L'influence de la variété de blé sur la qualité du pain de blé entier a été évaluée. L'objectif ultime était de vérifier l'effet de la composition des fibres alimentaires de quatre variétés de blé du Québec (Brio, Pollet, Barrie et Celtic) sur la qualité du pain de blé entier. Les paramètres étudiés incluaient le volume du pain et la teneur en fibres alimentaires solubles et insolubles (hémicelluloses, cellulose et lignine) des grains, des fractions de mouture (farine blanche, remoulages, son) et du pain blanc ou de blé entier. La variété de blé affectait beaucoup plus le volume du pain de blé entier que celui du pain blanc; cependant, ces différences n'étaient pas causées par la teneur en fibres alimentaires des farines de blé entier. Si le son de blé était très friable ou s'il absorbait peu d'eau, le pain de blé entier était peu volumineux. La teneur en amidon résistant et, dans une moindre mesure, en fibres insolubles de la farine augmentait à la suite de la cuisson du pain.

L’objectif du projet présenté dans ce mémoire était d’évaluer l’impact de trois systèmes de production d’œufs de consommation soit les cages conventionnelles, les cages aménagées et les volières de ponte sur les performances zootechniques et le bien-être des poules pondeuses. Pour ce faire, le nombre d’œufs par jour, la consommation d’aliments, la propreté, la localisation des œufs, des analyses de la qualité interne et externe des œufs, des prises de sang, des évaluations de l’état corporel et des observations directes des poules ont été enregistrées sur un total de 360 poules pondeuses (Lohmann LSL-Lite) âgées entre 19 et 36 semaines, logées en groupe de 30 poules dans 12 chambres indépendantes. Les résultats ont confirmé que la production est similaire pour la cage conventionnelle et la cage aménagée et plus faible pour la volière de ponte. Les œufs obtenus dans la volière étaient plus légers et par conséquent, les poids moyens du jaune et de la coquille et les rapports jaune/albumen étaient statistiquement plus faibles. Le jaune d’œuf des poules dans la volière était plus foncé. De plus, les observations directes ont montré que le niveau d’agressivité se manifestant par des coups de bec reçus et donnés était plus élevé chez les poules en volière. Cette différence s’explique peut-être par la taille élevée du groupe. Le confort et le comportement des bains de poussière étaient plus exprimés dans les cages aménagées et dans les volières que dans les cages conventionnelles. Aucune différence significative n’a été observée pour les ratios hétérophiles/lymphocytes (H/L) et l’état du plumage et des pieds entre les systèmes de logement. Les résultats de l’étude démontrent que le système de cages aménagées représente une alternative intéressante pour la production d’œufs, permettant à la fois de maintenir un meilleur taux de production et de mieux respecter le bien-être des poules.

Ce projet visait à mesurer l’effet de l’enrichissement en polysaccharides d’une matrice laitière sur son comportement rhéologique en digestion in vitro. Le comportement rhéologique de solutions de protéines laitières (3,9%), de gomme xanthane (0,7%), de gomme de caroube (0,7%) et de leurs mélanges, acidifiés par HCl sous agitation, a été suivi durant une digestion in vitro. Le comportement de solutions de poudre de lait écrémé (3,5 et 4% de protéines) enrichies des mêmes polysaccharides (0,7%) et fermentées a aussi été suivi en digestion in vitro. Le mode d’acidification affectait le comportement rhéologique des solutions contenant des protéines. La viscosité des solutions a diminué en cours de digestion, à l’exception des solutions contenant protéines et gomme xanthane dont la viscosité augmentait de l’étape gastrique à l’étape intestinale. L’ajout de polysaccharides à une matrice laitière permettrait donc de moduler sa viscosité lors de la digestion et pourrait ainsi procurer des bénéfices physiologiques. / This project aims to measure the effect of enrichment in polysaccharides of a dairy matrix on its rheological behaviour when subjected to in vitro digestion. The rheological behaviour of solutions containing milk protein (3,9%), xanthan gum (0,7%), carob gum (0,7%) and their binary or ternary mixtures, acidified by HCl with stirring, was followed during in vitro digestion. The rheological behavior of solutions of skimmed milk powder (3,5% and 4% of protein) enriched or not with same polysaccharides (0,7%) and fermented has also been followed during in vitro digestion. The mode of acidification affected the rheological behavior of solutions containing proteins. The viscosity of the acidified and fermented solutions decreased throughout digestion, except for the protein solutions containing xanthan gum for which viscosity increased at the transition from gastric to intestinal stage. Integration of polysaccharides to a dairy matrix would, therefore, modulate its viscosity during digestion and could provide physiological benefits.

