de particule et une stabilité appropriée possédée aux deux niveaux de pH. La gomme acacia modifiée était plus stable au pH neutre. En boissons simulées, ceux contenant l'amidon modifié, gomme acacia modifiée, gélatine type 'A', conjugues de d'amidon modifiés ont demontré une illustrées stabilité raisonnable et sans des signes de l'écrémage. Les résultats obtenus fournissent des informations utiles pour la préparation des émulsions o/w stables (émulsions de boisson) sans addition des agents de poids réglées (e.g. huile végétale bromée, résine estérifiée, isobutyrate d'acétate de sucrose). fr

Genomic analysis of the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus revealed the presence of an open reading frame (ORF PF0356) similar to the enzymes in glycoside hydrolase family 1. This beta-glycosidase, designated PFTG (Pyrococcus furiosus thermostable glycosidase), was cloned and expressed in Escherichia coli. The expressed enzyme was purified by heat treatment and Ni-NTA affinity chromatography. The gene was composed of 1452 bp encoding 483 amino acids for a protein with a predicted molecular mass of 56,326 Da. The temperature and pH optima were 100°C and 5.0 in sodium citrate buffer, respectively. The substrate specificity studies by conventional assays showed characteristics of both beta-galactosidase and beta-mannosidase activities. However, through kinetic studies by ITC (Isothermal Titration Colarimetry), this enzyme showed the highest catalytic activity in p-nitrophenyl-beta-D-mannopyranoside (pNP-Man) with kcat/Km (3.02). The enzyme showed transglycosylation and transgalactosylation activities toward cellobiose, lactose and mannooligosaccharides, that could produce GOS (galactooligosaccharides) and MOS (mannooligosaccharides) which are the important prebiotic (bifidogenic) ingredients. Sequence alignments and homology modeling of PFTG showed that the residue 150 is conserved as tryptophan in beta-glycosidase and in other related enzymes such as beta-mannosidase and beta-galactosidase. To elucidate the relationship between the substrate size and geometric shape of the catalytic site of thermophilic beta-glycosidase and category of PFTG, the Q77, the Q150 and the D206 located at the interface of the dimer were replaced with Trp and Asn. Also, to confirm the role of active sites of PFTG, the Q77/150W double mutant was created through subcloning. The mutant enzymes were successfully cloned, expressed in E. coli and showed the same temperature and pH optima at 100 °C and pH 5.0, respectively. By substituting Gln150 to Trp and Gln77/150Trp, the catalytic efficiency (kcat⁄Km) of the mutants by ITC200 on both synthetic and natural substrates were slightly changed. As compared with the wild-type enzyme, substrate specificities on the mutant enzymes were similar but with more affinity (Km) to substrates and low turnover number (kcat). To confirm the category of PFTG, the protein structural studies were performed. After the wild-type enzyme was purified, the enzyme was set up for protein crystal screening under 200 different conditions. With several hit conditions, X-ray diffraction study was performed, but during the X-ray analysis, the data was too high to obtain the reasonable data. Through protein sequence analysis of PFTG, two Lys-Lys sequences which interfere the protein crystallization were revealed. After Lys-Lys amino acids were mutated to Ala-Ala by site-directed mutagenesis, the mutant enzymes were set up and incubated for crystallization. Clear protein crystals were not obtained, but the computer 3D model structure indicated that this enzyme was similar to that of beta-glycosidase from Thermosphaera aggregans. / L'analyse génomique de la Pyrococcus furiosus, hyperthermophile archaeon a révélé