Les nanoparticules ultrafines de carbonate de calcium (NPCC) dont la taille n'excède pas 100 nm peuvent trouver leur utilisation dans un large spectre d'applications. En effet, elles se sont révélées importantes comme additif efficace dans l'industrie papetière et dans l'industrie plastique. Récemment, les NPCC ont ouvert la voie à la libération contrôlée de molécules bioactives. Le développement de NPCC synthétisées spécifiquement pour des besoins particuliers est un nouveau secteur de recherche innovateur qui vient renforcer le domaine déjà attractif des nanotechnologies. L'objectif principal de ce projet de maîtrise est de synthétiser les nanoparticules de carbonate de calcium par différentes méthodes à savoir par précipitation en phase aqueuse, par emulsion simple et par double emulsion. L'effet de paramètres opératoires tels que la vitesse d'agitation, le temps d'agitation, la température et les concentrations en ions calcium et carbonate sur la taille et la morphologie des particules synthétisées a été évaluée. Les particules synthétisées ont été caractérisées par diffraction de rayons X (XRD), microscopie électronique par transmission (TEM) et par analyse thermogravimétrique (TGA). La calcite et l'aragonite sont les principaux polymorphes obtenus tels que révélés par les analyses XRD. L'augmentation du temps d'agitation fait diminuer la taille des particules. L'effet de la vitesse d'agitation se traduit par une diminution de la taille des particules entre 300 et 14000 rpm où la taille minimale est atteinte. Au-delà de cet intervalle, le phénomène d'agrégation produit une augmentation de taille des particules. L'élévation de la température conduit à l'augmentation de la taille des particules par modification de la solubilité de la calcite et l'apparition de l'aragonite à partir de 80°C. Les concentrations des ions calcium et carbonate sont les paramètres clés dans le contrôle de la taille des NPCC à cause du degré de saturation qu'ils apportent en solution. En effet, une augmentation de la concentration d'ions calcium conduit à une diminution de la taille des NPCC alors que le contraire est observé avec celle des ions carbonate.

