La nécessité de valoriser les co-produits laitiers, dans un souci de croissance économique dans ce secteur, a conduit à l'émergence de nouveaux ingrédients. Par exemple, les hydrolysats de protéines lactosériques constituent une source importante de peptides potentiellement bioactifs. Toutefois, l'isolation et la purification de telles molécules semblent nécessaires afin d'améliorer leur bioefficacité. Les peptides peuvent être dessalés par électrodialyse (ED) mais leur colmatage sur les membranes échangeuses d'anions (MEA) et de cations (MEC) diminue l'efficacité du procédé. Dans cette optique, la présente étude a pour objectifs (1) d'identifier, caractériser et quantifier les séquences peptidiques responsables du colmatage des MEA et MEC, (2) de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents au colmatage et (3) d'évaluer l'impact des différents régimes de courant en ED quant-à l'éventuelle prévention du colmatage. Dans un premier temps, le colmatage a été généré en condition statiques sans application de courant puis caractérisé. Dans un second temps, les phénomènes de dissociation d'eau et d'électroconvection ont été étudiés afin d’optimiser le procédé in-situ avec courant. Ainsi, en conditions statiques, les MEA chargées positivement (N+(CH3)3), présentaient un colmatage plus élevé à pH 6 et 10 qu’à pH 2. Les analyses HPLC-MS ont révélé que les peptides VLVLDTDYK, TPEVDDEALEK et IDALNENK (chargés négativement à pH 6 et 10) constituaient 86% du colmatage à ces pH alors qu’aucun peptide n’a été détecté à pH 2. Par conséquent, des interactions électrostatiques entre les charges peptidiques (COO-) et les groupements des MEA se sont établies. Concernant les MEC chargées négativement (SO3-), le colmatage était plus important à pH 6 qu'à pH 2 et 10. En outre, les analyses HPLC-MS ont révélé qu'à pH 6, les séquences ALPMHIR et TKIPAVFK chargées positivement (NH3+) ont établit des interactions (1) électrostatiques peptide/MEC créant une première couche puis (2) hydrophobes peptide/peptide via leurs résidus hydrophobes respectifs générant une seconde couche. Néanmoins à pH 2, le colmatage était moindre alors que ces peptides portaient théoriquement davantage de charges positives. Il est possible qu'à pH acide, les charges membranaires des MEC aient été protonnées (HSO3) et donc non chargées contrecarrant ainsi l'établissement d'interactions électrostatiques. Dans la seconde partie avec application de courant, le colmatage respectif des MEA et MEC a été réduit de 62 et 36 % en conditions électroconvectives. Les résultats démontrent que travailler à pH acide ou en régime post-limite permettrait de limiter voire d'éviter totalement le colmatage des membranes augmentant ainsi leur durée de vie et l'efficacité du procédé. Cette thèse propose différents mécanismes de colmatage en fonction de la nature de la MEI et des caractéristiques physico-chimiques des peptides. L'utilisation future de séquences peptidiques modèles, connues et synthétiques permettrait d'améliorer davantage les connaissances de ces mécanismes. / In the dairy industry, the economical growth led to the necessity of creating high added-value products from low commercial value by-products. For example, whey proteins hydrolysates (WPH) are an important source of peptides potentially bioactive. However, bioactive peptides need to be isolated and purified in order to enhance their bioactivities. The WPH demineralization by conventional electrodialysis (ED) may lead to peptide fouling on anion (AEM) and cation-exchange membranes (CEM) and decrease the process efficiency. Therefore, this study aimed (1) to identify, characterize and quantify the peptide sequences responsible for membrane fouling, (2) to better understand the mechanisms involved in peptide fouling and (3) to evaluate the impact of non-conventional ED modes on fouling. In a first phase, peptide fouling was