L'objectif de cette thèse était de caractériser, de modéliser et de hiérarchiser les mécanismes acteurs de la croissance de bulles dans un fromage à pâte pressée non-cuite à l'échelle de la bulle. Pour cela, trois étapes majeures ont été envisagées. Une première étape de mise au point d’une méthode de détermination des paramètres du modèle mécanique (modèle de Maxwell généralisé) par ajustement de courbes expérimentales de compression-relaxation a été effectuée. Une deuxième étape de validation a consisté en la réalisation d'un dispositif expérimental permettant de soumettre une bulle isolée dans un cylindre de fromage à diverses sollicitations mécaniques, à suivre l'évolution du dispositif en temps réel et de façon non invasive par IRM, et à confronter ces résultats à des simulations reproduisant les conditions d'acquisition. Une dernière étape a consisté à rajouter la prise en compte du transport de matière (CO2) au sein du fromage dans la modélisation. Les résultats de simulation ont dans un premier temps été confrontés au comportement moyen des bulles au sein d'un bloc de fromage, et dans un deuxième temps un dispositif expérimental de validation similaire à celui de l'étape précédente a été développé. La caractérisation mécanique du fromage a montré que les propriétés rhéologiques n'évoluent pas au cours de l'affinage, mais qu'elles sont soumises à un fort gradient spatial. Le modèle de Maxwell a été validé expérimentalement dans des conditions de sollicitations mécaniques uniquement et une étude de sensibilité a permis de montrer la forte influence des temps de relaxation les plus longs (plusieurs heures) et de la position de la bulle sur la croissance. L'étude du couplage entre transport de quantité de mouvement et transport de matière dans un contexte de croissance d'une seule bulle a permis de montrer la grande influence des paramètres de transport de matière sur la croissance de bulle, en particulier pour le coefficient de diffusion et le taux de production de CO2. Dans un contexte où deux cavités gazeuses sont mobilisées, les paramètres géométriques (position, dimensions, forme des cavités) se sont montrés aussi importants que les paramètres de transport de matière. / The objective of this PhD thesis was to characterise, model and rank the mechanisms involved in the growth of bubbles in semi-hard cheeses, at the bubble scale. Three steps were considered. First, a mechanical characterisation of the material enabled to define a rheological model to describe the behaviour of the material (generalised Maxwell model), and to set-up a method to determine the model parameters by fitting of compression-relaxation data. Secondly, the Maxwell model consisted in setting up an experimental validation procedure allowing studying different loads on a single bubble surrounded by a cheese cylinder. Experiments were monitored in real-time in a non-invasive manner by MRI imaging and were compared to simulations reproducing the experimental conditions. Finally, mass transport (CO2) was also taken into account in the model. Simulation results were first compared to the average bubble growth in cheese blocks, and then a dedicated experimental set-up similar to that used previously was used. Mechanical characterisation of semi-hard cheese showed the rheological properties did not evolve during ripening, but presented a steep spatial gradient. Despite its simplicity, the Maxwell model showed good agreement with the experimental results. A sensitivity study demonstrated that the highest relaxation time (about several hours) and the bubble position were the most influent parameters over bubble growth, when only the mechanical model was involved. Coupling between mass and momentum transport in a single bubble case demonstrated the great influence of the mass transport parameters on bubble growth, especially diffusivity and CO2 production rate. In the case where two gaseous cavities are involved, geometric parameters (cavities positions, dimensions and shape) proved to be as important as the mass transport parameters on the bubble growth.

L'hypertension est l'un des facteurs de risque les plus importants des maladies cardiovasculaires. Il a été démontré que l'acide gamma-aminobutyrique (GABA) peut diminuer la pression artérielle de personnes hypertendues lorsqu'il est consommé par le biais d'une matrice alimentaire. Certains fromages peuvent contenir naturellement du GABA, mais jusqu'à présent, aucune recherche n'avait étudié leur capacité à diminuer la pression artérielle. Les travaux présentés dans ce mémoire avaient pour but de déterminer les effets antihypertensifs d'un fromage enrichi en GABA sur des sujets humains. Vingt-trois hommes âgés de 23 à 63 ans ont ingéré quotidiennement 50 g de fromage avec ou sans GABA pendant 12 semaines. La pression artérielle, le rythme cardiaque, le poids corporel et le tour de taille ont été mesurés aux semaines 0, 2, 4, 6, 8, 10 et 12. Également, la concentration en GABA dans les fromages expérimentaux et témoins, congelés ou affinés à 4 °C, a été évaluée tous les mois durant la durée de l'étude. Les résultats ont démontré que la pression artérielle systolique et la pression artérielle moyenne ont diminué de façon significative suite à la consommation de fromage avec ou sans GABA. Aucun changement significatif n'a été observé pour la pression artérielle diastolique. En conclusion, nos résultats suggèrent que la consommation quotidienne durant 12 semaines de fromage cheddar contenant ou non du GABA entraîne une réduction similaire de la pression artérielle.