la présence d'un cadre de lecture ouvert (ORF PF0356) similaire aux enzymes de la famille glycoside hydrolase 1. L'enzyme beta-glycosidase, désigné PFTG (Pyrococcus furiosus glycosidase thermostable), a été cloné et exprimé dans Escherichia coli. L'enzyme exprimée a subi un traitement thermique et a été purifié par une chromatographie d'affinité au nickel. Son gène a une taille de 1452 pb et code pour une protéine de 483 acides aminés. Sa masse moléculaire prédite est de 56,326 Da. Les conditions optimales de l'activité de cette enzyme ont été définies dans un tampon citrate de sodium à pH 5,0 et à une température de 100 °C. Les études de spécificité du substrat ont démontré des caractéristiques similaires aux activités enzymatiques de la beta-galactosidase et de beta-mannosidase. À partir des résultats obtenues de cinétique par ITC (titration isotherme colarimetry), cette enzyme a révélé avoir une activité catalytique la plus élevé pour le substrat p-nitrophényl-beta-D-mannopyranoside (pNP-Man) avec un ratio Kcat/Km de 3,02. L'enzyme a montré avoir des activités de transglycosylation et de transgalactosylation envers le cellobiose, le lactose ainsi que les mannooligo-saccharides. Ce qui pourraient produire des GOS (galacto oligosaccharides) et des MOS (mannooligosaccharides) qui sont d'importants ingrédients prébiotiques (bifidogène). Les alignements de séquences et de modélisation par homologie de la PFTG ont révélé que le résidu 150, qui est le tryptophane, est conservé dans la beta-glycosidase ainsi que dans d'autres enzymes apparentés tels que la beta-galactosidase et le beta-mannosidase. Pour élucider la relation entre la taille du substrat et la forme géométrique du site catalytique de l'enzyme thermophilique beta-glycosidase ainsi que la catégorie de PFTG, les acides aminés Gln 77, Gln 150 et Asp 206 situées à l'interface du dimère ont été remplacés par mutagenèse dirigée. Ainsi, le tryptophane a été substitué aux résidus Gln 77 et 150 et l'asparagine a été substituée au résidu Asp 206. De plus, le double mutant Q77/150W a été créé par sous-clonage pour confirmer le rôle des sites actifs de PFTG. En effet, le gène PFTG de type sauvage a été muté, cloné puis exprimé dans E. coli. L'enzyme mutante exprimée à démontrer la même activité dans les mêmes conditions que l'enzyme natif, soit de tampon, de température et de pH. En substituant Gln150 et Gln77 par des tryptophanes, l'efficacité catalytique (Kcat/Km) du mutant mesuré par ITC200 a été légèrement modifié sur les substrats synthétiques et naturels. En comparant avec l'enzyme natif, la spécificité de l'enzyme mutant pour les substrats a été similaire mais avec une plus grande affinité (Km) pour les substrats et un faible Kcat. Pour confirmer la catégorie des PFTG, des études sur la structure de la protéine ont été effectuées. Après avoir purifié l'enzyme de type sauvage par chromatographie d'affinité au nickel et par chromatographie sur gel (GPC), l'enzyme purifiée a été préparée à des fins de dépistage de cristaux et mis à l'épreuve dans les 200 conditions différentes.Au cours des analyses aux rayons X, les données du facteur de diffraction se sont avérées trop élevés pour donner des résultats significatifs. Par contre, l'analyse de séquence protéique de la PFTG native a révélé deux liaisons Lys-Lys qui ont entravé la cristallisation de la protéine. Après que la liaison d'acides aminés Lys-Lys a été substituée par une liaison Ala-Ala par mutagenèse dirigée, l'enzyme mutant a été conduit à des analyses de cristallographie. Il n'a pas été possible d'obtenir des cristaux de protéine. Par contre, la modélisation par ordinateur de la structure 3D a indiqué que cette enzyme est similaire à celle de la beta-glycosidase de Thermosphaera aggregans.

