L'allaitement maternel est la modalité idéale d'alimentation du nourrisson. Les propriétés anti-infectieuses du lait maternel sont bien documentées. L'allaitement maternel protège les nourrissons contre les infections intestinales et respiratoires. L'allaitement maternel exclusif est recommandé pendant les 6 premiers mois, principalement parce que le lait maternel satisfait de façon optimale à tous les besoins nutritionnels et hydriques du nourrisson. Les nouvelles infections périnatales par le VIH dans les pays riches ont presque été éliminées grâce à la combinaison du dépistage prénatal du VIH, à la prophylaxie antirétrovirale de la mère et de l'enfant, à la césarienne élective et l'évitement de l'allaitement maternel. Bien que les interventions efficaces soient disponibles pour réduire la transmission in utero et intrapartum dans les pays à ressources limitées, la transmission postnatale du VIH par l'allaitement demeure un enjeu de santé publique. L'acquisition du VIH par l'allaitement maternel est responsable d'environ 40% des nouvelles infections en Afrique subsaharienne. Les études effectuées au cours de cette thèse faisaient partie d'un programme d'intervention qui a porté sur l'utilisation des différentes formes d'alimentation du nourrisson dans un environnement rural, à Umkhanyakude, dans le nord du KwaZulu-Natal, en Afrique du Sud. Les femmes ont été incluses dans cette étude avant le début de l'accès universel aux antirétroviraux en Afrique du Sud (2005). Le travail de doctorat visait à acquérir une meilleure compréhension de la transmission postnatale du VIH-1 par l'allaitement maternel, indispensable pour atteindre l'objectif de l'Organisation mondiale de la Santé de réduire toutes les formes de transmission du VIH de la mère à l'enfant (TME) à moins de 5% d'ici la fin de 2015. Dans la première étude, nous apportons la preuve que l'exposition cumulative à l'ARN VIH-1 par le lait maternel est un facteur de risque associé à la transmission postnatale de la mère à l'enfant, indépendamment du taux de CD4 maternels et de la charge virale plasmatique du VIH-1. Ces données fournissent une meilleure évaluation du risque de transmission mère-enfant du VIH-1 et de la charge virale dans le compartiment mammaire. Dans la seconde étude, nous confirmons que la charge virale associée aux cellules dans le lait maternel est un meilleur facteur prédictif du risque de TME postnatale précoce que la charge virale libre. En revanche, la charge virale libre est un facteur prédictif de transmission postnatale tardive (au-delà de 6 mois). Dans la troisième étude, nous avons étudié l'impact sur la TME du VIH-1 du cytomégalovirus (CMV) et du virus d'Epstein-Barr (EBV) dans le lait maternel des mères infectées par le VIH. Des niveaux élevés de CMV sont excrétés dans le lait maternel, et un niveau significatif de l'EBV est fréquemment observé. Les mères dont le lait maternel contient des niveaux élevés de CMV étaient jusqu'à deux fois et demi plus susceptibles de transmettre le VIH-1 à leur enfant par l'allaitement maternel comparativement aux femmes ayant un faible niveau de réplication de CMV. Nous apportons donc la preuve d'une association, indépendante de la charge virale du VIH-1, entre l'excrétion du CMV dans le lait maternel et la transmission postnatal du VIH-1. Chez les femmes allaitantes infectées par le VIH-1 et sous traitement antirétroviral, le risque de transmission résiduelle par l'allaitement est expliqué en partie par la persistance du virus associé aux cellules dans le lait maternel. D'autres études sont nécessaires pour approfondir les connaissances sur le mécanisme du VIH-1 transmission pendant l'allaitement, et les facteurs associés à l'excrétion compartimentée du VIH-1 dans le lait maternel, et pour aider à développer des médicaments plus efficaces pour une utilisation dans les populations à ressources limitées où l'évitement de l'allaitement maternel est souvent impossible. / Breastfeeding is a most valuable source of nutrition for infants. The anti-infective properties of breast milk are well documented and breastfeeding protects infants against gastrointestinal and respiratory illnesses. There is no disagreement that breastfeeding is the best form of nutrition for all infants everywhere. Exclusive breast-feeding for 6 months is recommended for the general population primarily because human milk can satisfy all of an infants' nutritional and hydration needs. New perinatal HIV infections in resource-rich countries have nearly been eliminated with the combination of universal, opt-out antenatal HIV testing, antiretroviral prophylaxis of the mother and infant, elective cesarean delivery, and avoidance of breastfeeding. Although effective interventions are available to reduce in utero and intrapartum transmission in resource-limited settings, postnatal transmission of HIV through breastfeeding has remained a significant problem. Acquisition