Le rendement fromager a toujours été un enjeu majeur pour les fromagers industriels. En valorisant le lactosérum, principal coproduit de la production fromagère, les fromagers réussissent à augmenter ces rendements et diminuer les effluents de production. Cependant, ces opérations pourraient être optimisées. En étudiant un procédé d’injection directe de vapeur (DSI), ce projet visait à optimiser la transformation de concentrés protéiques de lactosérum en ingrédient laitier destiné à l’augmentation des rendements fromagers. La DSI n’ayant pas été utilisée dans ce contexte particulier, le procédé fût modélisé pour décrire son rendement et prédire les propriétés fonctionnelles des agrégats obtenus. Les modèles créés ont permis de décrire des mécanismes de dénaturation et d’agrégation qui n’avaient pas été observées auparavant. Ils ont également permis d’établir que la température et le pH étaient les meilleurs outils pour obtenir les propriétés fonctionnelles idéales pour la réincorporation fromagère. / Cheese yield has always been a major concern for industrial cheese makers. By valorising whey, the main coproduct of the cheese making process, cheese makers can achieve a higher yield and a lower waste output. However, these operations could be optimized. By studying a direct steam injection (DSI) process, this project aimed to optimize the transformation of whey protein concentrates into a dairy ingredient oriented towards the increase in cheese yields. Since DSI has not been used before in this particular context, the process was modelled to describe its yield and predict the functional properties of the aggregates produced. The models created allowed the description of denaturation and aggregation mechanisms that had not been observed before. They have also allowed identifying temperature and pH as the best parameters of the process to achieve the ideal functional properties for cheese reincorporation.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / Des cystatines recombinantes employées en phytoprotection dans des variétés végétales transgéniques ont été étudiées pour les effets d’interférence métabolique qu’elles causaient dans la plante hôte. L’objectif de ce projet était d’évaluer ces effets pléiotropiques à l’aide de lignées de pommes de terre (Solanum tuberosum) exprimant des cystatines de céréales de façon constitutive dans l’ensemble des tissus de la plante. Nos résultats ont montré que la cystatine du maïs CCII induit, dans les feuilles, une activation de protéines endogènes reliées au stress, conférant notamment un effet protecteur contre le champignon Botrytis cinerea. La cystatine du riz OCI, exprimée dans les tubercules transgéniques, a engendré un délai de leur germination et une préservation des principaux nutriments en période d’entreposage. En somme, nos lignées de pommes de terre exprimant une cystatine recombinante démontrent des effets d’interférence métabolique à valeur agronomique éventuellement intéressante.

La diversité génomique de Lactococcus lactis a été évaluée par Hybridation Suppressive Soustractive (SSH) et par ±Multilocus Sequence Type Analysis¿ (MLSA). Les gènes présentant la plus grande diversité sont les gènes de prophages, de réplication plasmidique et les transposases. De plus, pour les souches IL1403, MG1363, SKll et A TCC-19257, des transporteurs (sucre, peptides, acides aminés), des peptidases et des glycosyltransférases spécifiques ont été isolées. Les résultats pour les 21 loci partiellement séquencés pour les souches SK11 , A TCC-I9257, HP, Wg2 et ES ont permis de construire un schéma MLSA optimal avec six gènes, selon le degré de polymorphisme, l'origine des loci et le nombre d'allèles par loci. La similarité des séquences démontre la relation phylogénétique entre les souches, qui peuvent être divisées en deux groupes centrés autour de la souche SK11 et A TCC 19257. Ce projet de recherche a permis de repérer des différences spécifiques entre les souches de Lactococcus lactis tout en présentant l'utilisation d'outils de génomique comparative pouvant être appliqués au domaine alimentaire.