Les ingrédients fromagers peuvent représenter jusqu'à 50% de la production de fromage. Parmi eux, ceux en poudre ont des avantages dus à leur convenance d'usage dans les aliments fabriqués ainsi qu'une durée de vie prolongée. Les méthodes de séchage par atomisation ou à l'air chaud, opérant en présence d'oxygène à des conditions drastiques de température, restent encore celles utilisées en industrie pour la production des poudres de fromage malgré les risques associés à la détérioration de la qualité du produit. L'effet de la méthode de séchage et des conditions d'opération sur la cinétique de déshydratation et la qualité finale de la poudre de Gouda a été étudié à partir du fromage râpé ou en emulsion. Une emulsion a été produite en mélangeant du fromage Gouda (40%) avec de l'eau distillée (57.5%) et des sels émulsifiants (2.5%). D'autre part, le fromage a été râpé à une épaisseur de 2 mm. Le fromage en emulsion ou râpé a été séché par atomisation, à l'air chaud et par lyophilisation. Le séchage par atomisation a été réalisé selon les conditions opératoires suivantes : températures d'entrée et de sortie de l'air de 180-200°C et 80-110°C, respectivement, des débits du produit entre 1.4 et 2.3 kg/h. Pour le séchage par air chaud, celui-ci a été réalisé selon les conditions suivantes : température de l'air de 50-70°C avec une vitesse de flux d'air de lm/s. Le séchage par lyophilisation a été réalisé comme suit : les échantillons ont été congelés à -40°C et déshydratés à une température de 25 et 50°C sous vide. La qualité des poudres obtenues à partir des différentes méthodes de séchage a été caractérisée selon plusieurs paramètres tels que la teneur en acide linoléique conjuguée (ALC), l'indice de peroxyde, la mouillabilité, la couleur, l'indice d'insolubilité, la masse volumique en vrac et tassée, leur granulométrie, l'écoulement, la température de transition vitreuse (Tg) et les isothermes de sorption. Les résultats obtenus ont montré que la meilleure qualité nutritionnelle et physico-chimique de la poudre du fromage Gouda a été obtenue par lyophilisation de 1'emulsion à 25 °C. En effet, son indice de peroxyde n'était que de 0.145 ± 0.023 ml O₂/kg de lipides, un temps de mouillabilité de 2.17 ± 0.055 min et un indice d'insolubilité de 0.6 ±0.18 ml. Cette poudre a une bonne aptitude au tassement et un excellent comportement d'écoulement. Ces résultats suggèrent que la lyophilisation constitue un procédé prometteur pour la production de poudre de fromage.

La pré-concentration du lait par osmose inverse (OI) avant la fabrication fromagère présente plusieurs avantages en termes d’éco-efficience, dont l’obtention d’un perméat à faible charge polluante réutilisable comme eau de procédé et la réduction des coûts et gaz à effet de serre (GES) liés au transport du lait. Les fortes teneurs en lactose et minéraux des concentrés OI diminuent toutefois leur aptitude à la transformation fromagère, ce qui nécessite une correction des propriétés physicochimiques avant la coagulation. L’objectif du projet était d’optimiser l’utilisation des concentrés d’OI à différentes concentrations (5% à 11% de protéines) par l’ajustement du pH d’emprésurage. La cinétique de coagulation par la présure, la répartition des protéines et minéraux entre les phases soluble et colloïdale et la fabrication fromagère ont été étudiées sur des concentrés OI en comparaison à des concentrés d’ultrafiltration (UF). Les résultats ont montré qu’une augmentation de la concentration par OI induisait un ralentissement du mécanisme de coagulation, caractérisé par l’augmentation du temps de coagulation et de la vitesse de raffermissement du gel, laquelle plafonnait à des teneurs protéiques supérieures à 9%. La concentration par OI favorisait l’augmentation du calcium micellaire en comparaison avec les témoins d’UF. En fabrication fromagère, une hausse de la concentration par OI était associée à une augmentation du rendement, de l’humidité et de la composition en lactose des fromages. La diminution du pH d’emprésurage s’est avérée un important levier pour corriger les concentrés OI en favorisant une déminéralisation partielle des micelles de caséine et un meilleur égouttage des fromages, ainsi qu’en accélérant la coagulation. Les résultats obtenus ont démontré que les altérations physicochimiques augmentaient avec la concentration par OI et que l’acidification avant emprésurage s’avérait une étape essentielle. Des combinaisons pH-concentration qui facilitent l’utilisation des concentrés OI en fromagerie ont été ciblées après comparaison avec les concentrés UF. / Pre-concentration of cheese milk by reverse osmosis (RO) has several advantages, including obtaining a low-pollutant permeate reusable as process water and reducing costs as well as greenhouse gas (GHG) emissions related to milk transportation. However, high levels of lactose and salts content in RO concentrates impair