Cette étude visait à évaluer le potentiel de valorisation agricole de fractions solides de lisier de porcs (FSLP) issues de systèmes de traitement, sur les bases de la productivité et de la qualité des sols. Les résultats obtenus au terme d'un essai au champ indiquent que l'application de la FSLP a rapidement stimulé l'agrégation du loam limoneux Le Bras, en plus d'accroître ses activités biologique et enzymatique. Des taux élevés de minéralisation de l'azote ont également été observés. Toutefois, compte tenu du caractère temporaire de ces effets, des apports répétés dans le temps seront nécessaires. Lors d'un second essai en cabinets de croissance, des rendements supérieurs en ray-grass et une activité microbienne plus importante ont été obtenus avec l'argile Ste-Rosalie. De même, la FSLP issue du traitement aérobie thermophile a conduit à des rendements supérieurs ainsi qu'à une plus grande disponibilité de l'azote pour la culture, en raison de son contenu élevé en N total et en C facilement minéralisable.

La tavelure du pommier (Venturia inaequalis (Cke.)) est une maladie nécessitant de nombreuses applications de fongicides annuellement. Une réduction du nombre de traitements est possible par un contrôle rigoureux des infections primaires, ce qui limite la production d'inoculum secondaire et ainsi la nécessité de traiter tout l'été. L'objectif de cette étude était de développer un plan d'échantillonnage de la tavelure issue des infections primaires. L'étude de l'hétérogénéité et de la dispersion spatiale des lésions a démontré que les feuilles tavelées ne sont pas distribuées de façon hétérogène selon un patron spatial défini. Un seuil d'intervention, établi comme le niveau de tavelure en dessous duquel la probabilité d'obtenir plus de 1% de fruits tavelés à la récolte est très faible, a été établi à 0,05 feuille tavelée/pousse. Un plan d'échantillonnage séquentiel (PES) a été élaboré pour l'évaluation de l'intensité de tavelure dans un verger. Bien que le seuil d'intervention soit faible, le PES permet d'évaluer l'intensité de tavelure avec un minimum d'observations et un maximum de précision.

Le développement de nouveaux moyens pour traiter les denrées et produits agroalimentaires par l'utilisation des techniques électrochimiques a déjà joué un rôle important dans nombres de procédés. Parmi ces techniques électrochimiques, l’électro-activation, constitue à ce jour une voie nouvelle pour le traitement et l’amélioration de la qualité de produits et de solutions aqueuses en industrie agroalimentaire. L’électro-activation est dite «reagentless technology», c’est-à-dire une technologie qui exclut l’utilisation d’agents chimiques, pour auto-générer les conditions particulières pour le traitement chimique d’une solution alimentaire. Ainsi l'objectif principal de cette étude était de développer une nouvelle approche technologique utilisant l’électro-activation comme méthode électrochimique pour la stabilisation physico-chimique de boissons issues de l’érable. Le but du travail était d'évaluer l’évolution des paramètres électrochimiques que sont le pH, le potentiel d’oxydo-réduction, la transmittance et le degré Brix ainsi que la consommation d'énergie, au cours de l'électro-activation du produit. Afin d'atteindre cet objectif des expériences ont été réalisées en utilisant trois configurations distinctes du réacteur d'électro-activation qui se différencient par la position relative de chacune de la membrane échangeuse de d’anions (MEA)et de la membrane échangeuse de cations (MEC) par rapport aux électrodes et de la nature de l’électrolyte contenu dans la cellule centrale du réacteur : la configuration #1 (Anode / Developing new methods to treat food and food products by the use of electrochemical techniques has played an important role in number of industrial processes. Among these electrochemical techniques, electro-activation is currently a new technology to treat and improve the quality of products and aqueous solutions in the food industry. Electro-activation is called "reagentless technology", which means a technology without the use of chemicals to auto-generate the conditions for chemical treatment of a food solution. Thus the main objective of this study was to develop a new technological approach using electro-activation as an electrochemical method for physico-chemical stabilization drinks from maple. The purpose of the study was to assess electrochemical parameters such as pH, redox potential (O.R.P), the transmittance and the Brix degree and energy consumption during electro-activation of the product. To achieve this objective, experiments were conducted using three different configurations of the electro-activation reactor which differ each over by the position of the anions exchange membrane (AEM) and the cations exchange membrane (CEM) relative to the electrodes and the nature of the electrolyte (NaCl or Na2CO3) contained in the central cell of the reactor : configuration # 1 (Anode