Les résidus fibreux de canneberge et de bleuet issus du processus d’extraction des polyphénols ont été étudiés pour tenter de les valoriser pour des applications nutraceutiques. Ces travaux se sont plus précisément intéressés aux fibres alimentaires et à leurs polyphénols associés. Ces deux composantes sont reconnues pour leurs effets positifs sur le système digestif dont notamment le maintien de la santé de la flore intestinale. Les résidus fibreux de canneberge et de bleuet obtenus en laboratoire ont été caractérisés pour leurs contenus en polysaccharides non-amidonnés totaux (54,3% pour la canneberge et 46,5% pour le bleuet), solubles (respectivement 21,9% et 21,5%), insolubles (respectivement 32,4% et 25%) et leurs compositions respectives en monosaccharides. Les mesures rhéologiques des fibres (capacité de rétention d’eau, d’huile, capacité de gonflement et viscosité) ont montré des propriétés physiques avantageuses en comparaison à d’autres types de fibres. Le contenu en proanthocyanidines non-extractibles fut alors mesuré par lecture spectrophotométrique (1,3% pour les fibres de canneberge et 2,4% pour celles de bleuet). Une technique utilisant un agent chaotrope fut spécifiquement développée pour obtenir une fraction significativement réduite en polyphénols (contenant respectivement 0,6% et 0,9% de proanthocyanidines). Les fibres brutes et réduites en polyphénols ont alors été administrées à des souris pour tester leurs impacts respectifs sur la flore intestinale. L’ajout de fibres brutes a fait augmenter la concentration de Clostridium coccoides et de Clostridium leptum et diminuer le compte de Lactobacillus alors que celui de Faecalibacterium praunsnitzii a uniquement augmenté avec les fibres réduites en polyphénols mettant en avant un probable effet inhibiteur des polyphénols sur F. prausnitzii. Des souches probiotiques ont alors été cultivées in vitro avec des fibres natives et réduites en proanthocyanidines. Un effet bifidogène ainsi qu’une augmentation de la croissance de Lactobacillus salivarius ont été observés lors de l’ajout de fibres de canneberge et de bleuet. Selon le type de bactérie, les effets différentiels observés avec les fibres brutes ou réduites en proanthocyanidines montrent la capacité de la flore à métaboliser les polysaccharides et leurs polyphénols associés mais aussi un potentiel effet inhibiteur des composés phénoliques. Les fibres de canneberge et de bleuet pourraient ainsi constituer des prébiotiques favorisant indirectement la réduction du risque lié à certaines maladies chroniques intestinales. / The process of polyphenol extraction from cranberry and blueberry yields a fibrous matter that was studied for a potential valorization in nutraceutical applications. More precisely, this work focuses on the dietary fiber content and its associated polyphenols. These two compounds were acknowledged for their positive effects over the gastro-intestinal tract including the preservation of a healthy colonic microbiota. The polyphenol extraction process was replicated in laboratory in order to obtain cranberry and blueberry fibrous matter. These extracts were analysed for their contents in total non-starch polysaccharides (NSP) (54,3% for cranberry and 46,5% for blueberry), soluble NSP (respectively 21,9% and 21,5%), insoluble NSP (respectively 32,4% and 25%) and their respective monosaccharides composition. Rheological measurements (water and oil retention capacities, swelling capacity and viscosity) showed advantageous physical properties compared to other types of fibers. Subsequently, the non-extractable proanthocyanidins contents were quantified by spectrophotometric reading (1,3% for cranberry fibers and 2,4% for blueberry fibers). A method, employing a chaotropic agent, was specifically designed to produce fibers with a significantly reduced content in non-extractable proanthocyanidins (respectively containing 0,6% and 0,9% of PAC). Both native and modified fibers were fed to mice in order to assess their respective impact on intestinal flora. The addition of native fibers was associated with an increase in the concentration of Clostridium coccoides and Clostridium leptum and a diminution of the count of Lactobacillus whereas the concentration of Faecalibacterium praunsnitzii was exclusively increased by the use of fibers reduced in polyphenols. This observation highlighted a potential inhibitory effect of polyphenols on F. prausnitzii. Probiotics strains were therefore cultured in vitro with native and modified fibers. A bifidogenic effect and an increase of the Lactobacillus salivarius concentration were observed when substrate was cranberry or blueberry fibers. According to the type of bacteria, the differential effect monitored between native and proanthocyanidins reduced fibers underlies the flora capacity to metabolize fibers and their associated polyphenols and also a potential inhibitory effect from phenolic compounds. The cranberry and blueberry fibers could therefore constitute prebiotics that favor indirectly the reduction of gastro-intestinal diseases risks.

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 transport est un maillon indispensable de la production porcine, néanmoins considéré comme l’étape la plus stressante. Cette thèse avait pour objectifs d’identifier les facteurs de stress à l’origine des réactions physiologiques et comportementales des porcs d’abattage pendant le transport, ainsi que de développer des moyens de réduire ces réactions de stress. 
 
 Les travaux ont tout d’abord permis de préciser l’effet de facteurs liés à l’environnement du camion. Il a été montré que le déchargement des porcs était facilité en utilisant une rampe de pente inférieure ou égale à 21o, en l’absence de marche en bas de la rampe et lorsque l’angle d’entrée à la rampe était inférieur ou égal à 30o. Les résultats ont aussi permis de souligner que la longueur de la rampe pouvait négativement affecter la perception de la rampe par l’animal. Il a ensuite été montré que les animaux souffraient de l’exposition au froid lors de transports dans les conditions climatiques hivernales canadiennes et ce, d’autant plus que les transports étaient longs (18 h). L’exposition au froid avait rendu les animaux moins enclins à s’allonger au sol dans le camion (sol trop froid) et avait causé une augmentation du métabolisme (lutte contre le froid) ainsi qu’un état de soif plus important.
 