their cheesemaking abilities. A correction of their physicochemical properties before coagulation is therefore needed. The objective of this work was to optimize the use of RO concentrates at different concentrations (5% to 11% protein content) for cheesemaking by renneting pH adjustment. Rennet-induced coagulation kinetics, salt partitioning and cheesemaking properties were compared to ultrafiltration (UF) concentrates. Results showed that concentration by RO induced an increase regarding the coagulation time and the maximal firming rate of the gel that reached a plateau at 9% protein content. Significant increases of micellar calcium as well as in yield, moisture and lactose content of cheese were also observed. Lowering the renneting pH was found to improve the cheesemaking properties of RO concentrates by promoting partial demineralisation of casein micelles, accelerating the coagulation kinetics and increasing curd drainage. The results obtained in this study demonstrated that physicochemical alterations increased with RO concentration and that acidification before renneting was an essential step. The data obtained makes it possible to target the concentration-pH combinations that improve the use of RO concentrates in cheesemaking in comparison to UF concentrates

Dans le contexte industriel actuel, plusieurs entreprises éprouvent des difficultés à améliorer leur performance, et ce, en raison d’une problématique de variabilité intrinsèque de certains procédés industriels. Cette variabilité peut ainsi provenir de diverses sources, que ce soit au niveau de la matière première, l’environnement du procédé ou le procédé en soi. Dans l’objectif de mieux comprendre et gérer les impacts de cette variabilité intrinsèque, un cadre méthodologique générique et flexible a été développé en se basant sur certains principes et certaines méthodes reconnues de la littérature. Composé de quatre étapes, soit l’analyse de la situation initiale, la modélisation prédictive, la modélisation prescriptive et enfin, une étape d’implantation, ce cadre méthodologique a par la suite été appliqué à deux reprises en entreprise pour des problématiques industrielles réelles. Ainsi, l’application de ce cadre pour un procédé de teinture de tissu aux prises avec une variabilité intrinsèque qui complexifie la standardisation de la couleur finale a permis le développement d’un modèle prédictif présentant une performance de prédiction de 92%, fournissant du même coup beaucoup d’information sur les sources de cette variabilité. Une seconde application du cadre pour un procédé de découpe de fromage a permis à l’entreprise de mieux connaître les variables affectant la performance du procédé. En terminant, malgré certaines limites associées à l’application du cadre telles que des contraintes de temps et une dépendance à la quantité et à la qualité des données utilisées, il a été possible de conclure que le cadre méthodologique répondait aux objectifs initiaux.

La caractérisation du profil aromatique et technologique de souches isolées de ferments artisanaux a été effectuée afin d'identifier de nouvelles souches aromatiques et enrichir la diversité bactérienne disponible pour l'industrie fromagère. La capacité d'utilisation du citrate, l'activité protéolytique, la sensibilité aux bactériophages, la production de diacétyle en simulation fromagère, le profil enzymatique et la biocompatibilité des souches aromatiques choisies avec des souches acidifiantes ont été évalués à l'aide de diverses méthodologies. Trois souches présentant un potentiel aromatique supérieur ont été sélectionnées pour la formulation de ferments aromatiques. L'effet des conditions de production du ferment sur son activité « aromatisante » subséquente a également été étudié en culture pure avec une souche de L. lactis ssp. lactis diacetylactis. Un effet significatif de la supplémentation du milieu de culture en citrate et de la modulation du pH de fermentation sur la production de diacétyle a été observé. / Characterization of the aromatic and technological profile of lactococcal strains isolated from artisanal starters was carried out in order to identify new aromatic strains, thus enriching the bacterial variety available to the cheese industry. The ability to use citrate, proteolytic activity, bacteriophage sensitivity, production of diacetyl in cheese simulation, enzymatic profile and biocompatibility of the isolates with acidifying strains was evaluated using various methodologies. Three strains presenting a superior aromatic potential were selected for the formulation of new mesophilic aromatic starters. The effect of the culture conditions on the cells aromatic capacity was also evaluated with a of L. lactis subsp. lactis diacetylactis strain. A significant effect of the addition of citrate to the culture medium and modulation of the culture pH zone on the production of diacetyl was observed.