Le présent mémoire s'interroge sur le déséquilibre budgétaire que connait le Programme québécois d'assurance-stabilisation des revenus agricoles (ASRA), un programme de soutien des revenus lié. La littérature abondante sur ce type de soutien permet de dégager plusieurs critiques récurrentes, qui constituent autant de pistes de réflexion quant à la situation actuelle du programme québécois. En se fondant sur ces observations, cette étude se propose de revenir plus en détail sur les différentes composantes de l'ASRA afin de mettre en lumière les liens qui existent entre les différents rôles que joue le programme et son déficit chronique. Il ressort de cette recherche que l'ASRA, en définitive, subventionne davantage qu'il ne stabilise le revenu des agriculteurs. Surtout, dans plusieurs productions, la nature de ce soutien apparait principalement structurelle et non pas concurrentielle, ce qui concoure de façon conséquente au maintien du programme dans une situation de déséquilibre budgétaire.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / La maladie cardiovasculaire (MCV) constitue la première cause de mortalité au Canada. Une meilleure compréhension des composantes héréditaires et nutritionnelles impliquées et de l'interaction entre ces composantes est nécessaire pour établir des stratégies de prévention et de traitement appropriées. Dans cette thèse, des facteurs génétiques et nutritionnels ainsi que des effets d'interaction gène-diète influençant le profil de risque cardiovasculaire ont été identifiés. Une intervention nutritionnelle a démontré une amélioration du profil lipidique de femmes suite à une supplémentation en son d'avoine. Dans une étude transversale, les variations génétiques -115G>A, -840OA et -1830T>C du gène codant pour le Récepteur hépatique nucléaire X (LXRa) étaient associées à des concentrations élevées de cholestérol total et modulaient la relation controversée entre l'apport en cholestérol et le profil lipidique. Des gènes candidats du métabolisme des acides gras (les facteurs de transcription PPARoc, PPARS, la protéine de liaison des acides gras (LFABP) et l'enzyme limitante de la (3-oxydation des acides gras (CPT1)) ont été étudiés pour vérifier leur association avec le profil de risque cardiovasculaire et les effets d'interaction avec l'apport en gras. Lorsque l'apport en gras n'était pas considéré, le polymorphisme LFABP T94A n'était pas associé au profil de risque de la MCV. Par contre, le polymorphisme LFABP T94A ainsi que l'interaction entre le polymorphisme et l'apport en matières grasses expliquaient un pourcentage significatif de la variance observée dans les concentrations plasmatiques d'apolipoprotéine B. Des variations génétiques contenues dans les gènes PPARoc, PPARS et CPT1 étaient associées à plusieurs facteurs de risque de la MCV et l'apport alimentaire en gras interagissait avec ces variations génétiques pour moduler des caractéristiques du syndrome métabolique. Cependant, l'obésité viscérale et ses complications métaboliques n'étaient pas modulées par des variations génétiques du gène codant pour une enzyme du métabolisme des glucocorticoïdes, la lip-HSDl. Finalement, le profil de risque cardiovasculaire était modulé par plusieurs effets d'interaction entre l'apport en gras et des gènes de différentes voies métaboliques de facteurs de risque de la MCV. Ces résultats devront être confirmés dans d'autres études mais suggèrent que des effets d'interaction gène-diète modulent le profil de risquecardiovasculaire. / Cardiovascular disease (CVD) is the leading cause of death in Canada. The identification of genetic and nutritional factors as well as interaction effects between these components is needed to implement prevention and treatment strategies. In the present thesis, genetic and nutritional factors as well as gene-diet interaction effects modulating the CVD risk profile have been identified. First, a nutritional intervention has been conducted and we observed an improvement in the lipid profile of women consuming an oat bran-rich supplement. In a cross-sectional study, genetic variations -115G>A, -840C>A and -1830T>C within the gene encoding Liver X Receptor (LXRa) were associated with increased plasma total cholesterol levels and modulated the controversial relationship between cholesterol intake and the lipid profile. The association between variants within candidate genes involved in fatty acid metabolism (transcription factor PPARoc, PPARÔ, the liver fatty acid-binding protein (LFABP) and the rate-limiting enzyme in fatty acids P-oxidation (CPT1)) and their interaction effects with dietary fat intake on the CVD risk profile was examined. When fat intake was not taken into account, the polymorphism LFABP T94A was not associated with CVD risk factors. However, the LFABP T94A polymorphism as well as the interaction between the polymorphism and fat intake explained a significant percentage of the variance in plasma total apolipoprotein B levels. PPARoc, PPARô and CPT1 genetic variations were associated with several CVD risk factors and fat intake interacts with these genetic variations to modulate some features of the metabolic syndrome. Conversely, visceral obesity was not influenced by genetic variations within the gene encoding an enzyme involved in glucocorticoïd metabolism, 11(3-HSD1. Finally, the CVD risk profile was modulated by several interaction effects between dietary fat intake and genes involved in different metabolic pathways of CVD risk factors. These results need to be confirm in other studies but suggest that gene-diet interaction effects modulate the CVD risk profile.