 Cette thèse a également permis de montrer que des facteurs liés à l’expérience et à la manipulation de l’animal contribuaient au stress du transport. Nous avons observé qu’un exercice quotidien contribuait à lui seul à faciliter la manipulation des porcs et à réduire leur réponse cardiaque, alors qu’une exposition préalable à une rampe n’avait pas eu d’effet bénéfique sur leur réponse pendant le chargement. Enfin, les résultats de la présente étude soulignent l’importance de la durée de la période de repos sur la capacité d’adaptation au stress en mettant en évidence que si les porcs ne pouvaient pas suffisamment se reposer après un exercice, alors la récupération suite à une nouvelle exposition à l’exercice était négativement affectée.
 
 Cette thèse souligne que des améliorations liées à la configuration du véhicule et à la manipulation des animaux sont à apporter afin d’améliorer le bien-être des porcs d’abattage pendant le transport.
 / Transportation is necessary, but has been reported as the most stressful step of swine production. This thesis aimed at identifying stressors contributing to physiological and behavioural stress responses of market-weight pigs during transport, and to develop means of reducing those stress reactions.
 
 This thesis demonstrated the effect of stressors associated with vehicle design. It was found that unloading pigs was easier when a ramp with a slope equal to or lower than 21o, no step at the bottom of the ramp, or an angle of entrance equal to or lower than 30o was used. Results also highlighted that ramp length could be detrimental to the way the animal perceived the ramp. Results also showed that under Canadian climatic conditions, long transports (18 h) in cold weather appear to be more detrimental to pig’s welfare. Exposure to cold temperature made pigs reluctant to rest on cold floors and caused an increase in metabolism (cold coping mechanism) and thirst.
 
 This thesis also demonstrated that factors associated with animal handling and previous experience could contribute to the stress of transport. It was found that daily exercise, by itself, improved the ease of handling and reduced cardiovascular response, while it appeared that a previous exposure to a ramp had no beneficial effects. Results also highlighted the importance of rest duration on the capacity of adaptation to stress, by demonstrating that when pigs are not initially given enough rest to recover from exercise, the recovery from a subsequent exposure to the same exercise is negatively affected.
 
 Overall, this thesis suggests that some improvements in truck design and animal handling should be made in order to improve the welfare of market-weight pigs during transport.


Cette étude visait à suivre l’abondance relative d’une combinaison de quatre souches de Fusarium graminearum au cours du processus d’inoculation artificielle de parcelles d’orge. Trois amplicons présentant des polymorphismes (SSR, SNP) spécifiques ont été examinés par pyroséquençage 454 sur des échantillons récoltés à tous les stades (souches pures, mélange des souches, inoculum frais, inoculum au champ, grains d’orges infectés). Seuls les marqueurs SNP ont permis d’obtenir une signature unique à chaque souche et ont permis d’estimer l'abondance des souches dans chaque échantillon. Cette analyse a révélé qu’il était difficile d’obtenir des mélanges parfaitement égaux des souches et que les souches se développaient de manière inégale sur les grains de maïs servant de support à l’inoculum. Au champ, ces différences se sont largement maintenues, tandis que des profils d’abondance distinctifs sont apparus sur les trois sites d’essai chez les grains d’orge infectés, mais sans différences significatives entre les cultivars d’orge. / The aim of this study was to track the evolution of a combination of four Fusarium graminearum strains within a mixed inoculum and the ensuing stages of artificial inoculation on barley cultivars. Three amplicons containing specific polymorphisms (SSR, SNP) were examined by 454 pyrosequencing on samples collected at all stages of the process (pure strains, strain mixture, primary inoculum, inoculum in the field and infected barley kernels). Only SNP markers provided unique and accurate signatures for each strain. This analysis revealed that it was difficult to obtain perfectly equal mixtures of strains and that these strains differ in their development on corn kernels used as a growth medium for the inoculum. In the field, these differences remained, while distinctive abundance profiles were detected in infected barley kernels samples at the three nurseries; however, no significant differences between barley cultivars were observed.