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019. / La formation de biofilms a longtemps été négligée pour expliquer la diminution des performances à long terme des systèmes de filtration industriels à long terme. Les paramètres opératoires de ces systèmes étaient orientés dans le but de maximiser les flux de perméation, sans égard à l’aspect microbien, et les stratégies de nettoyage utilisées ne ciblaient que l’encrassement chimique des membranes. Des biofilms peuvent pourtant se développer à leur surface, et leur tolérance croissante face aux méthodes classiques de nettoyage les rend particulièrement difficiles à contrôler à long terme. Ces travaux de doctorat avaient pour but de mettre en évidence les paramètres qui affectent la croissance des biofilms se formant à la surface des membranes de filtration et ce, afin d’élaborer une stratégie opératoire, applicable en industrie, pour limiter leur développement. Avant ce projet, quelques études avaient démontré la problématique des biofilms, mais celles-ci étaient limitées à des analyses réalisées par des méthodes de culture (microbiologie classique) ou à des observations par microscopie, laissant dans l’ombre la majorité de l’écosystème microbien se développant à la surface des membranes de filtration. C’est pourquoi le premier défi scientifique consistait à développer une méthode d’analyse dressant un portrait global des bactéries composant ces communautés. Une approche métagénomique ciblant le gène codant pour l’ARN ribosomique 16S (amplicon sequencing) a donc été développée à cette fin. Cette méthode a permis de démontrer l’impact de facteurs tels que la nature du fluide filtré, le prétraitement thermique des fluides avant la filtration, la température d’opération, le type de matériau membranaire ou la durée opératoire sur la composition et la vitesse de formation des biofilms. La première partie des travaux a été réalisée à partir de membranes spiralées industrielles échantillonnées en fin de vie utile. Celles-ci ont d’abord révélé l’importance de la nature du fluide filtré sur la composition de l’écosystème bactérien persistant à la surface des membranes de filtration. Ces premières observations industrielles ont ensuite été validées dans un environnement contrôlé à partir de systèmes modèles de filtration tangentielle ou de type « bioréacteur » imitant l’environnement de filtration et le processus d’encrassement microbiologique des membranes. Ces systèmes ont montré comment la réalisation d’une pasteurisation des fluides avant la filtration affecte les proportions des bactéries thermorésistantes et thermophiles à la surface des membranes de filtration. Leur croissance était particulièrement rapide lorsque la filtration était réalisée à haute température (> 40 °C). À ce titre, les systèmes devraient être opérés moins de 10 h consécutives à 50 °C pour éviter la prolifération de ces bactéries. À la lumière de ces travaux, la température et la durée d’opération, ou encore, l’utilisation de membranes présentant une plus faible rugosité pour réaliser l’ultrafiltration de lactosérum sont des paramètres qui présentent un intérêt afin de ralentir le processus de formation des biofilms, voire de favoriser l’implantation d’une microflore « moins nuisible » à la surface des membranes. Cette thèse, réaliste au fait qu’il est probablement impossible d’éradiquer les biofilms des systèmes de filtration, s’inscrit dans un processus de réflexion sur la définition de la qualité microbiologique des produits laitiers industriels à l’ère de la métagénomique. Maintenant que les méthodes de détection moléculaires permettent une caractérisation précise des microorganismes de l’environnement laitier, la quasi-stérilité des systèmes autrefois recherchée n’est possiblement plus la solution la plus judicieuse pour assurer leur innocuité. Cette thèse amène ainsi une nouvelle vision sur les possibles méthodes de prévention des biofilms, lesquels pourraient se transformer en opportunité pour les industriels laitiers. / Biofilm formation was neglected in the past years to explain long-term performance decrease in industrial filtration systems. Indeed, their operating parameters were selected to improve permeation fluxes as a priority without taking into consideration microbial issues, and the cleaning strategies mainly targeted chemical fouling. However, biofilms can be formed at the filtration membrane surface, and their increasing tolerance to classical cleaning solutions makes them difficult to control in a long-term purpose. This doctoral work was done to evidence the parameters that affect the formation of biofilms on filtration membranes, in order to design an industrial strategy limiting their growth. Before this project, few studies had demonstrated the issue, but they were limited to classical culture-based approaches or to microscopy, which certainly overshadowed the major part of the bacterial ecosystem formed on filtration membranes. Solving this analytical issue and to draw a global portrait of the bacteria among these dairy biofilms represented the very first challenge to address. A targeted metagenomic approach targeting the 16S rRNA gene (amplicon sequencing) was developed. This method