generated and characterized in static conditions and without applying current. In a second phase, fouling was carried-out in real hydrodynamic conditions using ohmic, limiting and overlimiting currents in order to optimize the demineralization process. Results showed that in static conditions for AEMs, fouling was important at pH 6 and 10 and absent at pH 2. Based on HPLC-MS results, the VLVLDTDYK, TPEVDDEALEK and IDALNENK sequences (negatively charged at pH 6 and 10) represented 86% of the total fouling at these pH values whereas no peptide was detected at pH 2. Consequently, electrostatic interactions were established between the negative peptide charges (COO-) and positive AEM charges (N+(CH3)3). Concerning the CEMs, fouling was more important at pH 6 than 2 and 10. At pH 6, ALPMHIR and TKIPAVFK sequences firstly established electrostatic interactions with the negative CEM charges (SO3-) through their positive residues (NH3+) creating a first layer. Secondly, peptide/peptide interactions occurred through their respective hydrophobic residues creating a second layer. Nonetheless at pH 2, fouling was twice lower whereas peptides carried more positive charges. It is possible that for acidic pH values, CEM charges were partially protonated (HSO3) and consequently neutralized and unable to establish electrostatic interactions. Finally during a demineralization step in hydrodynamic conditions, fouling of AEM and CEM was reduced using overlimiting current by 62 and 36 %, respectively. According to these results, working at acidic pH values or using overlimiting conditions would hamper nay avoid fouling on membranes which would increase their lifetime and effectiveness. Different fouling mechanism models depending on the nature of IEM and the physicochemical characteristics of peptides are suggested in this thesis. In the future, the use of synthetic and well-characterized peptide sequences would enable to improve the knowledge of these mechanisms.

Le nématode doré est un endoparasite sédentaire affectant la culture de la pomme de terre. Les populations de ce nématode peuvent être contrôlées par l’utilisation de cultivars résistants. Le gène H1 confère une résistance presque complète. Le projet visait à introduire par rétrocroisement assisté de marqueurs, le gène H1 dans un cultivar aux qualités agronomiques recherchées. Premièrement, des marqueurs moléculaires liés au gène H1 (TG689 et 57R) ont permis de déterminer au sein des descendances de rétrocroisement les individus qui en sont porteurs. Puis, une approche de génotypage par séquençage (GBS) a été utilisée pour caractériser les individus BC1F1 ayant ce gène. Un catalogue de 5745 marqueurs a été obtenu et une validation par séquençage 454 a confirmé 66,1 % des 250 génotypes analysés. Les marqueurs ont permis de sélectionner parmi les descendants BC1F1 ayant le gène H1, ceux ayant la plus faible contribution allélique provenant du parent résistant.

Le silicium (Si) est ubiquiste dans les sols et plusieurs effets bénéfiques sont associés à son absorption par les plantes. En général, les monocotylédones, dont les graminées, se situent dans le spectre supérieur d'absorption tandis que les dicotylédones, incluant Arabidopsis thaliana, se situent dans le spectre inférieur et répondent faiblement à une supplementation en Si. Dans cette étude, nous avons voulu vérifier s'il était possible d'augmenter l'absorption de Si d'une plante faiblement accumulatrice par l'expression hétérologue de transporteurs d'influx de Si provenant du blé (TaLsil) ou du riz (OsLsil). Nos résultats ont ainsi démontré que la teneur en Si avait augmenté de 3 à 5 fois chez les plantes transformées en moins de 7 jours. Cet influx rapide pouvait toutefois causer des nécroses foliaires, et une distribution appropriée dans les feuilles semble être nécessaire afin de ne pas nuire au développement normal de la plante.