Au cours des dernières décennies, les produits laitiers riches en matières grasses ont été associés à une prise de poids et à des syndromes métaboliques générant une évaluation négative de la part des consommateurs. Cependant, des études scientifiques révèlent la présence de protéines laitières et leurs hydrolysats en peptides comme ingrédients alimentaires fonctionnels, favorables à la santé. Compte tenu des propriétés ambivalentes des produits laitiers riches en protéines hydrolysées et en gras dans l’alimentation humaine, des études scientifiques ont démontré que la composition du microbiote intestinal peut être est modulée par la présence et la disponibilité de nutriments et autres aliments fonctionnels et avoir un impact sur l’état physiologique de l’hôte. Ce projet de recherche visait à évaluer les effets de régimes alimentaires enrichi en produits laitiers riches en gras et en protéines lactiques sur la structure du microbiote intestinal associée à des paramètres cliniques de la lipidémie. Dans le cadre ces travaux des porcs ont été utilisés comme modèle animal pour caractériser l’impact des traitements alimentaires sur le microbiote de l’iléon, du côlon et des fèces en utilisant une approche métataxonomique avec un séquençage à haut débit Illumina MiSeq. Dans la première partie de ce projet, des porcs ont été nourris avec un régime alimentaire riche en gras animal (20%) et en fructose (HFF) ou un régime côntrole (LF) de base faible en gras (3%) pour établir un modèle porcin permettant l’étude du microbiote intestinal associé au développement de syndrome métabolique en lien avec l’obésité. Des échantillons de digesta provenant de l’iléon, du côlon et de matières fécales ont été prélevés à 12 semaines de traitement. Les ADN ont été extraits en utilisant une technique d’isolement et de purification d’ADN de haute qualité préalablement standardisée et rigoureusement établie et ensuite séquencés et une analyse bioinformatique des séquences a été générée à partir du logiciel QIIME v.1.9.1. Les profils des compositions des microbiotes intestinaux des groupes HFF et LF ont été caractérisés et groupés en unités taxonomiques opérationnelles (OTU) pour estimer les dissimilitudes de diversité alpha et bêta de manière statistique par la méthode discriminante LEfSe (score LDA significatif> 2,0). Selon les résultats statistiques de diversité du microbiote intestinal, le groupe HFF a montré une composition de dysbioses. Les genres Fusobacteria, Desulfovibrio et l’Anaerovibrio ont augmenté de façon significative (p <0,05) dans le groupe de porcs nourris au HFF. Fusobacteria est un puissant pathogène porteur de lipopolysaccharides (LPS), tandis que Desulfovibrio est un réducteur de sulfates et l’Anaerovibrio un genre de bactéries d’activité lipolytique. Ces profils métataxonomiques du microbiote ont aussi été liés III à l’augmentation des paramètres de lipidémie dans le sang périphérique. Ensuite, la composition bactérienne a aussi été déterminée par un qPCR spécifique afin de cibler des bactéries associées aux syndromes métaboliques. Ces résultats constituent une base de référence importante pour caractériser un régime obésogène associé à la dysbiose microbienne intestinale chez le porc. Dans la deuxième partie de ce projet, afin de valider les effets du régime riche en gras du lard sans fructose (HF), un deuxième essai a été réalisé. Dans cet essai, les résultats obtenus ont montré des profils de diversités alpha, bêta, qPCR et des distances significatives entre le traitement HF et le traitement témoin faible en gras. Cependant, les réponses de la lipidémie et le taux de LPS n’ont pas montré différence significative entre les traitements. Ces résultats montrent aussi que le régime alimentaire riche en gras animal peut modifier significativement les structures écologiques du microbiote sans entraîner nécessairement de changement physiologique chez l’hôte. Finalement, la troisième partie du projet visait à caractériser la composition du microbiote intestinal de porcs en croissance alimentés avec un régime de base sans protéines laitières et contenant 18 % de gras animal, un deuxième régime avec 8% de gras laitier (beurre) et à troisième régime enrichi en fromage cheddar. Ce dernier régime riche en peptides laitiers est hautement hydrolysé. L’analyse discriminante du LDA-LEfse et les mesures de la diversité alpha et bêta ont démontré un effet neutre sur le microbiote intestinal soumis au régime du cheddar. Cependant, des différences significatives sur les mesures de diversité ont été observées avec le traitement au beurre. L’augmentation de l’abondance relative des Enterobactériceae, Mogibacteriacea, Bifidobacterium