ABSTRACT M.Sc. Rosalie Karam Commercial lipases, including Lipozyme IM 20 from Rhizomucor meihei and Novozym 435 from Candida antarctica, were investigated to determine their capacity as biocatalysts for the biosynthesis of phenolic lipids, using dihydroxyphenylacetic acid (DHPA) and fish liver oil (FLO) as substrates. Novozym 435 showed a higher bioconversion yield (63%) as compared to that (18%) for Lipozyme IM 20. As a result, Novozym 435 was subsequently used for further investigations. The phenolic lipids were recovered and characterized by thin-layer chromatography, high-performance liquid chromatography and gas-liquid chromatography. The structural analyses indicated the synthesis of five major phenolic lipids. In order to optimize the initial enzymatic activity and bioconversion yield, selected parameters, including lipase amount (20 to 60 mg solid enzyme or 200 to 600 U), organic solvent ratios (hexane:2-butanone; 65:35 to 85:15, v/v), substrate molar ratios (FLO/phenolic acid, 1:1 to 8:1), Silica gel (1.5 to 5.5 mg/mL) and molecular sieve (10 mg/mL, Type 4A; 8-12 mesh), were investigated. The experimental results showed that the use of 50 mg of solid Novozym 435 (500 U) resulted in a maximum bioconversion yield of 83% of total phenolic lipids, at a molar substrate ratio 4:1. The bioconversion yield of phenolic monoacylglycerols (MAGs) increased from 11 to 70%, when the ratio of the hexane:2-butanone reaction medium was changed from 85:15 to 75:25 (v/v), respectively, whereas that of phenolic diacylglycerols (DAGs) remained relatively unchanged (13 to 16%). However, the addition of molecular sieve and Silica gel to the reaction medium resulted in a decrease in the bioconversion yield by 34% and 62%, respectively. Under the optimized conditions, the phenolic lipids showed a significant relative increase in C20:5 n-3 and C22:6 n-3 content in the phenolic MAGs and phenolic DAGs as compared to that in the unmodified FLO. The phenolic lipids demonstrated rad / RESUME M.Sc. Rosalie Karam Des lipases commerciales, incluant Lipozyme IM 20 de Rhizomucor meihei et Novozym 435 de Candida antarctica, ont été étudiées afin de déterminer leur efficacité comme biocatalyseur dans la biosynthèse des lipides phénoliques, en utilisant comme substrats, l´acide dihydroxyphényl acétique (ADHP) et l'huile du foie de poisson (HFP). Novozym 435 a montré un rendement de bioconversion élevé (63%) en comparant (18%) avec Lipozyme IM 20. Novozym 435 a ainsi été considéré comme un biocatalyseur approprié pour la suite du travail. Les lipides phénoliques ont été récupérés et caractérisés par chromatographie sur couche mince, chromatographie liquide à haute performance et celle liquide en phase gazeuse. Les analyses structurales ont révélé la synthèse de cinq phénoliques lipides majeurs. Afin d'optimiser l'activité enzymatique et le rendement de la bioconversion, des paramètres sélectionnés ont été étudiés, incluant la concentration en enzyme (20 à 60 mg d'enzyme solide ou 200 a 600 U), le ratio du solvant organique (hexane:2-butanone; 65:35 à 85:15, v/v), le ratio molaire des substrats (HFP/acide phénolique, 1:1 à 8:1), gel du Silice (1.5 à 5.5 mg/mL) et le tamis moléculaire (10 mg/mL, Type 4A; 8-12 mesh). Les résultats expérimentaux ont montré que l'utilisation de Novozym 435 (500 U), sous forme solide, à une concentration de 50 mg permettait d'atteindre un rendement maximal de la bioconversion des lipides phénoliques de 83% à un ratio molaire des substrats de 4 :1. Le rendement de la bioconversion de monoacylglycerols (MAGs) phénoliques a augmenté de 11 à 70%, lorsque le ratio du mélange réactionnel hexane:2-butanone a été changé de 85:15 à 75:25 (v/v), respectivement. En parallèle, le rendement de la bioconversion des diacylglycerols phénoliques (DAGs) est resté relativement constant (13 to 16%). Cependant, l'addition du tamis moléculaire ou du gel de silice dans le milieu r