L’huile d’argousier (Hippophaё Rhamnoides L.) présente un grand intérêt thérapeutique à cause de ses propriétés médicinales. Trois types d’huiles de différente composition sont extraits du fruit: celles de la pulpe, des grains et de la pelure. Plusieurs méthodes d’extraction, notamment celle par solvant ou par fluides supercritiques, peuvent être utilisées. Cependant, la méthode d’extraction employant des enzymes, qui a montré des bons résultats pour extraire des huiles de différents fruits et légumes, a été très peu utilisée pour l’obtention de l’huile d’argousier. Dans ce travail, trois hydrolases capables d’hydrolyser la paroi cellulaire de la pulpe et des grains, ont été choisies pour l’extraction d’huile d’argousier (cv. Indian Summer). Le rendement d’extraction a été comparé à celui obtenu par l’extraction avec chloroforme-méthanol, utilisée comme méthode de référence. Pour l’huile de la pulpe, les résultats obtenus avec les enzymes commerciales Viscozyme L et Pectinex Ultra SP-L ont montré de meilleurs rendements, 22,64 ± 0,3 % et 19,23 ± 0,3 % respectivement à pH 4,0. Les grains-pelure ont été sujets à l’extraction avec deux mélanges d’enzymes, Celluclast-Pectinex Ultra SP-L et Celluclast-Viscozyme, comparés à un témoin (sans enzymes) en présence et absence d’hexane. Il s’est avéré que les deux mélanges d’enzymes donnent des résultats similaires. Une augmentation d’environ 28,0 % d’huile des grains-pelure a été obtenue en présence d’enzymes en comparaison à l’extraction témoin utilisant l’hexane. La composition des huiles obtenues par les différentes techniques n’a pas présenté des différences significatives pour un même type d’huile. L’huile de pulpe est caractérisée par des teneurs élevées en acides palmitique (36,3%), palmitoléique (40%), et faibles teneurs en acides oléique (4,61%) et linoléique (9,78%), alors que l’huile des grains-pelure (huile mixte) exhibe des teneurs relativement élevées en acides palmitique (20,6%), palmitoléique (20,0%), linoléique (22,97%) et linolénique (20,83%). L’analyse de triglycérides corrobore bien les résultats des acides gras. / Sea buckthorn oils (Hippophaё Rhamnoides L.) have therapeutic interest due to their medicinal properties. Three oil types of different composition can be extracted from the fruit: soft parts (pulp, peel) and seeds. There are many extraction methods such as those with solvents or supercritical fluids that have been successfully used for sea buckthorn. However, the use of enzymes for extraction of sea buckthorn oils has not been studied yet, although this method has shown good results for other fruits and vegetables. In this study, three hydrolases capable to hydrolyze the pulp and seed cell walls have been chosen to extract sea buckthorn oils (cv. Indian Summer). The extraction performance was compared to those obtained with the extraction with chloroform-methanol, used as a reference method. Results obtained for pulp oil extraction with commercial enzymes Viscozyme L and Pectinex Ultra SP-L, showed the best yields of 22,64± 0,03% and 19,23±0,03%, respectively, at pH 4.0. The seed-peel oil was extracted with two enzymes mixtures, Celluclast-Pectinex Ultra SP-L and Celluclast-Viscozyme, and compared to the control, which was an extraction in presence or absence of hexane. Both enzyme mixtures showed similar results in terms of extraction yield. An approximate increase of 28.0 % of seed-peel oils were obtained when using enzymes compared to the control extraction. The oil composition obtained using the above techniques do not present significant differences with literature values for each type of oil. Pulp oil was characterized by high contents of palmitic acid (36.3%), palmitoleic acid (40%), and low contents of oleic (4.61%) and linoleic (9.78%) acids, whereas, the seed – peel oil (a mixed oil) contained moderate amounts of palmitic (20.6%), palmitoleic (20.0%), linoleic (22.97%) and linoleic (20.83%) acids. The triglyceride analysis corroborated the fatty acids results.