of HIV through breast milk accounts for an estimated 40% of new infections in sub-Saharan Africa, where more than 90% of perinatal infection occurs. The studies performed during this PhD were part of a larger intervention program in KwaZulu-Natal that focused on the use of different forms of infant feeding within a rural setting. The Umkhanyakude district in northern KwaZulu-Natal, South Africa, is one of the areas worst affected by the HIV and AIDS pandemic, and has some of the highest prevalence figures in the world. Women were enrolled into this study prior to commencement of the South African national antiretroviral roll-out in 2005. This PhD research forms part of efforts to gain a better understanding of postnatal transmission of HIV-1 via breastfeeding, and to support the World Health Organization in their goal to reduce all forms of mother-to-child transmission (MTCT) to below five percent by the end of 2015. In the first study performed, we provide for the first time evidence that cumulative exposure to HIV-1 RNA in breast milk is a key risk factor associated with postnatal mother-to-child transmission, independent of maternal CD4 and plasma HIV-1 viral load. This data provides a better evaluation of the risk of HIV-1 MTCT and intra-breast viral load. In the second study we confirm that cell-associated virus load in breast milk is a stronger predictor of the risk of early postnatal MTCT than cell-free virus, independent of HIV-1 replication in blood and breast milk. In contrast, cell-free virus load is a stronger predictor of later postnatal HIV-1 transmission. We provide evidence that the HIV-1 reservoir is a main risk factor for post-natal MTCT of HIV-1. In the third study performed, we investigated the significance and impact of Cytomegalovirus (CMV) and Epstein-Barr virus (EBV) in breast milk from HIV-infected mothers, and MTCT of HIV-1. High levels of CMV is shed in breast milk, and frequently a significant level of EBV is shed in HIV-infected women. Hence, mothers whose breast milk contained high levels of CMV, were up to two and a half times more likely to transmit HIV-1 to her infant via breastfeeding compared to women with low levels. This is the first evidence of an association, independent of HIV-1 viral load, between CMV in breast milk and postnatal MTCT of HIV-1. In contemporary breastfeeding populations with access to antiretroviral prophylaxis, the residual HIV-1 transmission risk, especially in the early postpartum period, is explained in part by the persistence of cell-associated virus in breast milk. More studies are needed to further knowledge on the mechanism of HIV-1 transmission during lactation, and factors associated with compartmentalized shedding of HIV-1 in breast milk, and to help develop more effective drugs for use in resource-limited populations where avoidance of breastfeeding is almost impossible.

Des observations préliminaires ont montré que l’auto-assemblage d’un peptide issu de l’hydrolyse trypsique de la β-lactoglobuline (β-lg f1-8) modifiait la composition de mélanges de protéines de lactosérum, particulièrement en α-lactalbumine (α-la) soluble. Le but du présent travail était de démontrer l’occurrence d’interactions entre le peptide β-lg f1-8 et l’α-la. L’étude de l’auto-assemblage du peptide β-lg f1-8 en présence d’α-la à 25 et 55 °C a permis d’observer que l’ajout d’α-la à un hydrolysat trypsique permettait de retarder la floculation du peptide à 55 °C. La mise en contact d’α-la avec le peptide β-lg f1-8 a permis de modifier le profil de solubilité de la protéine à différents pH, mais pas son profil de dénaturation thermique obtenu par calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Ces observations suggèrent que le peptide β-lg f1-8 interagit avec l’α-la par le biais d’interactions hydrophobes et qu’il pourrait être utilisé dans le développement de nouvelles stratégies de fractionnement de mélanges protéiques. / Preliminary observations showed that the self-assembly capacity of a β-lactoglobulin peptide obtained from trypsin hydrolysis (β-lg f1-8) could modify the composition of whey protein mixtures, mainly by reducing the amount of soluble α-lactalbumin (α-la). The goal of this study was to demonstrate the occurrence of interactions between β-lg f1-8 peptide and α-la. A study of the peptide self-assembly process in presence of α-la at 25 and 55 °C showed that the addition of α-la to the original tryptic hydrolysate delays the flocculation of peptide β-lg f1-8 at 55 °C. Adding β-lg f1-8 peptide to α-la modified the solubility profile of the protein at various pH, but its thermal unfolding profile obtained by differential scanning calorimetry (DSC) remained unchanged. All of these observations suggest that the peptide β-lg f1-8 can interact with the α-la via hydrophobic interactions and could be used for developing new strategies for the fractionation of protein mixtures.