enabled to characterize the impact of filtration operational parameters such as the nature of the filtered fluid, the heat-treatment of the feed prior filtration, the feed temperature, the membrane type used to perform filtration or the process duration on the formation speed or the composition of biofilms. The first series of experiments consisted in a preliminary study involving industrial spiral-wound filtration membranes sampled at the end of their useful lifetime. These membranes revealed how the nature of the filtered fluid affects the composition of bacterial communities persisting on membranes following membrane cleaning. Industrial observations were later validated in a controlled environment through the conception of model filtration or bioreactor systems imitating the filtration environment and the membrane biofouling phenomenon. It was shown that the pasteurization of the feeds prior filtration increases the proportions of thermoduric and thermophilic bacteria on membranes. Their growth is particularly fast when filtration is performed at higher temperatures (> 40 °C). Consequently, filtration systems should never be operated more than 10 consecutive h at 50 °C to avoid the proliferation of these bacteria. According to the results obtained for this thesis, operational parameters such as the feed temperature, the duration of the filtration process or the use of a smoother membrane surface to perform whey ultrafiltration exhibited potential to reduce the biofilm growth speed, or even to favor the adhesion of “less detrimental” bacteria on membranes. This thesis, realistic to the fact that it may be impossible to eradicate biofilms from filtration systems, is in line with the reflection process to define the microbial quality of dairy products in the metagenomic era. Molecular detection methods now enable an accurate characterization of microorganisms living in the dairy environment. Systems sterility pursued in the past is possibly no longer the best way to ensure food safety. The new vision presented in this thesis introduces a new philosophy to prevent the negative impacts of biofilms, which could be turn into an opportunity for the dairy industry.

Les hydrolysats enzymatiques de protéines de lactosérum sont riches en peptides fonctionnels et bioactifs, ce qui justifient l’intérêt de les fractionner afin de concentrer ou purifier ces molécules. Les techniques membranaires présentent un fort potentiel pour la séparation de ces hydrolysats à l’échelle industrielle, mais des interactions peptide-peptide semblent affecter leur efficacité. Cette étude visait donc à caractériser les interactions peptide-peptide dans un mélange de peptides issus d’un hydrolysat trypsique de β-LG, à identifier les conditions physico-chimiques et les peptides responsables de ces interactions, puis à évaluation l’influence de ces interactions sur le fractionnement de cet hydrolysat par nanofiltration. La focalisation isoélectrique a d’abord été utilisée pour fractionner l’hydrolysat et a permis de démontrer la formation d’agrégats peptidiques à pH acide. Une étude de turbidimétrie a par la suite mis en évidence la solubilité de l’hydrolysat en fonction du pH et de certaines conditions physico-chimiques. Les agrégats obtenus à pH 4 ont été centrifugés et séparés, puis les peptides responsables de cette agrégation ont été identifiés. Parmi ces peptides, la présence de fragments chymotrypsiques a justifié une étude subséquente sur l’activité résiduelle chymotrypsique dans la préparation trypsique, et son impact sur le phenomène d’agrégation des peptides à pH acide. La dernière partie de cette étude a permis d’évaluer l’impact des agrégats peptidiques sur le fractionnement par nanofiltration de l’hydrolysat trypsique de β-LG. Il a été démontré que les interactions peptide-peptide ne nuisent pas au fractionnement, mais semblent plutôt être bénéfiques, et ce en modifiant la couche de polarisation créée en cours de filtration. / Whey protein enzymatic hydrolysates contain several functional and bioactive peptides which justify their fractionatation to isolate such interesting molecules. Membrane separation technologies have an excellent potential for peptide separation but peptide-peptide interactions seem to reduce their efficiency. The objectives of this study were to demonstrate the occurrence of peptide-peptide interactions in a tryptic hydrolysate of β-LG, to identify the optimal physico-chemical conditions and peptides responsible of such interactions, as well as to evaluate the influence of such interactions on the fractionation of this hydrolysate by nanofiltration. Isoelectric focusing was used to fractionate the hydrolysate and to demonstrate a peptidic aggregation phenomena at acidic pH. Turbidimetry was then used to highlight the solubility of the hydrolysate according to the pH and some physico-chemical conditions. Peptide aggregates formed at pH 4 were centrifuged and separated, and peptides responsible for this aggregation were identified. From these peptides, the presence of chymotryptic peptides has justified a study of the impact of residual chymotryptic activity in the tryptic preparation on the aggregation phenomena. The second part of this work allowed the evaluation of the effect of these aggregates on the fractionation of the tryptic hydrolysate of β-LG by nanofiltration. It was shown that peptide-peptide interactions do not impair the fractionation. On the contrary, these interactions taking place in the polarized layer may have a positive impact on the fractionation.