Dans un contexte où la prévalence de l'excès de poids et de l'obésité est élevée, la préoccupation à l'égard du poids est très répandue, et ce, particulièrement chez les femmes. Les conséquences du surpoids sur la santé en font un enjeu majeur de santé publique. En lien avec la problématique du poids, la présence de symptômes dépressifs est également un enjeu important étant donné la prévalence élevée de la dépression, de ses impacts sur la santé et de la vulnérabilité des femmes. Ces deux problématiques pourraient aussi avoir des impacts non négligeables sur les habitudes et les comportements alimentaires. Ce mémoire est consacré à une description plus exhaustive de ces problématiques. Dans le but de fournir un portrait plus précis des femmes préoccupées par leur poids et/ou démontrant des symptômes dépressifs, l'objectif principal du projet de recherche présenté est de mieux comprendre les associations entre les symptômes dépressifs, les habitudes alimentaires, les attitudes et comportements alimentaires et l'indice de masse corporelle chez cette clientèle.

Les jeunes représentent les générations futures de consommateurs. A cet effet, Labrecque et al (2006) se sont intéressés à l'effet de la culture sur les attitudes alimentaires des jeunes consommateurs des collèges et universités du Canada français, de la France et des Etats-Unis. C'est dans la même lancée, que cette étude a tenté de cerner l'effet de l'information nutritionnelle sur l'acceptation et les attitudes des jeunes consommateurs envers les aliments fonctionnels. Après avoir obtenu des facteurs sensés appréhender les attitudes alimentaires des jeunes, à partir de l'analyse factorielle en composante principale, l'analyse de variance ANOVA indique que ceux qui possèdent des connaissances en nutrition (étudiants en nutrition) ont une attitude plus favorable envers les aliments fonctionnels. Une estimation du type probit ordonné a permis de déterminer les facteurs qui augmentent la probabilité d'achat des aliments fonctionnels. Ce sont notamment la confiance aux informations sur les aliments fonctionnels, les bénéfices-santé et les bénéfices-fonctionnels des aliments fonctionnels.

Cette étude visait à étudier la capacité d’un biodéchet calcitique seul ou en mélange avec de matériaux chimiques alcalins ainsi que l’efficacité du procédé d’électro-activation dans la neutralisation de l’acidité et le maintien de conditions alcalines dans un résidu minier sulfuré (RMS). Dans une première série d'expériences, l’évolution du pH du RMS traité avec divers amendements a été suivie en fonction de doses croissantes de coquilles d'œufs de poule (COP) ajoutées seules (2, 4, 6, 8 et 10%) ou en mélange avec 1 et 2% de ciment Portland, 1 et 2% d’oxyde de magnésium (MgO), 1 et 2% de chaux calcique et 1 et 2% de chaux dolomitique. La plus forte dose de COP (10 %) a augmenté la valeur de pH de 2,61 (sans ajout d’amendement) à 7,24. Cependant, les échantillons de RMS mélangés avec COP + ciment (1 – 2%) ou COP + MgO (1 – 2%) avaient un pH très élevé (≥ 8). Les résultats suggèrent que les composés de magnésium ou les produits calcaires riches en oxydes, en hydroxydes et en carbonates, présents dans les RMS chaulés, fournissent une protection à longue terme contre l’acidification anthropique des RMS chaulés. Dans une deuxième série d'expériences, plusieurs essais ont été effectués pour évaluer l’efficacité du procédé d’électro-activation utilisant deux compartiments, l’anode et la cathode, et certains paramètres géométriques, électriques, qualitatifs et quantitatifs, dans la neutralisation de l’acidité des suspensions de RMS introduites dans le compartiment cathodique. Tous les traitements ont influencé de façon significative les valeurs de pHcatholyte. Les résultats ont démontré que l’électro-activation permettait de neutraliser efficacement l’acidité du RMS seul ou en mélange avec COP et également d’obtenir des valeurs de pH fortement alcalines (pHcatholyte 8,0 – 10,0). En outre, l’électro-activation utilisant trois compartiments a permis d’éliminer 80% du fer ferreux d’une solution de FeSO4·7H2O. / This study aimed to investigate the capacity of a calcite biowaste alone or mixed with alkaline chemical materials and the efficiency of the electro-activation process in neutralizing acidity and maintaining alkaline conditions in a sulfide mine tailing (SMT). In a first set of experiments, chicken eggshell residue (CES) alone (2, 4, 6, 8 and 10%) or mixed with cement concrete (1 – 2%), MgO (1 – 2%), calcitic limestone (1 – 2%) or dolomitic limestone (1 – 2%) was used to neutralize sulfide mine tailing (SMT) acidity and to precipitate trace metallic elements. The highest rate of CES (10%) increased the initial tailing pH value from 2.61 (without amendment) to 7.24, indicating that CES had sufficient lime value to