pseudolongum, Paraprevotella, Phasolarctobacterium, Turicibacter, Clostridiaceae Akkermansia sp., Bacteroides sp., Lactobacillus reuteri et Ruminococcus a été constatée de façon significative dans le microbiote associé au traitement enrichi en beurre. De plus, l’augmentation significative d’Akkermansia et de Ruminococcus gnavus, suggère une modification du microbiote associé au traitement enrichi en beurre. Ces deux clades sont étroitement liés à la dégradation de la mucine, un indicateur de la santé de l’intégrité intestinale. Dans ce chapitre, le niveau taxonomique au moyen des oligotypes du genre d’Akkermansia chez le modèle porcin a été identifié pour décrire l’oligodiversité correspondante à ce taxon d’importance. Les résultats des oligotypes ont révélé neuf séquences d’oligotypes d’Akkermansia, dans les échantillons du côlon et des selles du groupe de porcs nourris avec le régime contenant du beurre. C’est la première fois qu’une telle profondeur d’analyse métataxonomique hautement discriminante a été réalisée chez IV un modèle porcin. Selon les résultats obtenus, le modèle porcin permet de caractériser le microbiote intestinal dans chaque section intestinale de façon discriminante, et cela, en raison de régimes alimentaires. Finalement, les régimes contenant du beurre comme source de gras laitier ou du fromage cheddar ont des effets convergents sur la relation hôte-microbiote et qui peuvent être observés distinctement à travers des structures microbiennes dans les sections intestinales. / In recent decades, dairy products have been associated with weight gain due to their high fat milk content, generating a negative consumer assessment. However, scientific studies revealed beneficial effects of dairy products such as cheese due to the presence of functional peptides produced from hydrolysis, as favorable ingredients for health. Nevertheless, several cheeses as cheddar contain a high concentration of dairy fat. Given the interest to know how the dairy products could affect the clinical physiology of host, studies about the gut microbiota structures has been proposed. However, controversial results from these studies have been obtained. This thesis aimed to evaluate the effects of butter and proteins hydrolysate from cheese on the structure of the gut microbiota associated with clinical parameters of lipidemia. The goal of this project was to characterize microbiota variations in the intestinal sections of the ileum, colon and fecal sample using a metataxonomic approach with Illumina MiSeq high-throughput sequencing. In the first part of this project, a porcine model was established to provide a model for the study of gut microbiota associated with obesity from fecal samples including ileum and colon. In the first part of this study, the approach of isolation and purification of high-quality DNA has been standardized and established. Subsequently, a bioinformatics pipeline was generated using QIIME v.1.9.1 open source software. Later, a trial was defined in pigs fed with lard-fructose (HFF). At 12 weeks of treatment, a dysbiosis process was associated with diet-induced changes estimated by a LEfse discriminant method (significant LDA score> 2.0), as well as alpha and beta diversity. The genus Fusobacteria, a potent pathogen carrying LPS, associated with sulfate-reducing bacteria such as Desulfovibrio and Anaerovibrio a genus of bacteria with lipolytic activity, showed a significant increase (p-value <0,05) of this model fed to HFF in pigs. These metataxonomic profiles of the pig gut microbiota have also been linked to an increase in lipidemia parameters in the peripheral blood. This microbiota composition was also profiled to metabolic syndromes by qPCR. These results constitute an important reference base for the characterization of an obesogenic diet associated with gut microbial dysbiosis. In order to validate the effects of the high-fat free-fructose (HF) diet, a second test was performed. In this trial, the results obtained showed an asymptomatic dysbiosis. Indeed, alpha and beta diversity profiles, in addition to qPCR profiling, showed significant distances between HF treatment and low-fat treatment control. However, the measure of lipidemia (cholesterol and triglycerides) and the level of LPS were irrelevant between treatments. These results showed that the high-fat diet can significantly alter the VI ecological structures of the microbiota without necessarily causing physiological changes in the host. Finally, the third part of the project, consisting in the characterization of the impact of diets with butter or cheddar cheese composed of highly hydrolyzed peptides, on