La culture de la fraise (Fragaria) est l’une des productions fruitières les plus répandues dans le monde. Ce petit fruit se cultive dans toutes les provinces du Canada et le Québec est considéré comme le leader canadien de cette production. Par contre, la culture fait face à des problèmes récurrents de maladies telluriques qui limitent les rendements. Pour pallier les problèmes phytosanitaires, on explore la possibilité de cultiver les fraisiers dans des systèmes hors-sol. Bien que la culture hors-sol des fraisiers se répande partout à travers le monde, les fruits issus de cette culture sont différents de ceux obtenus en culture au champ du point de vue de la qualité et du goût. L’objectif du présent projet est d’accroître la productivité et d’améliorer la qualité des fruits des fraisiers remontants cultivés hors-sol en optimisant la fertilisation. Nous avons comparé trois solutions nutritives afin de déterminer les rapports K/Ca et K/N favorisant l’obtention d’un meilleur goût des fraises et celle d’un rendement plus élevé. De plus, nous avons étudié l’effet de l’application foliaire de calcium sur le maintien de la texture et sur la durée de conservation des fruits. Les travaux ont porté sur deux sélections génétiques : Seascape de l’Université de la Californie et Charlotte du CIREF en France. De manière générale, la fertilisation potassique provoque une augmentation de la fermeté, sans toutefois influencer l’acidité et la teneur en sucres des fruits. De plus, le nitrate améliore les rendements. Les deux variétés ne répondent pas de la même façon à la fertilisation. De son côté, le Ca foliaire n’a pas eu d’effet sur la fermeté, ni la durée de conservation des fruits.