Un isolat de protéines de lactosérum commercial hydrolysé enzymatiquement (IPL-H), contenant le peptide β-LG f96-99, a été administré à des souris saines pendant 3, 7 et 14 jours selon 3 doses (0, 10 ou 20 mg) pour évaluer son effet au niveau intestinal. Les taux d’IgA sériques ont augmenté significativement uniquement au jour 14 avec 10 mg. Les taux d’IgA fécales ont augmenté considérablement au jour 3. Ces taux ont triplé avec la dose 20 mg comparé au groupe contrôle. Aucune différence significative n’a été observée aux jours suivants pour les taux IgA fécales, ni pour l’expression du gène TGF-β au jour 3. L’IPL-H induirait une réponse rapide et locale via la production d’IgA au niveau intestinal et une réponse lente et faible dans le sérum. Le peptide β-LG f96-99 présent dans cet hydrolysat pourrait être associé aux effets observés.

Le lactosérum, co-produit de la transformation fromagère, peut être valorisé en concentrant ses protéines par ultrafiltration (UF). Le principal inconvénient de l’UF est le colmatage des membranes, notamment par les protéines et le phosphate de calcium, qui entraîne une réduction des performances du procédé. Depuis quelques années, il est reconnu que les membranes peuvent être colmatées par des cellules bactériennes et des biofilms lors de l’UF du lactosérum. De nombreux auteurs ont souligné la présence de biofilms sur les membranes et investigué différents paramètres régissant la diversité bactérienne de ces biofilms. Toutefois, aucune étude n’a encore démontré l’impact concret du colmatage bactérien sur les performances de l’UF du lactosérum. L’objectif général de cette étude était donc de quantifier les baisses de performance causées par le dépôt de cellules bactériennes et la formation de biofilms lors du l’UF du lactosérum. Le premier objectif a démontré que le dépôt de cellules bactériennes pouvait exacerber les baisses de flux causées par le colmatage des protéines sériques en UF frontale, alors qu’il avait peu d’effet sur le colmatage minéral. Une neutralisation partielle des charges électrostatiques entre les bactéries et les protéines réduirait les répulsions et entraînerait la formation d’un gâteau de particules plus compact sur la membrane. Les résultats du deuxième objectif ont permis de confirmer, en UF tangentielle de lactosérum doux, que le colmatage bactérien provenant de la microflore intrinsèque du système de filtration pouvait diminuer les flux de perméation après 18 h de filtration. Le colmatage bactérien a augmenté la résistance hydraulique des membranes, permettant le calcul de résistances spécifiques au colmatage bactérien (Rbio) qui représentaient de 31 à 44% de la résistance totale de la couche de colmatage. Ces résultats démontrent que le colmatage bactérien peut influencer négativement les performances de l’UF du lactosérum et soulignent l’importance de développer des solutions pour mitiger ce colmatage. / Whey, the main co-product of cheese manufacturing, can be valorized through protein concentration by ultrafiltration (UF). The main drawback of UF is fouling, mainly by protein and calcium phosphate, which lowers the process performance. It has recently been acknowledged that membranes can also be fouled by bacterial cells and biofilms during whey UF. Numerous authors have demonstrated the presence of biofilms on membranes and investigated many parameters that can modulate the bacterial diversity of these biofilms. However, the impact of biofouling on the performance of whey UF is still unknown. The general objective of this study was therefore to quantify the loss of performance caused by bacterial cell deposition and biofilm formation during whey UF. The first objective demonstrated that bacterial cell deposition could increase the flux drop caused by whey protein fouling during dead-end UF, while it had minor effects on mineral fouling. Partial neutralization of bacterial cells and protein electrostatic charges may have reduced repulsions led to the formation of a more compact cake. The results of the second objective confirmed, during crossflow UF of sweet whey, that biofouling from the intrinsic microflora of the filtration system could lower permeation fluxes after 18 h of filtration. Biofouling also increased membrane hydraulic resistances, allowing the calculation of biofouling-specific resistances (Rbio), which accounted for 31 to 44% of the total fouling layer resistances. These results demonstrate that biofouling can negatively affect the performance of whey processing by UF and highlight the need for solutions to mitigate biofouling.