The secondary structure of commercially purified soybean lipoxygenase (LOX) type I-B as well as its immobilization and biocatalysis in organic solvent media (OSM) were investigated. The Fourier transform infrared (FT-IR) spectra of LOX obtained in chloroform, methanol and acetonitrile showed an absorption band at 1617 cm-1 indicative of significant protein aggregation, whereas spectra of lipoxygenase in hexane and octane exhibited substantially less aggregate formation. Variable-temperature infrared studies of lipoxygenase in D2O show that the predominately alpha-helical structure of the protein undergoes an irreversible transition to intermolecular beta-sheet at and above 65 Celsius. The biocatalysis of free and immobilized (EupergitC250L/EDA) LOXs was investigated in different mixtures of hexane and a selected cosolvent (95:5, v/v). The results showed a 1.5 and a 1.6-fold increase in the enzymatic activity of free and immobilized LOXs, respectively, using a mixture of hexane and 1,4-dioxane as compared to that in hexane. To determine the enzymatic production of hydroperoxides of linoleic acid in OSM, the xylenol orange (FOX) assay was optimized. An increase in the proportion of methanol from 0 to 75% in the FOX reagent resulted in a 93% increase in the molar absorption coefficients at 560 nm. Moreover, when perchloric acid was used, the source of ferrous ions and presence of denatured LOX had little effect on the sensitivity of the FOX assay whereas sensitivity decreased by 40 and 46%, respectively, with sulfuric acid. In addition, the immobilization of an enriched enzymatic extract of Penicillium camemberti, containing LOX and hydroperoxide lyase (HPL) activities, and its biocatalysis in OSM were investigated. The highest immobilization efficiency (173.9 and 694.4% for LOX and HPL, respectively) was obtained with unmodified EupergitC250L. The increase in thermal stability of both LOX and HPL activities were obtained by the immobilization of the enriched enzym / La structure secondaire de la lipoxygenase (LOX) de soya purifiée commerciale de type I-B, de même que son immobilisation et sa biocatalyse en milieu de solvant organique (OSM), ont été investiguées. Les spectres infrarouges de transformée de Fourier (FT-IR) de la LOX obtenus en chloroforme, méthanol et acétonitrile ont montrés une bande d'absorption à 1617 cm-1 qui indique une agrégation significative de protéines, tandis que les spectres de la LOX en hexane et octane ont montrés sensiblement moins de formation d'agrégats. Les études infrarouges en Variation-Température de la lipoxygénase dans le D2O ont également démontrées que la structure prédominante en alpha-hélices de la protéine subit une transition irréversible, à et au-dessus de 65 Celsius, vers les beta-feuillets intermoléculaires. La biocatalyse de la LOX de soya libre et immobilisée (LOXi; EupergitC250L/EDA) a été étudiée dans différents mélanges d'hexane et de cosolvent sélectionné (95:5, v/v). Les résultats ont dévoilé des augmentations de 1.5 et 1.6 fois de l'activité enzymatique de la LOX libre et immobilisée, respectivement, en utilisant un mélange d'hexane et de 1,4-dioxane par rapport à celui en hexane. Pour déterminer la production enzymatique des hydroperoxides d'acide linoléique en OSM, la méthode par oxydation ferreuse avec l'orange de xylenol (FOX) a été optimisée. Une augmentation de la proportion de méthanol dans le réactif de FOX de 0 à 75% a eu comme effet une augmentation de 93% des coefficients d'absorption molaires à 560 nm. De plus, quand l'acide perchlorique a été employé, la source des ions ferreux et la présence de la LOX dénaturée n'ont eu que peu d'effet sur la sensibilité de la méthode de FOX tandis que la sensibilité a diminué de 40 et de 46%, respectivement, avec l'utilisation de l'acide sulfurique pour ces mêmes interférences. En outre, l'immobilisation d'un extrait enzymatique enrichi de Penicillium camemb

This thesis is focused on the structural and rheological changes in globular proteins when subjected to high pressure processing (HPP), a novel non-thermal food processing technique. Structure-functionality changes associated with thermal processing has been well studied, but little is known for HPP. One of the principal objectives of this thesis was to compare protein structure-functionality relationship between thermal and HP processing. Three groups of proteins of varying complexity and source were studied: beta-lactoglobulin (b-lg), a small well understood protein from cow's milk whey (model system); porcine blood plasma proteins, and soy protein concentrate. Blood is generally considered a waste from the meat industry, plasma is obtained from centrifugation of the blood and is composed mainly of serum albumin and globulins (simplified multi-component system). Soy protein concentrate (SPC) is a complex system of vegetable proteins composed of a varied mix of large glycoproteins. In general, HPP affected protein structure and functionality, but the specific effects depended on the protein characteristics. Pressure-independent parameters, like concentration and pH, exerted a major influence on protein denaturation and influenced the HP-induced gel