increase the pH of acid SMT. However, the SMT samples mixed with either CES + cement (1 – 2%) or CES + MgO (1 – 2%) had a high pH (≥ 8). The results suggested that magnesium compounds and calcareous products rich in hydroxides, oxides and carbonates present in limed SMT would provide long-term protection against acid deposition or re-acidification of limed SMT. In a second set of experiments, several trials were carried out to assess the effectiveness of electro-activation process composed by two compartments, anode and cathode, under different electric, geometrical, quantitative and qualitative parameters, in neutralizing acidity and maintaining alkaline conditions in a SMT alone or mixed with CES introduced into the cathode compartment. All treatments significantly influenced the pHcatholyte. The results demonstrated that electro-activation process is capable of neutralizing the acidity of RMS alone or mixed with COP and also to achieve alkaline pH conditions (pHcatholyte 8.0 – 10.0). In addition, the electro- activation process using three compartments can remove up to 80% of ferrous iron from an aqueous FeSO4·7H2O solution.

La production mondiale du café est limitée aux régions tropicales du globe; sa consommation est cependant élargie au niveau mondial faisant de cette industrie la deuxième en termes de valeur marchande par rapport à toutes les industries confondues. Son évaluation se fait par un panel de dégustation, méthode présentant plusieurs aspects subjectifs. L'ajout d'une méthode objective a donc été envisagé, pour épauler l'évaluation organoleptique. Le %Nose 4200 a été sélectionné, pour sa rapidité et sa simplicité d'utilisation, afin d'analyser douze variétés de café, onze Arabicas et un Robusta. Les résultats obtenus permettent d'observer une distinction entre les origines de café, particulièrement importante entre l'Indien Robusta et les autres Arabicas. Les différences sont plus subtiles entre le Honduras, le Mexicain et le Pérou, qui sont des cafés interchangeables en cours d'année. Ces données pourront être utilisées pour appuyer les évaluations organoleptiques du panel de dégustation.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2015-2016 / Dans le cadre de ce projet, deux expériences ont été réalisées à la ferme expérimentale de l’Université Laval à Saint-Augustin-de-Desmaures visant à améliorer l’extraction des sucres solubles de la biomasse du millet perlé sucré et du sorgho sucré pour une éventuelle production de bioéthanol. L’expérience de 2013 a démontré que l’imprégnation de la biomasse hachée lors d’un premier pressage avec du jus déjà extrait n’a pas amélioré le rendement en jus des deux plantes et les taux d’extraction des sucres (fructose, glucose, sucrose et sucres solubles totaux) n’ont pas été améliorés suite à cette imprégnation. Les taux d’extraction des sucres solubles totaux de la biomasse du sorgho sucré et du millet perlé sucré sont de 26,5% et 28%, respectivement. L’expérience de 2014 avait pour objectif de déterminer l’effet de l’imprégnation de la bagasse du millet perlé sucré et du sorgho sucré sur le taux d’extraction des sucres. Les résultats ont démontré que l’extraction des sucres résiduels est meilleure avec l’utilisation de l’eau pour l’imprégnation de la bagasse pour un deuxième pressage qu’avec le recyclage du jus de premier pressage. Cependant, la durée de l’imprégnation de la bagasse n’a aucune influence sur l’extraction de ces sucres. En imprégnant la bagasse avec de l’eau, environ 36% et 47,5% des sucres solubles totaux ont été extraits de la biomasse du sorgho sucré et du millet perlé sucré, respectivement. / Two experiments were conducted at the Université Laval experimental station in Saint-Augustin-de-Desmaures to improve soluble sugars extraction from sweet pearl millet and sweet sorghum biomass for an eventual production of bioethanol. The 2013 experiment revealed that wetting the chopped biomass for a first pressing, with the already extracted juice, did not improve the juice yield of both crops. Also, the sugars (fructose, glucose, sucrose, and total soluble sugars) extraction rates have not been improved. The extraction rate of total soluble sugars from the biomass of sweet sorghum and sweet pearl millet were 26.5% and 28%, respectively. The objective of the 2014 experiment was to determine the effects of wetting sweet pearl millet and sweet sorghum bagasse on sugars extraction rates. Results demonstrated that the use of water is more efficient in extracting residual sugars than recycling the first pressing juice. However, the wetting duration has no effect on the extraction of these residual sugars from the bagasse. When using water for impregnation, about 36% and 47.5% of total soluble sugars were extracted from sweet sorghum and sweet pearl millet biomass, respectively.