La connaissance du microbiote du lait est importante pour contrôler la qualité microbiologique du lait. Le but de cette étude était d'évaluer la diversité et la dynamique de la communauté microbienne de laits traités et non traités entreposés à basse température par les méthodes d'empreintes moléculaires telles que la banque de clones d'ADNr 16S, la PCR quantitative (qPCR), le polymorphisme des longueurs des fragments de restriction terminaux (T-RFLP) et l'électrophorèse sur gel de gradient dénaturant (DGGE). Des laits crus (UT) ont été traités par addition de gaz carbonique (CO₂), thermisation (TH) ou microfiltration (MF) et ont été entreposés à 4 °C et à 8 °C pendant 7 jours. Les banques de clones ont permis de déterminer la composition de la population bactérienne des laits. Les deux unités taxonomiques opérationnelles (UTOs) les plus abondantes dans la banque de clones appartenaient aux classes Gammaproteobacteria et Bacilli. Les genres bactériens dominants dans les laits traités (UT, CO₂ et TH) ont été affiliés à Staphylococcus, Streptococcus, Clostridium, Aerococcus, Facklamia, Corynebacterium, Acinetobacter et Trichococcus. Les bactéries dominantes dans les laits microfiltrés étaient associées à Stenotrophomonas maltophilia et Delftia acidovorans tandis que Staphylococcus aureus dominait dans les laits thermisés. La qPCR a été utilisée pour quantifier les bactéries dominantes dans les laits traités. Pseudomonas fluorescens dominait la population bactérienne dans les laits UT et CO₂ entreposés pendant 7 jours tandis que Streptococcus uberis dominait dans les laits CO₂ entreposés à 8 °C Les profils de PCR-DGGE ont démontré l'effet des traitements (TH, CO₂ et MF) sur les bactéries dominantes des laits traités. Les profils de T-RFLP ont démontré que l'abondance et la diversité de la communauté bactérienne a été affectée par les traitements. Le T-RFLP a démontré la dynamique des bactéries spécifiques dans les laits traités. Ces bactéries pourraient être ainsi utilisées comme marqueur dans les laits traités. Le T-RFLP a une résolution plus élevée que la PCR-DGGE lors de l'analyse des laits traités. Cette étude montre que des bactéries spécifiques peuvent se développer pendant l'entreposage à basse température des laits traités. Les objectifs fixés dans cette étude ont été atteints avec succès en employant des méthodes moléculaires. Ce projet a ainsi mis en évidence le potentiel des méthodes moléculaires dans l'analyse de la population microbienne du lait.

Considérant l'influence néfaste qu'a l'obésité sur la santé de la population, il est primordial de trouver des solutions durables afin de contrer cette problématique. À cet égard, les présents travaux évaluent l'effet du lait et de ses composantes sur le contrôle de l'appétit, la perte pondérale et la capacité à l'effort. Dans un premier temps, la perte de poids induit une augmentation de l'appétit qui se mesure à l'aide d'échelles visuelles analogues (EVA) de 150 mm. Cet effet se manifeste chez la femme par une augmentation de 5,8 mm (3,9 %) du désir de manger et une diminution de 3,6 mm (2,4 %) de la sensation d'être rempli pour chaque kilogramme de masse grasse perdue. Ces proportions semblent être transposables à l'utilisation d'EVA de 100 mm, car les présents travaux montrent que les deux méthodes donnent une appréciation équivalente des sensations d'appétit. La quantification de l'effet de la perte de poids sur l'appétit permet l'évaluation du potentiel rassasiant d'un agent administré lors de la perte de poids. Ainsi, cette thèse montre que l'addition de lait à la diète de petites consommatrices de calcium (<800 mg/j) permet d'atténuer l'augmentation du désir de manger et de la faim ainsi que la diminution de la sensation d'être rempli normalement produites par le déficit énergétique. En plus du calcium, les protéines contenues dans les produits laitiers peuvent avoir un impact sur le contrôle de l'appétit et de la composition corporelle. Toutefois, le recensement de la littérature comparant l'effet de protéines venant de différentes sources sur la balance énergétique ne permet pas d'émettre une conclusion claire sur la divergence de leur effet en raison du manque d'études menées sur le sujet. Des évidences suggèrent, par contre, que les protéines de lactosérum montrent le meilleur potentiel de rassasiement et l'effet facilitateur le plus important sur la synthèse et le maintien du tissu musculaire. Finalement, cette thèse présente les premières évidences suggérant qu'un apport insuffisant en calcium hypothèque la capacité à l'effort sous maximal. Cette thèse regroupe des résultats qui mettent en évidence l'importance d'un apport adéquat en produits laitiers et en calcium afin de faciliter le contrôle pondéral et la capacité de travail physique.