Les producteurs commercialisant en circuits courts doivent, du fait d’un recours limité aux intermédiaires, maîtriser un large éventail de compétences non seulement dans la production primaire, mais également dans la transformation des produits (le cas échéant) et la distribution. Qui plus est, cet élargissement de la profession d’agriculteur s’insère dans un ensemble variable de contraintes et ressources, ce qui complexifie d’autant plus l’organisation du travail. Ce faisant, il devient intuitif d’assumer que ces producteurs peuvent difficilement atteindre un aussi bon niveau de productivité que les producteurs spécialisés, les firmes de transformation et les grandes chaînes de distribution, ne serait-ce que du point de vue de la division du travail où il est admis que la productivité du travail croît avec la spécialisation des actifs. L’étude de l’organisation du travail et des conditions de viabilité de 32 exploitations agricoles québécoises engagées dans les circuits courts, basée sur les principes de la méthode Bilan Travail et sur le concept de système d’activité complexe, montre tout d’abord une très grande hétérogénéité. Une analyse fine de la productivité apparente du travail dans les différents segments d’activité internalisés par les exploitations, montre ensuite une faible productivité au niveau de la production, généralement compensée par une meilleure productivité dans les autres segments d’activité de sorte que la viabilité financière de la majorité de ces systèmes repose, au final, sur les performances en transformation ou en distribution. Ces résultats confirment ainsi l’importance de l’internalisation des métiers pour consolider les revenus de ces exploitations. Nos résultats montrent aussi que la viabilité n’est pas seulement dépendante de la productivité et de la rentabilité. Lorsque les revenus globaux (revenu de l’exploitation et hors exploitation) du ménage satisfont ses besoins, les agriculteurs maintiennent leur système d’activité pour des raisons extra économiques (projet de vie, plaisir au travail, contact avec les clients et reconnaissance sociale). Enfin, certains agriculteurs accordent beaucoup d’importance aux valeurs qu’ils défendent à travers leurs activités agricoles, et ce même lorsque ces choix impliquent des coûts supplémentaires non compensés. Mots clés : circuits courts, méthode Bilan Travail, système d’activité complexe, productivité apparente du travail, viabilité, organisation du travail. / Producers marketing through short food supply chains must, due to limited use of intermediaries, master a wide range of skills not only in primary production but also in processing (where applicable) and distribution. Moreover, this enlargement of the farming profession introduces variable sets of constraints and resources, which complicates further the organization of work. In doing so, it becomes intuitive to assume that these producers can hardly achieve a good level of productivity as other specialized producers, processing companies and large retail chains, supported by the point of view of the division of work where it is recognized that labor productivity increases with the specialization of assets. Our study of work organization and viability conditions of 32 Quebec farms engaged in short food supply chains, based on the principles of Bilan Travail method and the concept of complex activity system, draws first a vast heterogeneity within the cases. A detailed analysis of the apparent labor productivity in the three business segments incorporated by such farms, shows a low labor productivity level in food production, usually offset by improved productivity in other business segments in a way that their financial sustainability majorly depends, ultimately, on their performances in processing or distribution. These results confirm the importance of the internalization of the intermediate segments through the marketing chain to consolidate the revenues of these farms. Our results also show that viability is not only dependent on productivity and profitability. When the total income (income from the farm and from exterior sources) meets household needs, farmers maintain their agricultural activities for factors beyond economic reasoning (life project, fun at work, contact with customers and social recognition). In the end, some farmers give great importance to some principles they defend through their farming profession, even when those choices involve additional non remunerated costs. Key words : short food supply chain, Bilan Travail method, complex activity system, apparent labor productivity, viability, organisation of work.