Afin de tester l’impact de l’égrappage à la floraison et de la maturité sur les cépages hybrides Seyval blanc et Vandal-Cliche, un dispositif expérimental incluant trois niveaux de charge fruitière (100, 70, 40 %) et de maturité (prématurité, maturité, postmaturité), répété trois fois, a été mis en place en 2012 et 2013. Chez le Seyval blanc, malgré une réduction du rendement de 22%, l’égrappage a permis d’augmenter le ratio de la surface foliaire/kg fruits de 41% et d’augmenter de la teneur en solides solubles totaux des moûts de 8%. Chez le Vandal-Cliche, l’égrappage a permis d’augmenter le ratio de la surface foliaire/kg fruits (68%), mais a causé une augmentation des C6 herbacés. Chez les deux cépages, l’impact de la maturité a été similaire sur la composition chimique, mais différente sur les composés volatils. La résistance de la pellicule a été un descripteur sensoriel efficace pour évaluer la maturité.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / La microfiltration (MF) est un procédé membranaire permettant de séparer les micelles de caséines (CN) des protéines sériques (PS) du lait grâce à des pores ayant un diamètre de 0,1 μm. Le rétentat obtenu est enrichi en CN, tandis que le perméat contient des PS sous forme native. La membrane céramique à gradient de perméabilité (GP) a été développée récemment dans le but de réduire l’encrassement à long terme, ce qui permet des flux de perméation élevés et une meilleure séparation des protéines. À ce jour, les conditions opératoires les plus efficientes pour réaliser la MF du lait n’ont pas été déterminées pour ce type de membrane. L’objectif de cette étude était donc de caractériser l’effet de différentes pressions transmembranaires (PTM), différents facteurs de concentration volumique (FCV) et de la diafiltration (DF) sur l’efficience du procédé. Un bilan de matière a été réalisé à la suite du dosage des solides totaux, ainsi que de l’azote total, non caséique et non protéique. La consommation énergétique du système de MF a également été mesurée in situ. Les résultats obtenus démontrent qu’un FCV de 1,5X permet d’obtenir la meilleure séparation des protéines, tout en ayant un flux de perméation plus élevé et une plus faible consommation énergétique. Lorsque le FCV est plus élevé, les pertes totales de CN dans le perméat et la consommation énergétique deviennent plus importantes, ce qui réduit la rentabilité du procédé. Les étapes de DF réduisent l’efficience du procédé en augmentant la durée de filtration et la quantité de perméat généré de façon considérable, sans permettre d’obtenir une quantité satisfaisante de PS supplémentaires dans le perméat. Les résultats obtenus pourront bénéficier aux transformateurs laitiers lors de la prise de décision quant à la pertinence d’effectuer la MF du lait avec la membrane céramique GP. / Microfiltration (MF) is a membrane process used to separate casein (CN) micelles from serum proteins (SP) of milk using 0.1 μm pore diameter membranes. The resulting retentate is enriched in CN, while the permeate contains native SP. The graded permeability (GP) ceramic membrane has been recently developed to reduce long-term fouling, which improves permeation flux and protein separation. To date, the most efficient operating conditions to achieve MF of milk have not been determined for this type of membrane. The objective of this study was to characterize the effect of different transmembrane pressures (TMP), volumetric concentration factors (VCF) and diafiltration (DF) on the process efficiency. Mass balance measurements were carried out following the determination of total solids, total nitrogen, non-casein nitrogen and non-protein nitrogen. The in situ energy consumption of the MF system was also measured. Results obtained showed that a VCF of 1.5X provided the best separation of proteins, while allowing the highest permeation flux and the lowest energy consumption. When the VCF was higher, the total losses of CN in the permeate increased, as well as energy consumption, which reduces the process profitability. DF steps reduced the process efficiency by increasing the filtration time and the amount of permeate generated, without increasing significantly the transmission of additional SP in the permeate. Results will benefit dairy processors in decision making about the potential of MF of skim milk with GP membrane.

Les entraineurs représentent une source d’information et d’influence importante pour les jeunes athlètes quant aux choix et aux comportements alimentaires. Cependant, la plupart des entraineurs n’ont pas de formation en nutrition et leurs connaissances sont insuffisantes pour encadrer adéquatement les athlètes à ce sujet. La majorité des entraineurs ont l’intention de recommander l’hydratation, alors qu’un peu moins de la moitié ont l’intention de recommander les glucides ou les protéines aux athlètes. La norme subjective et la perception de contrôle (PC) représentent des déterminants clés de leur intention de recommander ces pratiques alimentaires. Ces données ont permis l’élaboration d’une intervention visant l’amélioration des pratiques alimentaires recommandées par les entraineurs. Les résultats suggèrent qu’une intervention basée sur la théorie du comportement planifié combinée à un algorithme favorisant la prise de décision éclairée quant aux recommandations de nutrition sportive semble efficace pour maintenir les connaissances et améliorer les pratiques alimentaires recommandées par les entraineurs. / Coaches are a major source of nutrition information and influence for young athletes. Yet, most coaches do not have specific or formal training in nutrition and their knowledge is insufficient to properly guide their athletes on this topic. These observations show that the majority of coaches have the intention to recommend hydration, whereas less than half have the intention to recommend carbohydrates or proteins to their athletes. Subjective norm and perceived behavioral control (PBC) represent key determinants of coaches’ intention to recommend these sports nutrition practices. These data led us to the development of an intervention aimed at improving coaches’ advice regarding sports nutrition. The results suggest that a theory-based intervention combined with decision-making algorithm on sports nutrition recommendations appears to be effective in maintaining coaches’ knowledge in sports nutrition over time, and in having coaches providing better sports nutrition advice to athletes.