L'entérocolite nécrosante (NEC) est une maladie inflammatoire affectant le tractus gastro-intestinal de 5 à 10 % des enfants prématurés ayant un poids inférieur à 1500 g à la naissance. Elle se traduit principalement par la perte de tissu de la muqueuse intestinale, ce qui permet l'invasion bactérienne, menant ultimement à une nécrose de l'intestin. Parmi les options pouvant être envisagées pour prévenir la NEC, le lait maternel constitue l'approche la plus efficace. En effet, ce dernier fournit aux nouveau-nés des nutriments essentiels, mais également des substances bioactives pouvant être à l'origine de sa capacité à prévenir l'inflammation, une des caractéristiques principales de l'entérocolite nécrosante. Toutefois, il n'existe pas de test ou de marqueur permettant de prédire le potentiel anti-inflammatoire des dons de lait maternel. Un test fonctionnel in vitro utilisant des cellules épithéliales intestinales a été développé et il a été possible d'identifier certains dons de lait maternel pouvant prévenir l'inflammation de façon significative, via la réduction de l'expression du signal NF-κB (nuclear factor kappa-B), à l'intérieur des cellules. À partir de ces données, un profil de certains facteurs bioactifs clés contenus dans le lait, tels que le facteur de croissance épidermique, les cytokines inflammatoires et les oligosaccharides, a été dressé pour différents dons de lait. Il fut possible de comparer la composition de ces dons en fonction de leur potentiel anti-inflammatoire et de tenter d'identifier une ou plusieurs molécules pouvant être à l'origine de la prévention de l'inflammation. / Necrotizing enterocolitis (NEC) is an inflammatory disease affecting the gastrointestinal tract in 5-10 % of premature infants weighing less than 1500 g at birth. It mainly results in the loss of tissue from the intestinal lining, which allows bacterial invasion, ultimately leading to necrosis of the intestine. Of the treatment options that may likely be able to prevent NEC, breast milk is the most effective approach. Indeed, the latter provides newborns with essential nutrients, but also bioactive substances that may be the origin of its ability to prevent inflammation, one of the main characteristics of NEC. However, there is no assay or marker to predict anti-inflammatory potential of breast milk samples. A functional in vitro test using intestinal epithelial cells has been developed and showed ability to identify certain donated breast milk that can significantly prevent inflammation, via the reduction of the expression of the NF-κB signal (nuclear kappa-B factor), inside cells. From these data, a profile of some key bioactive factors contained in milk, such as epidermal growth factor, inflammatory cytokines, and oligosaccharides, was dressed in different milk donations. It was possible to compare the composition of these donations according to their anti-inflammatory potential and to try to identify one or more molecules which could be the origin of the prevention of inflammation.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / La biodiversité des clostridies dans l'écosystème laitier a été étudiée par une approche moléculaire (PCR-DGGE). combinée à des méthodes classiques (dénombrements et analyses chimiques). L'ADN des clostridies s'est avéré être très présent et diversifié sur la ferme. La diversité et la composition taxonomique des communautés ont varié selon les environnements. Tous les ribotypes détectés dans le lait ont également été retrouvés dans un autre environnement. Il apparaît que les facteurs extrinsèques et agronomiques examinés dans cette étude ont contribué à la définition taxonomique d'un réservoir de clostridies. propre à chaque ferme, et dont une partie seulement a été transférée au lait. L'accès des clostridies au lait était limité par des barrières sanitaires et il est apparu que les clostridies devaient posséder certains attributs particuliers pour atteindre le lait et y survivre. L'espèce Clostridium tyrobutyricum a été détectée dans tous les environnements examinés, mais sa distribution a varié selon la ferme. Sa présence dans le lait n'était pas toujours corrélée à sa détection dans l'ensilage.