Depuis quelques décennies, le système alimentaire repose principalement sur une agriculture industrielle, spécialisée et de plus en plus concentrée. Il suscite aujourd’hui de vives critiques du fait de ses externalités négatives sur l’environnement, l’occupation du territoire et l’emploi. Parmi les formes émergentes de gouvernance urbaine, figurent diverses initiatives, prises dans de nombreuses villes, visant à favoriser une reconnexion entre l’alimentation et une agriculture de proximité. Mais une ville peut-elle se nourrir localement ? Et à quelles conditions ? L’évaluation du potentiel de relocalisation de la production alimentaire pose de nombreux défis concernant l’échelle pertinente et les indicateurs à mobiliser. Notre recherche conduite dans la région de Québec vise à étudier l’adéquation entre ce qui est produit et ce qui est consommé localement. La méthodologie et le modèle développés permettent de répondre aux interrogations suivantes : Serions-nous capables de répondre à tous nos besoins grâce à la production locale ? Si non, dans quelle proportion ? À partir de diverses bases de données statistiques compilées, notre recherche montre que la zone d’étude pourrait produire 155% des besoins caloriques de sa population. Elle montre aussi que du fait d’une forte présence de l’élevage, la couverture réelle des besoins alimentaires tombe à 38 %. Enfin, par le jeu des échanges intra-canadiens et internationaux, le taux de couverture des besoins locaux par les produits locaux varie, selon les produits consommés, de moins de 5% à plus de 400%. Une enquête terrain nous a permis d’explorer les représentations des acteurs agroalimentaires face à la question de l’alimentation locale. Tous se sont montrés en faveur d’une relocalisation de l’alimentation. Tous estiment en revanche que le prix des aliments locaux est plus élevé, ce qui ne joue pas en leur faveur. Mots clés : système alimentaire local, alimentation locale, capacité de production alimentaire, autosuffisance alimentaire, bassin d’approvisionnement, calorie, Québec. / Based mainly on industrial, specialized and increasingly concentrated agriculture, the food system of the industrialized countries is now highly criticized because of its negative externalities on the environment, land use and employment. In order to reconnect food and agriculture and to reduce the distances traveled by food, many initiatives seek to reduce the number of intermediaries in the food system and bring geographically closer production and consumption. In Canada, large cities have programs that promote local food. We developed a methodology and a model to answer these questions: Would we be able to meet all our needs through local production? If not, in which proportion? From available statistics, we evaluated the potential production of the regions under study (Capitale-Nationale and Chaudière-Appalaches) and then analyzed the adequacy between production and food consumption. Results show that the studied territory could produce up to 155% of the calories needed by its population, but livestock farming pulls the theoretical coverage of food needs down to 38%. The actual coverage rate of local needs by local products varies from less than 5% to more than 400%, depending on the food item. This percentage is unique to the region, but our model could be applied at different scales, and in any region. A field survey allowed us to seek the representation of agri-food stakeholders in the local food issue. All stakeholders are in favor of relocating food. On the other hand, they all believe that the price of local food is higher, which does not play in favor of local food. Key words: local food system, local food, food production capacity, food self-sufficiency, foodshed, calorie, Quebec. / Résumé en espagnol