Nombreux sont les pays, régions, villes et communautés dans le monde, notamment au Québec, qui tournent maintenant leur regard vers leur propre système alimentaire dans le but d’en analyser les forces et faiblesses. La présente étude constitue l’un des volets du projet REPSAQ : Vers une alimentation territorialisée et durable : une recherche participative pour comprendre le système alimentaire de Québec. Ce mémoire présente les résultats de l’analyse du maillon « consommation » du système alimentaire de Québec, qui s’intéresse plus précisément aux consommateurs de la Communauté métropolitaine de Québec (CMQ). Les deux phases successives de cette étude ont permis de mieux comprendre les pratiques et habitudes d’un échantillon de consommateurs à l’égard des aliments produits localement, d’en vérifier les liens avec la qualité nutritionnelle de l’alimentation et d’explorer les barrières et facilitants perçus à la consommation d’aliments locaux selon la Théorie du comportement planifié. Les résultats, rapportés sous forme d’un score Locavore, illustrent un faible recours aux circuits courts de distribution alimentaire ainsi qu’une faible consommation d’aliments produits dans la région ou la province de Québec chez les participants. Une association modeste mais significative entre la qualité nutritionnelle de l’alimentation et le score Locavore a été identifiée. De plus, bien que les attitudes des consommateurs soient très positives à l’égard des aliments locaux, il semble que plusieurs barrières liées à l’offre et au prix nuisent au comportement. Par ailleurs, les grands consommateurs d’aliments locaux paraissent plus informés sur le système alimentaire en général et engagés dans la « cause » de l’alimentation locale alors que les consommateurs occasionnels recherchent plutôt la commodité dans leurs choix alimentaires. Une meilleure promotion, une stratégie d’éducation et de sensibilisation des consommateurs ainsi qu’une modification des stratégies de distribution comptent parmi les pistes identifiées pour favoriser la consommation d’aliments locaux. / Many countries, regions, cities and communities around the world, particularly in Quebec, are now investigating their own food systems in order to analyze their strengths and weaknesses. This study is part of the REPSAQ project: Vers une alimentation territorialisée et durable : une recherche participative pour comprendre le système alimentaire de Québec. This dissertation presents the results of the analysis of the "consumption" link in the Québec City food system, which focuses more specifically on Québec Metropolitan Community’s consumers. The two consecutive phases of this study provided a better understanding of the practices and habits of a sample of consumers with respect to locally produced foods, verified their associations with diet quality and explored perceived barriers and facilitators to the consumption of local foods according to the Theory of Planned Behaviour. The results, reported as a Locavore score, illustrate a low use of short food supply chains and a low consumption of food produced in the region or province of Québec among participants. A modest but significant association between the diet quality and the Locavore score has been identified. In addition, although consumer attitudes towards local foods were very positive, it appears that several barriers such as limited offer and high prices affect behaviour. On the other hand, high consumers of local foods appear to be more informed about the food system in general and engaged in the "cause" of local food, while low consumers seek convenience in their food choices and provisioning schemes. Better promotion, an appropriate consumer education and awareness strategy, and a change in distribution strategies are among the avenues identified to promote the consumption of local food.