the gut microbiota of pig model. The ileum, the colon, and the feces were sampled at 10 weeks. Measurements of the Bray-Curtis dissimilarity and Weighted-UniFrac phylogenetic distances, and the LDA-LEfse discriminatory analysis of the beta and alpha diversities demonstrated a neutral effect on the gut microbiota subjected to the cheddar diet, while significant dissimilarities were observed with the butter treatment. The abundance of Enterobacteriaceae, Mogibacteriaceae, Bifidobacterium pseudolongum, Paraprevotella, Phasolarctobacterium, Turicibacter, Clostridiaceae Akkermansia sp., Bacteroides sp., Lactobacillus reuteri, and Ruminococcus characterized the gut microbiota of the treatment with butter. The significant increase of Akkermansia and Ruminococcus gnavus in (two clades closely related to the degradation of mucin, which is a health indicator of intestinal integrity), suggest an alteration of the gut microbiota due to butter treatment, which could be proposed as biomarkers to comply with the control diet with lard-HF. We highlighted the identification of the taxonomic level by oligotypes of the genus Akkermansia in the pig model. This identification revealed nine signed-oligotypes from the Akkermansia taxon, in the colon and fecal samples of pigs fed butter. This was the first time that a highly discriminating depth of metataxonomic analysis was performed in the pig model. The pig as a model that allows the characterization of the gut microbiota affected by a dietary treatment. Finally, diets enriched with cheddar cheese and butter have convergent effects on the host-microbiota relationship and can be observed distinctly through microbial structures in the intestinal sections.

Les fromages de spécialités supportent un écosystème complexe regroupant des bactéries, des levures et des moisissures. Bien que des ferments d’acidification et des cultures d’affinage soient ajoutés lors du procédé de fabrication, plusieurs autres microorganismes peuvent s’y développer. Ainsi, les levures indigènes, naturellement présentes dans l’environnement laitier, pourraient contribuer de façon directe et/ou indirecte au développement des propriétés sensorielles (saveur, odeur, texture) des fromages. Une étude précédente a permis de caractériser la microflore des fromages québécois. Trois espèces de levures indigènes (Cyberlindnera jadinii, Kazachstania servazzii et Pichia k udriavzevii) ont été détectées dans le lait cru et/ou dans les fromages de spécialité provenant de la province de Québec, mais leur prédominance et leur rôle n’avaient pas été déterminés. Le but de ce projet était d’évaluer la distribution de ces trois espèces de levures indigènes dans les fromages de spécialités du Québec. Pour ce faire, une méthode spécifique et sensible utilisant la PCR quantitative en temps-réel a été développée afin de pouvoir détecter et quantifier ces trois espèces de levures. Par la suite, la croûte et la pâte de fromages québécois ont été analysées afin d’obtenir plus d’indices quant à la localisation de ces espèces dans les fromages et leur importance dans l’affinage de ceux-ci. Ce projet a permis de mettre en évidence que C. jadini iet P. k udriavzevii sont des levures fréquemment retrouvées dans la majorité des fromages de spécialités du Québec. Il serait donc intéressant d’approfondir leur impact au niveau de la production de composés aromatiques et d’analyser si le développement de nouveaux ferments qui contiendraient ces espèces serait bénéfique. / The complex fungal ecosystems of specialty cheeses are increasingly studied because of the potential contribution of indigenous yeasts to the development of the cheese’s sensory properties. They may contribute directly or indirectly by their interaction with the funga l ecosystem or the modification of the cheese matrix. Previous studies detected Cyberlindnera jadinii, Kazachstania servazzii and Pichia k udriavzeviiin both raw milk and/or artisanal specialty cheeses from the province of Québec. The aim of this project was toanalyze the distribution of these three yeast species in cheeses made in the province of Québec. A highly specific and quantitative real time PCR assay was developed to quantitate these yeast species. The rind and the core of cheeses made in the province of Québec were sampled and analyzed using this method. Tracking of C. jadinii and P. k udravzeviirevealed that these yeasts are found within the majority of the analyzed cheeses. This study is the first step toward a better understanding of the possible contribution of these indigenous yeasts species in the development of cheese flavors, and their role in the cheese’s fungal ecosystem.