L'objectif de notre étude était de comparer l'impact de la consommation d'une diète enrichie en lait (LAIT) à celui d'une diète témoin rencontrant les recommandations du NCEPATPIII (NCEP) sur les différentes caractéristiques associées au syndrome métabolique dans une cohorte de femmes ménopausées avec surpoids. Cette étude a été effectuée selon un devis en chassé-croisé randomisé au cours duquel 27 femmes ont consommé deux diètes isocaloriques de 6 semaines entrecoupées d'un retour au régime habituel pendant 8 semaines. Suite à l'intervention, la diète LAIT a réduit de façon significative la tension artérielle diastolique (p=0.05) comparativement à la diète témoin alors que toutes les autres caractéristiques primaires du syndrome métaboliques n'ont pas été significativement modifiées. Ces résultats suggèrent que l'ajout du lait à une diète hypocholestérolémiante ne modifierait pas de façon marquée le profil lipidique mais pourrait tout de même diminuer le risque cardiovasculaire par l'entremise de son effet hypotenseur.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020. / La polarisation de concentration et le colmatage membranaire sont deux problèmes communs en électrodialyse qui affectent l’intégrité des membranes et l’efficacité du procédé de déminéralisation du lactosérum doux. L’utilisation des champs électriques pulsés (CÉPs) est l’une des méthodes les plus prometteuses pour contrer ces phénomènes. Néanmoins, les CÉPs n’ont jamais été étudiés pour la déminéralisation de solutions alimentaires complexes comme le lactosérum doux. Sept combinaisons de CÉPs (0.1s-0.1s, 1s-0.1s, 1s-1s, 10s-0.1s, 10s-1s, 10s-10s et 100s-1s) ont été testées pour évaluer leur impact sur la déminéralisation du lactosérum doux en comparaison avec le procédé conventionnel d’électrodialyse en courant continu (CC). Par rapport au CC, il a été démontré que les CÉPs avec les plus hautes fréquences, tels que 0.1s-0.1s (5 Hz), amélioraient le taux de déminéralisation de 81 % pour le même nombre de charges transportées tout en diminuant l’énergie consommée de 20 % pour le même taux de déminéralisation. Quelle que soit la condition de CÉP testée, un gain en transfert de masse élevé a été observé au début de la période d’impulsion, ce qui causait une chute du potentiel électrique des membranes environ 10 fois plus élevée que les valeurs moyennes observées en CC. Ce gain rapide en transfert de masse, présent seulement au début de la période d’impulsion, a permis la formation de phénomènes complexes, semblables à ceux observés en régime de courant surlimite, tels qu’un glissement électroosmotique de second degré avec l’émergence de vortex électroconvectifs (VEC) et la dissociation des ions H+ des acides faibles. Les CÉPs de haute fréquence donnaient lieu à une répétition plus fréquente de ce gain, en plus d’avoir un temps de pause suffisamment court pour maintenir les vortex. Ainsi, malgré le temps de pause de la condition 0.1s-0.1s (la plus haute fréquence testée), sa durée de traitement totale a été la même que le CC pour atteindre le même taux de déminéralisation tout en diminuant les variations de pH et l’énergie consommée. / Concentration polarization phenomena and membrane fouling remain the most common problems in electrodialysis (ED) that alter irreversibly the membrane integrity and decrease the process performance. The use of pulsed electric field (PEF) in ED is one of the most promising methods to counteract these both types of limitations. Nevertheless, PEF-ED has never been studied for the demineralization of complex food solutions such as sweet whey. Seven PEF combinations (0.1s-0.1s, 1s-0.1s, 1s-1s, 10s-0,1s, 10s-1s, 10s-10s and 100s-1s) were tested to assess their impacts on the demineralization of sweet whey in comparison with the conventional continuous current (CC) process. It was shown that PEF with higher frequencies, such as 0.1s-0.1s (5 Hz), improve the demineralization rate by 81 % for the same number of charges transported while decreasing energy consumption by 20 % for the same demineralization rate in comparison with CC. Regardless of the PEF condition tested, a gain in mass transfer was observed at the beginning of the pulse lapse increasing the potential drop of membranes around 10 times higher than the average value observed in the case of CC. This high gain in mass transfer only present at the beginning of the pulse lapse allowed complex phenomena, similar to those observed in the overlimiting current regime, such as an electroosmotic slip of the second kind with the emergence of electroconvective vortices (ECV) and the dissociation of weak acids from their H+ ions. PEF conditions with higher frequencies have a more frequent repetition of this gain while having a pause lapse short enough to maintain the vortices. Hence, despite the pause lapse of the 0.1s-0.1s condition (the highest frequency tested), its duration was the same as the CC condition to reach the same demineralization rate, with lower pH variations and energy consumption.