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / L'incorporation de nutraceutiques dans les formulations alimentaires est attrayante bien que problématique en raison de la sensibilité de ces molécules aux conditions environnementales. Cette étude visait donc à développer des véhicules protéiques susceptibles de préserver l'intégrité et l'activité de ces composés bioactifs. Des émulsions gélifiées à froid de P-lactoglobuline ont été élaborées puis caractérisées par rhéologie dynamique et microscopie électronique. Leurs propriétés de dissolution et de libération en conditions gastro-intestinales simulées ont été également déterminées. Les résultats indiquent que l'huile et le calcium gouvernent le processus de gélification et modulent la microstructure ainsi que les propriétés fonctionnelles des émulsions gélifiées. Celles-ci sont par ailleurs gastrorésistantes et empêchent la dégradation de l'a-tocopherol, choisie comme molécule de référence, au cours de la digestion enzymatique. Les travaux montrent que l'utilisation d'émulsions gélifiées à froid de P-lactoglobuline constitue une solution viable pour le transport et la protection des molécules nutraceutiques liposolubles et thermosensibles. / Incorporation of nutraceuticals in food formulations, as a means to modulate risk of disease development, is attractive but problematic as these molecules are unstable to environmental conditions. Our objective was to develop a whey protein-based delivery vehicle to transport and protect such bioactive compounds. Cold-set P-lactoglobulin emulsion gels were produced and characterized using dynamic small strain rheometry and electron microscopy techniques. Their dissolution and release behavior under simulated gastrointestinal conditions was also investigated. Results showed that oil and calcium govern the process of gel network formation and modulate the functional properties of cold-set emulsion gels. The latters, in addition, are gastroresistent and effectively prevent a-tocopherol, chosen as a model molecule, from being degraded during enzymatic digestion. This work confirm the suitability of using cold-set P-lactoglobulin emulsion gels as carriers for fat-soluble and heat-sensitive nutraceutical molecules.

La flocculosine est un glycolipide de 854 Da qui a été reconnu responsable de l'activité antagoniste de Pseudozyma flocculosa, un agent de lutte biologique contre le blanc et principe actif du biofongicide Sporodex®. Il a été démontré récemment que cette molécule avait une activité délétère contre plusieurs microorganismes. Or, selon le dernier rapport de l'organisation mondiale de la santé, les maladies infectieuses arrivent toujours au deuxième rang des principales causes de mortalité au monde. De plus, l'apparition croissante de microorganismes résistants aux agents antimicrobiens a considérablement réduit l'efficacité de l'arsenal thérapeutique disponible, ce qui accentue l'urgence du besoin de nouvelles molécules antimicrobiennes. L'objectif général de ce projet était donc d'évaluer le potentiel antimicrobien de la flocculosine afin de préciser son spectre d'activité, d'évaluer sa toxicité, de clarifier son mode d'action et de définir son implication dans l'écologie de P. flocculosa . En conditions acides, la flocculosine a démontré des effets délétères et très rapides contre une vaste gamme d'agents infectieux comprenant levures et bactéries. De plus, la molécule n'a pas été affectée par les divers mécanismes de résistance présents et l'association de la flocculosine avec l'amphotéricine B a révélé un fort synergisme, suggérant son utilisation comme adjuvant afin de réduire la toxicité et de contourner certaines résistances. Par ailleurs, la flocculosine n'a démontré aucune toxicité sur les différentes lignées cellulaires humaines exposées. Il a aussi été démontré que le glycolipide agissait au niveau de la membrane plasmique et que sa spécificité dépendait de la composition de celles-ci. En outre, ces travaux ont permis de révéler un nouveau rôle de la flocculosine dans le pouvoir adaptatif de P. flocculosa, celui de réserve énergétique. Les études de dégradation ont en effet indiqué que le champignon était capable de cataboliser sa toxine à l'aide d'une enzyme dans certaines conditions limitantes. Cela suggère un rôle beaucoup plus étendu que prévu pour la flocculosine; non pas limité à la protection de la niche écologique du champignon mais aussi impliqué au sein de processus énergétiques complexes. Bref, cette étude a démontré le potentiel antimicrobien de la flocculosine tout en jetant un éclairage nouveau sur ses implications biologiques.