Le fromage cheddar est reconnu comme une excellente source de calcium. Outre son intérêt nutritionnel intrinsèque, le calcium favorise la lipolyse lors de la digestion. Cet effet s’explique par la formation de savons de calcium avec les acides gras saturés à longue chaîne, ce qui entraîne l’exposition de nouveau substrat à l’interphase huile-eau des gouttelettes de gras laitier, permettant à la lipase de continuer son action. En contrepartie, les savons de calcium limitent l'absorption des acides gras impliqués. D’un point de vue technologique, le calcium joue un rôle clé dans la structure du fromage car il participe à la formation du gel de paracaséine. Ayant un effet sur la matrice fromagère et sur la digestion des lipides, le calcium peut alors modifier la biodisponibilité du gras laitier. L’objectif de ce projet était de mieux comprendre l’effet du calcium sur la biodisponibilité du gras laitier à partir de fromages de type cheddar avec le but éventuel de développer des aliments pouvant contrôler la digestion et l’absorption des lipides. Dans un premier temps, des fromages de type cheddar enrichis en calcium par l’ajout de CaCl₂ ont été soumis à une digestion in vitro. L’analyse des chymes a permis de démontrer que les fromages enrichis se désintégraient plus lentement que leur contrôle sans calcium ajouté. D’une autre part, la libération d’acides gras des fromages enrichis progressait plus rapidement, mettant en évidence l’effet du calcium sur les mécanismes impliqués dans la lipolyse. Dans un second temps, des fromages de type cheddar ont été fabriqués à partir de lait standardisé avec des huiles de beurre contrôle, oléine et stéarine et salés avec ou sans CaCl₂. Les fromages ont été digérés in vitro pour étudier l’effet du calcium sur la lipolyse et la formation de savons de calcium avec les huiles de beurre ayant différents profils d’acides gras. Les fromages préparés avec la fraction stéarine (avec le rapport le plus élevé d’acides gras saturés à longue chaîne) étaient plus résistants à la désintégration physique et présentaient une lipolyse plus lente que les autres fromages, en raison du point de fusion élevé de cette matière grasse. Les fromages enrichis en calcium présentaient des taux de lipolyse supérieurs aux fromages sans enrichissement. Cette lipolyse accrue a été expliquée par la formation de savons de calcium avec des acides gras à longue chaîne. Ces composés insolubles pourraient toutefois réduire la biodisponibilité des acides gras impliqués en empêchant leur absorption. Pour confirmer l’effet du calcium et du type de matière grasse sur la biodisponibilité des lipides, les fromages ont été utilisés par la suite pour une étude chez le rat. La lipémie postprandiale des animaux a été mesurée suite à l’ingestion du fromage. Les matières fécales ont été analysées pour quantifier les acides gras excrétés sous forme de savons de calcium. Les fromages ont eu des effets différents au niveau de la lipémie postprandiale. L'enrichissement en calcium a entraîné une augmentation de la lipémie avec les fromages à l'oléine, alors qu'un pic différé a été observé avec les fromages à stéarine. Ceci s'explique par la formation de savons de calcium avec des acides gras saturés à longue chaîne, favorisant indirectement une lipolyse plus rapide de ceux à courtes et à moyennes chaînes. Le retard du pic pour les fromages à base de stéarine s’expliquait par leur teneur plus élevée en acides gras saturés à longue chaîne, qui formaient des savons avec le calcium et se retrouvaient dans les fèces. Les résultats confirment que le calcium affecte la digestion intestinale des lipides laitiers en augmentant le taux de lipolyse. Cependant, il limite également la bioaccessibilité des acides gras en produisant, au pH intestinal, des savons de calcium insolubles avec des acides gras saturés à longue chaîne. Ce projet démontre que la biodisponibilité des lipides peut être régulée par le calcium présent dans le fromage cheddar. Cette étude met en évidence l'interaction en cours de digestion du calcium et des lipides présents dans la matrice laitière et confirme sa répercussion physiologique. Ces effets sur la digestion et l'absorption des lipides sont d’intérêt pour la conception de matrices alimentaires pour la libération contrôlée de nutriments et bioactifs liposolubles. D'autres recherches dans ce domaine permettront de mieux comprendre le rôle joué par les aliments sur la santé humaine et d’habiliter le développement de produits laitiers pour contrôler la libération de nutriments afin de moduler les réponses métaboliques. Mots clés : fromage, gras laitier, digestion, lipolyse, savons de calcium. / Cheddar cheese is recognized as an excellent source of calcium. In addition to its intrinsic nutritional value, calcium promotes lipolysis during digestion. This lipolysis enhancing effect is explained by the formation of calcium soaps with saturated long-chain fatty acids, resulting in the exposure of new substrate to the oil-water interphase of the milk fat droplets, thus enabling lipase to continue its action. On the other hand, the formation of calcium soaps reduces the absorption of saturated long-chain fatty acids. From a technological point of view, calcium plays a key role in the cheese structure as it participates in the formation of the paracasein