network formation. For b-lg, significant structural changes were observed at 600 MPa and these correlated to changes in the viscoelastic properties. HP-induced gelation did not follow the classic structural changes observed on thermal gelation. Protein gels of comparable strength were produced by thermal and HPP (conc. ≥ 20 %); the heat induced gels were stiffer than their HP-induced counterparts, the latter only modestly / Cette thèse est concentrée sur les changements structuraux et rhéologiques des protéines globulaires une fois soumise à l'haute pression procès (HPP), une technique non thermique innovatrice de traitement des produits alimentaires. Il y a un ensemble de connaissances impressionnant sur les changements de structure-fonctionnalité liés au procès thermique mais peu est connu pour HPP. Un des principaux objectifs de cette thèse était de comparer le rapport de structure-fonctionnalité entre les deux procédés (haute pression et thermique). Trois groupes de protéines on été étudiés en variant la complexité et la provenance : la β-lactoglobuline, une petite protéine très bien connu, provenant du lait de vache (système modèle); les protéines de plasma sanguin porcine, et le concentré protéique de soja (SPC). Le sang est généralement considéré comme un dechet de l'industrie de viande, le plasma est obtenu à partir de la centrifugation du sang et se compose principalement d'albumine sérique et de globulines (système simplifié à plusieurs éléments). Le concentré protéique de soja est un système complexe des protéines végétales composées de mélange divers de grosses glycoprotéines. Généralement le traitement de HP a affecté la structure et la fonctionnalité de protéine, mais les effets spécifiques de HP sur les protéines ont dépendu des caractéristiques du système en question. Les paramètres comme la concentration en protéine et le pH, ont exercé une influence importante sur la dénaturation des protéines et ainsi que la formation de gels. Un vrai gel a été formé seulement après application de 650 MPa et une concentr

The investigation of exo-laccase production by selected fungal strains, including Coriolus hirsutus, Pleurotus pulmonarius and Chaetomium thermophilium, under liquid-state fermentation was investigated. Among the investigated fungal strains, C. hirsutus found to be the most appropriate one in term of its capacity to produce active exo-laccase in the presence of ethanol as the most appropriate inducer. The effects of carbon and nitrogen concentrations on the production of active laccase were also investigated, where 50 mM of glucose and 5 mM of ammonium chloride were found to be respectively, the optimized concentrations. The exo-crude enzymatic extract was recovered and concentrated by ultrafiltration; the partially purified enzymatic extract was obtained by ammonium sulfate precipitation at 60-80% of saturation. The partially purified enzymatic extract of laccase was successively purified by size-exclusion (SEC) and ion-exchange (IEC) chromatographies. The SEC resulted by obtaining one enzymatic fraction, whereas the IEC resulted by the presence of 5 fractions. Although laccase activity was present in all the purified enzymatic fractions, FV1 showed the highest laccase specific activity, with 3% yield and 33-fold of purification. The denatured electrophoretic analysis of the purified enzymatic fraction (FV1) demonstrated the presence of two major protein bands, with a molecular weight of 31 and 56 kDa. The characterizations of the purified enzymatic fraction (FV1) indicated an optimum pH for laccase activity at 2.2, 2.6, 3.8 and 4.8 for 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS), 2,6-dimethoxyphenol (DMP), caffeic acid and syringaldazine (SYR), respectively, used as substrates, with an optimum reaction temperature of 60C. The FV1 purified fraction showed an affinity trend in the order of SYR > ABTS > caffeic acid > DMP, with a Km value of 6, 13, 26, 821 µM and a Vmax value of 37, 296, 6 and 71 µM/mg protein/min, respectively, at a reaction temperature of 60°C. In addition, the presence of 0.04 mM copper sulfate enhanced the laccase activity of the purified enzymatic fraction by 19%. On the other hand, the presence of 0.005 to 0.04 mM of citric acid did not affect the laccase activity of the purified enzymatic fraction; whereas, a concentration of 0.08 and 0.12 mM inhibited the enzyme activity by 8 and 13%, respectively. Interestingly, the experimental findings indicated that 0.04 mM sodium azide strongly inhibited the laccase activity of the purified