La capacité de la sève d'érable à maintenir la viabilité des souches probiotiques Lactobacillus rhamnosus R0011, Lactobacillus helveticus R0052, Lactobacillus acidophilus LA-5 et Bifidobacterium animalis ssp. lactis BB12 en culture pure ou en combinaison lors d'un entreposage prolongé à 4 °C a été évaluée. La viabilité des cultures pures au sein de sèves de concentration des solides solubles (CSS) différentes (2, 5, 8 et 11 °Bx) a été analysée par dénombrement sur milieu de culture. Après 56 j d'entreposage, les comptes bactériens (CB) de la souche LA-5 étaient nuls alors que les autres souches maintenaient dans les quatre sèves des CB suffisants. La souche LA-5 fut alors rejetée, et la viabilité de l'ensemble des combinaisons possibles des trois souches restantes fut évaluée par dénombrement bactérien sur milieu de culture et par l'utilisation combinée du propidium monoazide (PMA), une molécule capable de distinguer les cellules viables des mortes, et de la qPCR (PMA-qPCR). L'impact sur la viabilité de deux concentrations initiales (CI) d'inoculation (10⁸ UFC/portion et 10¹⁰ UFC/portion) et de trois CSS (2, 5, 8 °Bx) a été analysé. L'acidité engendrée par une CI plus élevée a causé une chute importante des CB des souches R0052 et BB12. Pour les mêmes raisons, à haute CI, la sève de à 2 °Bx a réduit la viabilité de l'ensemble des souches au sein de toutes les combinaisons. Une relation antagoniste mutuelle influant sur la cultivabilité des souches R0052 et BB12 combinées a aussi été observée. La méthode du PMA-qPCR a cependant montré le maintien d'une forte viabilité pour l'ensemble des souches dans toutes les conditions. Ce projet a montré la capacité de la sève d'érable à maintenir la viabilité de combinaisons de souches R0011, R0011 et BB12 à un niveau suffisant pour en faire une boisson probiotique, et de démontrer l'utilité de la méthode du PMA-qPCR pour mesurer la viabilité des souches dans la sève d'érable.

La qualité embryonnaire est un concept en pleine évolution. Depuis quelques années, plusieurs caractéristiques morphologiques ont été étudiées dans le but de définir la qualité des embryons bovins produits in vitro en fonction de ceux produits in vivo. Plus récemment, l'évaluation de l'expression génique embryonnaire a été utilisée comme un nouvel outil pour caractériser un embryon de qualité. Plusieurs facteurs ont potentiellement la capacité de faire fluctuer le niveau d'expression génique des quelques 16 121 gènes connus à ce jour pour être impliqués dans le développement embryonnaire précoce. Parmi ceux-ci, notons la source des complexes ovocytes-cumulus mis en maturation (ponction à partir d'ovaires d'abattoir, ponction transvaginale in vivo, etc.), les milieux de développement (SOF avec ou sans sérum, avec ou sans support cellulaire, etc.), l'environnement de culture embryonnaire (conditions de laboratoire, expérience du manipulateur, etc.) ainsi que la qualité de l'ARN utilisé pour hybrider les biopuces. L'objet de nos démarches expérimentales a été de déterminer la variation de la qualité de l'embryon bovin produit in vitro entre deux laboratoires pour évaluer l'impact de l'environnement de culture ainsi que d'observer la variation d'expression génique présente chez les embryons produits selon différents systèmes de production in vitro. Bien que peu de variations furent observées entre les blastocystes en expansion produits sur deux sites, la proportion de cellules apoptotiques et l'expression génique pour certains gènes liés à l'apoptose se sont avérées être significativement différentes d'un laboratoire à l'autre. Des variations significatives ont également été observées entre la production in vivo et certains systèmes in vitro, où les gènes impliqués dans le métabolisme, la synthèse et la modification des lipides et du cholestérol, ainsi que dans le facteur de transcription Aryl Hydrocarbon Receptor, sont exprimés de façon beaucoup plus marquée. Un nombre imposant de nouveaux transcrits non caractérisés a également été affecté par l'environnement de culture in vitro. Sur le plan du taux de blastocyste, le système in vitro-SOF avec ponction transvaginale des ovocytes a produit les meilleurs résultats, sans engendrer les phénotypes anormaux de la co-culture.

Des travaux antérieurs ont démontré que certains peptides contenus dans la 0- lactoglobuline stimulaient la sécrétion de cytokines pro- ou anti-inflammatoires chez des splénocytes murins, permettant ainsi d'envisager des applications potentielles de ces peptides pour la santé du système immunitaire. L'objectif du présent projet de recherche était d'évaluer l'effet de l'ingestion orale du peptide ß-LG f96-99 chez des souris saines sur la réponse immune. Les résultats ont montré que l'ingestion de ce peptide à des doses de 0,1 et 0,5 mg par jour pendant 7 jours permettait d'augmenter significativement les concentrations d'IgA dans les fèces. Une augmentation significative de la sécrétion d'IL-4 a aussi été mesurée dans les surnageants de culture des splénocytes isolés chez les souris ayant reçu une dose en peptide de 0,25 mg. L'ensemble de ces résultats suggère donc que le peptide ß-LG f96-99 pourrait stimuler la réponse immune adaptative. Il serait donc intéressant d'évaluer l'effet de ce peptide dans des modèles animaux de maladies inflammatoires.