Les plantes ont développé, au cours du temps, des mécanismes de protection leur permettant de survivre et de se développer en dépit des nombreux stress biotiques auxquels elles sont soumises. Cette thèse doctorale, en trois volets, visait à caractériser les réponses biochimiques et physiologiques de la pomme de terre (Solanum tuberosum) attaquée par un insecte coléoptère, le doryphore de la pomme de terre (Leptinotarsa decemlineata). Le premier volet du projet visait à caractériser l'impact de l'insecte sur le protéome foliaire de la plante, en utilisant comme modèle des plantes traitées avec des larves de doryphore, des plantes soumises à des blessures mécaniques et des plantes infestées par un insecte suceur, le puceron de la pomme de terre (Macrosiphum euphorbiae). Le second volet visait à caractériser le protéome des sécrétions orales du doryphore, avec pour objectif de cerner l'incidence relative des protéines de l'insecte et de la plante hôte aux sites de blessure générés par l'herbivore. Le troisième et dernier volet visait, enfin, à déterminer l'impact des altérations du protéome foliaire de la plante sur ses capacités photosynthétiques, et à mettre en évidence l'impact possible des composantes moléculaires de la plante sur les réponses observées. En résumé, nos résultats ont démontré que plusieurs protéines des métabolismes primaire et secondaire, incluant des protéines associées à la photosynthèse, sont régulées dans les feuilles en réponse au doryphore de la pomme de terre. L'impact négatif de l'herbivore sur plusieurs protéines photosynthétiques, notamment celles du photosystème I, a toutefois des répercussions négligeables sur la capture de lumière par la plante. La seconde phase du processus photosynthétique, en revanche, est affectée de manière notable par le doryphore, vraisemblablement par l'action de molécules provenant aussi bien de l'insecte que de la plante elle-même. Ces résultats suggèrent, dans l'ensemble, un impact spécifique, mais limité du doryphore de la pomme de terre sur le protéome primaire et les fonctions photosynthétiques de sa plante hôte. Ils suggèrent aussi la mise en place de mécanismes compensatoires in planta et la grande plasticité du métabolisme primaire de la plante en réponse à l'herbivore. / Higher plants have developed, over time, a variety of protection mechanisms allowing them to survive and cope with a variety of biotic stress cues in their surrounding environment. The main goal of this three-part doctoral thesis was to characterize the biochemical and the physiological responses of potato (Solanum tuberosum) to defoliation by the coleopteran insect herbivore Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata). The first objective of the project was to characterize the impact of the insect on the host plant's leaf proteome, using as a model plants treated with potato beetle larvae, mechanically wounded plants and plants infested with a sucking/piercing insect, the potato aphid (Macrosiphum euphorbiae). The second objective was to gain some insight about the proteome of potato beetle oral secretions, with the aim of assessing the relative incidence of insect and host plant proteins at wound sites generated during insect feeding. The third objective, finally, was to determine the impact of leaf proteome alterations on photosynthetic capacities of the host plant, and to determine the possible impact of the plant's own molecular constituents on the responses observed. In brief, our results showed that several proteins involved in the primary and the secondary metabolisms, including photosynthesis-related proteins, were regulated in leaves in response to potato beetle feeding. However, the negative impact of the insect on several photosynthetic proteins, notably photosystem I proteins, only had negligible effects on the light capture process by the plant. The second phase of photosynthesis, on the other hand, was significantly affected by the insect, presumably via molecular effectors from both the insect and the host plant itself. These findings suggest, overall, a specific, but somewhat limited impact of Colorado potato beetle larvae on the leaf proteome and photosynthetic capacities of the potato host. They also suggest the possible induction of compensatory mechanisms in planta and the high plasticity of primary metabolism functions in the plant upon herbivore feeding.