enzymatic fraction by 97%. The effect of citric acid and sodium azide on the laccase activity of the purified enzymatic fraction (FV1) was investigated at room temperature. The Km and Vmax values for the purified laccase, with SYR as a substrate, were determined to be 10 µM and 26 µM/mg protein/min, respectively, at room temperature. Citric acid and sodium azide exhibited an uncompetitive inhibitory effect on laccase activity as indicated by their corresponding Kmapp and Vmaxapp of 8 µM and 20 µM/mg protein/min and 7 µM and 6 µM/mg protein/min, respectively. The mass spectrometry analyses of laccase of the purified enzymatic fraction (FV1) suggest the presence of several laccases in the fraction. The laccase A of the Trametes species AH28-2 was identified with 10 peptides and represents the protein with the higher proportion in the sample. However, other proteins with a laccase function were also presented in the sample. / La production de l'exo laccase par des souches fongiques sélectionnées dont Coriolus hirsutus, Pleurotus pulmonarius et Chaetomium thermophilium a été étudié avec fermentation en phase liquide. Parmi les souches fongiques étudiées, C. hirsutus a été trouvé pour être la plus potentielle en termes de sa capacité de produire activement l'exo laccase en présence de l'inducteur le plus approprié, l'éthanol. Les effets des concentrations en carbone et en azote sur la production de la laccase active ont été aussi étudiés où 50 mM de glucose et 5 mM de chlorure d'ammonia ont été trouvés pour être les concentrations optimales, respectivement. L'extrait enzymatique brut exo a été récupéré et concentré par l'ultrafiltration; l'extrait enzymatique partiellement purifié de la laccase a été obtenu par précipitation avec du sulfate d'ammonia saturé à 60-80%. L'extrait enzymatique partiellement purifié de la laccase a été par la suite purifié successivement par chromatographie d'exclusion-diffusion (SEC) et chromatographie sur échangeurs d'ions (IEC). La SEC a permis d'obtenir une seule fraction enzymatique alors que la IEC a donné lieu à 5 fractions purifiées. Bien que l'activité de la laccase a été présente dans toutes les fractions enzymatiques purifiées, la fraction FV1 a montré activité spécifique la plus élevée avec un rendement de 3% et une purification de 33 fois. L'analyse par électrophorèse dénaturée de le fraction FV1 a montré la présence de deux bandes de protéines majeures avec une masse moléculaire de 31 et 56 kDa. La caractérisation de la fraction enzymatique purifiée (FV1) a indiqué un pH optimum pour l'activité de la laccase à 2,2, 2,6, 3,8 et 4,8 avec 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS), 2,6-dimethoxyphenol (DMP), acide caféique et syringaldazine (SYR), respectivement, utilisés comme substrats, et d'une température de réaction optimale de 60°C. La fraction purifiée FV1 a montré une affinité selon l'ordre suivant SYR > ABTS > acide caféique > DMP, avec une valeur Km de 6, 13, 26, 821 µM et de Vmax de 37, 296, 6 et 71 µM/mg protéine/min, respectivement, à une température de réaction de 60°C. De plus, la présence de 0,04 mM de sulfate de cuivre a augmenté l'activité de la fraction enzymatique purifiée de la laccase par 19%. D'autre part la présence de 0,005 à 0,04 mM de l'acide citrique n'a pas affecté l'activité de la fraction enzymatique purifiée tandis qu'une concentration de 0,08 et 0,12 mM a inhibé cette activité par 8 et 13%, respectivement. Les résultats expérimentaux ont aussi indiqué que 0,04 mM de sodium azide a fortement inhibé l'activité de la fraction enzymatique de la laccase par 97%. L'effet de l'acide citrique et du sodium azide sur l'activité de la fraction enzymatique purifiée de la laccase a été étudié en température ambiante. Les valeurs de Km et Vmax de la laccase purifiée, avec SYR comme substrat, ont été déterminées pour être 10 µM et 26 µM/mg protéine/min, respectivement, en température ambiante. L'acide citrique et sodium azide ont manifesté un effet inhibiteur non compétitif sur l'activité de la laccase comme indiqué par leur Kmapp et Vmaxapp correspondante de 8 µM and 20 µM/mg protéine/min and 7 µM and 6 µM/mg protéine/min, respectivement. Les analyses par spectrométrie de masse de la fraction enzymatique purifiée de la laccase (FV1) a suggéré la présence de plusieurs laccases. L'espèce Trametes AH28-2 de la laccase A a été identifiée avec 10 peptides et représente de la protéine avec la plus élevée dans l'échantillon. Cependant, autres protéines avec la fonction de laccase ont été aussi présentes dans l'échantillon.