gel. By such effects on the cheese matrix and the digestion of lipids, calcium can modify the bioavailability of the dairy fat. The objective of this project was to better understand the effect of calcium on the bioavailability of dairy fat from Cheddar cheeses, in aim to developing food matrices for controlled digestion and absorption of lipids. In a first step, Cheddar cheeses enriched with calcium by the addition of CaCl₂ were subjected to digestion in vitro. Chyme analysis showed that calcium-enriched cheeses disintegrated less rapidly than the non-enriched control but that their lipolysis progressed more rapidly, demonstrating the effect of calcium on the factors that influence lipolysis. In a second step, Cheddar cheeses were made from standardized milk with control, olein and stearin butter oils and salted with or without CaCl₂. The cheeses were digested in vitro to study the effect of calcium on lipolysis and the formation of calcium soaps from butter oils with different fatty acid profiles. Cheeses prepared with the stearin fraction (with the highest ratio of saturated long-chain fatty acids) were more resistant to physical disintegration and presented slower lipolysis than the other cheeses because of the high melting point of this fat. Cheeses enriched with calcium had higher levels of lipolysis than cheeses without enrichment. This increased lipolysis was due to the formation of calcium soaps with saturated long-chain fatty acids. These insoluble compounds could reduce the bioavailability of the fatty acids involved by preventing their absorption. To confirm the effect of calcium and type of fat on lipid bioavailability, the cheeses were subsequently used for an in vivo study. Postprandial lipemia of Wistar rats was monitored following ingestion of the cheese. The feces were analyzed to quantify the fatty acids excreted as calcium soaps. The cheeses had different effects in postprandial lipemia. Calcium enrichment led to a higher lipemic peak for the cheeses with olein, while a delayed peak was observed for cheeses with the stearin. This was explained by the increased affinity of calcium for saturated long-chain fatty acids, indirectly allowing faster lipolysis of other fatty acids, such as those with short- and medium-chains. The delay for stearin cheeses was due to their high content of saturated long-chain fatty acids, which formed soaps with calcium, thus reducing their absorption and ending up in feces. The results confirm that calcium plays an important role in intestinal digestion of dairy lipids by increasing the rate of lipolysis. However, it also limits the bioaccessibility of fatty acids by producing insoluble calcium soaps with saturated long-chain fatty acids at intestinal pH conditions. This project demonstrates that the bioavailability of lipids can be regulated by calcium in Cheddar cheese. This study demonstrates the interaction of calcium and lipids present in the dairy matrix during digestion and confirms its physiological repercussion. These effects on digestion and lipid absorption are of interest for the design of food matrices for the controlled release of liposoluble nutrients or bioactive molecules. Further research in this area will provide a better understanding of the role of foods in human health and enable the development of dairy products to control the release of nutrients to modulate metabolic responses. Keywords: Cheese, milk fat, digestion, lipolysis, calcium soaps.

Pourquoi seulement le tiers des Canadiens consomment quotidiennement au moins deux portions de lait et substituts? Comment expliquer leur consommation? Dans le cadre de ce projet, la plupart des hommes et femmes interrogés (n=161) ont dit être sensibles aux effets sur la santé et au goût, ressentir parfois de l’approbation, parfois la désapprobation de leur entourage et considèrent le prix et une confiance atténuée comme une barrière. Leurs perceptions sont différentes par rapport au lait et au fromage; boire du lait étant davantage associé aux enfants, à des raisons cognitives et soulevant plus de questionnements, tandis que le fromage est associé au plaisir, aux adultes, est plus pratique et plus favorisé par l’offre alimentaire. Ces résultats mettent en évidence les principales croyances sous-jacentes à la consommation de lait et fromage et contribueront à soutenir l’efficacité des stratégies visant la promotion d’une consommation optimale de ces aliments auprès de la population. / Why only a third of Canadian adults consume on a daily basis at least two servings of milk and alternatives? What explains their consumption? In the present study, most men and women (n = 161) reported being sensitive to health effects and taste, feel sometimes approval, sometimes disapproval from their immediate entourage and consider price and reducing confidence as a barrier. Their perceptions were different for milk and cheese; drinking milk was more associated with children, cognitive reasons and raised more questions, whereas cheese was more associated with pleasure, adults, was more convenient and facilitated by the food supply. These findings highlight salient beliefs underlying milk and cheese consumption and will contribute to support the effectiveness of strategies promoting an optimal consumption of these foods among the population.