The synthesis of structured lipids (SLs) by the lipase-catalyzed interesterification of flaxseed oil (FO) and tricaprylin (TC) in organic solvent media (OSM) and solvent-free medium (SFM) was carried out. The bioconversion yield (BY) of the medium-long-medium-type SLs (MLM-SLs), including CLnC (Y1, C-caprylic and Ln-linolenic acids), CLaC (Y2, La-linoleic acid) and COC (Y3, O-oleic acid) as well as their corresponding MML positional isomers, CCLn (Y4), CCLa (Y5) and CCO (Y6), were monitored as the responses. Based on the maximal BY and considering the ratio of the MLM- to MML-SLs, obtained under the established reaction conditions in OSM for each lipase, Novozym 435 from Candida antarctica and Lipozyme TL-IM from Thermomyces lanuginosus, were considered for further optimization of the process. Multiple response surface methodology on the basis of a central composite rotatable design and a fractional factorial design, with center points has been employed for the optimization of the interesterification reaction of both enzymes in OSM. In the preliminary trials, significant reaction parameters, namely TC to FO molar ratio (Mr, mol/mol), reaction temperature (Tr, ˚C), enzyme concentration (Ec, % w/v), reaction time (Rt, h) and initial water activity (aw) were selected for the optimization of the interesterification reaction, catalyzed by Novozym 435. On the other hand, the effects of reaction conditions including Mr, Tr, Ec, Rt and agitation speed (As, rpm) were studied in the case of Lipozyme TL-IM. Significant models for the responses Y1-Y6 were developed with the use of backward elimination procedure, whereas the adequacy of the models was statistically determined. The ability of the models to successfully predict new observations in the experimental space was evaluated and verified. Based on the objective of each response, the appropriate level combination of the process parameters and the solutions that met the defined criteria were also provided by means of desirability function. The maximal predicted BY of the MLM-SLs, synthesized by Novozym 435 and Lipozyme TL-IM, were found to be comparable; however, considering the lower optimal Tr (23% <), Ec (54% <) and Rt (8-folds <) predicted conditions as well as the aw-independency of Lipozyme TL-IM as compared to those for Novozym 435, Lipozyme TL-IM was selected for further optimization in SFM. For the biosynthesis of MLM-SLs in SFM by Lipozyme TL-IM, As and Tr were found to be the most significant parameters. The optimal conditions, generated by the means of desirability function, for a maximal Y1-Y3, were found to be 59.04˚C for Tr, 6.31 mol/mol for Mr, 4.42% for Ec, 13.62 h for Rt and 346 rpm for As. Under these optimum conditions, Y1, Y2 and Y3 were predicted to be 30.65, 1.08 and 4.21%, respectively. Since the monitored responses (Y1-Y6) were found to be highly correlated to each other, the distance approach which considers the correlated nature of the responses was also carried out for the optimization of the process in SFM. The scale-up (30-fold) of the interesterification reaction by Lipozyme TL-IM in SFM was also investigated; as a result, the BY of the desired MLM-SLs did not decrease as compared to those obtained at the micro scale. Silver-ion reversed-phase high-performance liquid chromatography enabled the separation and quantification of the synthesized MLM- and MML-SLs. In addition, atmospheric pressure chemical ionization-mass spectrometry analyses confirmed the formation of dicaprylyl-linolenyl glycerol, dicaprylyl-oleyl glycerol and dicaprylyl-linoleyl glycerol resulted from the lipase-catalyzed interesterification of FO and TC. / La synthèse de lipides structurés (SLs), catalysé par la lipase via une interésterification entre l'huile de lin (FO) et le tricarpryline (TC) dans un milieu réactionnel organique (OSM) et sans solvent (SFM), a été étudiée. Le rendement de bioconversion (BY) des SL de type moyen-longue-moyen (MLM-SLs), compris CLNC (Y1, C-caprylique et Ln-acide linolénique), CLaC (Y2, La-acide linoléique) et COC (Y3, O-acide oléique) ainsi que leurs isomères en position correspondants, MML, CCLn (Y4), CCLa (Y5) et CCO (Y6), ont été suivis en tant que réponses. En se basant sur le BY maximal et en considérant la proportion du MLM- à MML-SLs, obtenu sous les conditions réactionnelles établies en milieu organique pour chaque lipase, Novozym 435 de Candida antarctica et Lipozyme TL-IM de Thermomyces lanuginosus, ont été considérés dans l'optimisation additionnelle du processus. La méthode de surface de réponses multiples, basé sur un plan composite central à caractère rotatif et un plan d'expérimental factoriel fractionnel avec des points au centre, a été utilisée pour l'optimisation de la réaction d'interésterification par les deux enzymes en OSM. Dans les essais préliminaires, des paramètres de réaction significatifs, à savoir TC à FO ratio molaire (Mr, mol/mol), température de réaction (Tr, ˚C), concentration de l'enzyme (Ec, % w/v), temps de réaction (Rt, h) et l'activité initiale de l'eau (aw), ont été choisies pour l'optimisation de la réaction d'interésterification, catalysée par Novozym 435. D'un autre part, les effets des conditions de la réaction y compris Mr, Tr, Ec, Rt et la vitesse d'agitation (As, rpm) ont été étudiés dans le cas de la Lipozyme TL-IM. Des modèles significatifs pour les réponses Y1-Y6 ont été développés avec l'utilisation de la procédure d'élimination à l'arrière, alors que l'adéquation des modèles a été déterminée statistiquement. La capacité des modèles de prédire avec succès des observations nouvelles dans l'espace expérimental a été évaluée et vérifiée. En se basant sur l'objectif de chaque réponse, la combinaison de niveaux les plus appropriés des paramètres du processus et des solutions, qui ont satisfaits les critères définis, ont été aussi fournis au moyen de la fonction de désirabilité. Les BY maximals prédits des MLM-SLs, synthétisés par Novozym 435 et Lipozyme TL-IM, ont été trouvés pour être comparables. Cependant, en considérant les valeurs optimales de la plus petite Tr (23% <), Ec (54% <) et Rt (8-fois <) conditions prédites ainsi que l'indépendance de l'aw de la Lipozyme TL IM comparée à celles de la Novozym 435, la Lipozyme TL-IM a été sélectionnée pour toute optimisation additionnelle en SFM. Pour la biosynthèse de MLM-SLs en SFM par Lipozyme TL-IM, As and Tr ont été trouvés pour être les paramètres les plus significatifs. Les conditions optimales, engendrées au moyen de la fonction de désirabilité, pour un maximum Y1-Y3, ont été trouvées pour être 59.04˚C pour Tr, 6.31 mol/mol pour Mr, 4.42% pour Ec, 13.62 h pour Rt et 346 rpm pour As. Sous ces conditions optimales, Y1, Y2 and Y3 ont été prédits pour être 30.65, 1.08 et 4.21%, respectivement. Puisque les réponses choisies (Y1-Y6) ont été trouvés pour être extrêmement liées les uns aux autres, l'approche de distance qui considère la nature corrélée des réponses a été aussi considérée pour l'optimisation du processus en SFM. La mise à l'échelle (30-fois) de la réaction d'interésterification par Lipozyme TL-IM en SFM a été étudiée; par conséquent, le BY du MLM-SLs désirés n'a pas diminué en comparison à ceux obtenus à l'échelle micro. La chromatographie en phase liquide à haute performance avec une colonne échangeuse d'ion d'argent a permis la séparation et la quantification des MLM- et MML-SLs synthétisés. De plus, l'analyse structurals en spectro de mass a confirmé la formation du glycérol dicaprylyle-linolényle, glycérol dicaprylyl-oléyl et glycerol dicaprylyl-linoléyl formés par la réaction d'interestérification de FO et TC catalysée par la lipase.