Soixante-dix-sept lots de matières premières (MP) (10 de blé, 10 de triticale, 5 de seigle, 5 d'orge, 7 de maïs, 6 de sorgho, 3 de farine basse de blé, 4 de remoulage de blé, 3 de son de blé, 7 de corn gluten feed, 4 de tourteau de colza, 4 de tourteau de tournesol et 9 de tourteau de soja) ont fait l'objet d'une caractérisation analytique et d'une mesure de digestibilité iléale des acides aminés (AA) sur des porcs, mâles castrés, pesant entre 35 et 100 kg, et préparés en anastomose iléo-rectale termino-terminale. La digestibilité iléale vraie (DIV) de l'azote (N) et des AA de chaque lot de MP a été calculée en corrigeant la digestibilité iléale apparente de l'excrétion endogène basale. Cette dernière a été mesurée au moyen d'un aliment protéiprive. La digestibilité iléale réelle (DIR) des AA des lots de céréales, de tourteau de colza et de tourteau de soja a été calculée après détermination de l'excrétion endogène totale d'AA par régression linéaire multiple.<br />L'excrétion endogène basale d'azote est en moyenne de 1.14 g/kg MSI. L'animal en est le principal facteur de variation.<br />En moyenne, la DIV de l'N des céréales se situe entre 77% pour le seigle et 87-89% pour le blé, le triticale, et le maïs. Celle des issues de meunerie passe de 94% pour les farines basses à 70% pour les sons. Celle du corn gluten feed varie de 62 à 75%, selon le lot. Elle est de 74% pour le tourteau de colza, 81 % pour le tourteau de tournesol et 88% pour le tourteau de soja. La DIV des AA des issues de meunerie, du corn gluten feed et du tourteau de soja peut être prédite à partir de leurs teneurs en fibres insolubles et/ou du pourcentage d'azote lié au résidu NDF (NNDF).<br />En moyenne, l'excrétion endogène spécifique d'N se situe entre 1.1 et 2.1 g/kg MS pour les céréales. Elle est de 3.6 et 7.9 g/kg MS pour, respectivement, le tourteau de soja et le tourteau de colza. Pour la plupart des matières premières, l'excrétion endogène spécifique d'N augmente significativement avec la teneur en fibres insolubles. Toutefois, plus l'animal est léger, plus il semble sensible à une augmentation de la teneur en fibres insolubles, et en particulier en ligno-cellulose, du régime. Par ailleurs, la fibre de type blé serait plus stimulante que la fibre de type orge. Des équations de prédiction de l'excrétion endogène spécifique d'N en fonction de la teneur en ADF (Acid Detergent Fibre) du lot de matière première et du poids de l'animal sont proposées.<br />En moyenne, la DIR de l'azote est supérieure à 95% pour le blé, le triticale et le maïs, elle est de 94% pour le tourteau de soja, 91 % pour le sorgho, 88% pour l'orge, 84% pour le seigle et 86% pour le tourteau de colza.

Les protéines carnées apportent tous les acides aminés indispensables, en quantité équilibrée par rapport aux besoins de l'Homme. La viande étant également une bonne source de vitamine B12 et de fer, son potentiel nutritionnel est très élevé. Ce potentiel pourrait cependant être modulé 1) par une digestion des protéines plus ou moins complète dans l'intestin grêle, déterminant la quantité d'acides aminés absorbés, 2) par une vitesse de digestion plus ou moins élevée, influençant la capacité d'assimilation des acides aminés absorbés. Les procédés de transformation impliqués dans la préparation des viandes peuvent générer des modifications physicochimiques des protéines. Leurs conséquences sur la mise à disposition des acides aminés constitutifs ont été peu étudiées. Après avoir déterminé l'impact des opérations unitaires de transformation de la viande sur les caractéristiques biochimiques et structurales des protéines, les conséquences sur les paramètres de digestion ont été étudiées, in vitro, sur des extraits myofibrillaires, et in vivo en utilisant le miniporc comme modèle animal. L'approche protéomique est utilisée, en parallèle, pour comparer la composition de muscles de porcs issus de modes d'élevage différents et étudier les corrélations avec la digestion. Plusieurs marqueurs protéiques des paramètres de digestion in vitro sont trouvés sur la viande maturée et cuite, et sont liés au processus de détoxification et de contraction musculaire. La cuisson est le procédé qui a le plus d'impact sur les caractéristiques du produit prêt à consommer, l'application de températures croissantes se traduisant par une combinaison progressive de dénaturation, d'oxydation puis d'agrégation des protéines. Le développement d'un modèle de digestion in vitro, sur des protéines myofibrillaires, a permis d'étudier les différents paramètres de digestion pour les différents procédés. Maturation et hachage ont eu peu d'effets sur ces paramètres. Par contre, par rapport à la viande crue, la vitesse de digestion est supérieure pour une température de cuisson de 70°C, ce qui n'est plus le cas à partir de 100°C. Inversement le potentiel de dégradation maximale est plus élevé pour des températures supérieures à 100°C. La mise en relation des caractéristiques de la viande, avec les paramètres de digestion, suggère que pour des températures de cuisson de l'ordre de 70°C, la dénaturation des protéines favorise une dégradation rapide des protéines en accroissant l'accessibilité des sites de coupure pour les enzymes digestives, mais que pour des températures supérieures, l'oxydation conduit à des agrégats qui limitent cette accessibilité. L'étude in vivo, sur le miniporc, a confirmé cette hypothèse, la vitesse d'apparition des acides aminés dans le sang, suite à l'ingestion des viandes étant supérieure pour une température de cuisson à coeur de 75°C, par rapport à des cuissons à 60 ou 95°C. Par contre contrairement à ce qui était observé in vitro, l'utilisation de viande marquée avec un isotope stable (15N), nous a permis de montrer que la température de cuisson n'affecte pas la quantité totale de protéines digérées dans l'intestin grêle (environ 95% des protéines ingérées). En conclusion, parmi les opérations unitaires impliquées dans la préparation des viandes, la cuisson semble être celle qui influence le plus la digestion des protéines. L'équilibre entre les processus de dénaturation et d'oxydation des protéines en fonction de la température de cuisson semble être un point clé dans la détermination de la vitesse de digestion des protéines. Ce paramètre est important notamment dans le cadre de la nutrition des personnes âgées. Par contre, les compensations au cours des étapes de la digestion font que ces différences de vitesses ne se traduisent pas par des différences de digestibilité dans l'intestin grêle. / In France, meat consumption represents one third of the total protein intake. Meat proteins have a high content of well-balanced essential amino acids near to Human needs. Meat is also a good source of vitamins B12 and iron. Its nutritional potential is thus very higher, but it could be modulated 1) by a protein digestion in the small intestine more or less complete (digestibility), determining the amount of absorbed amino acids, 2) by a speed of digestion higher or lower, affecting the postprandial utilization of absorbed amino acids in protein metabolism. Technological treatments involved in the meat preparation can generate physical-chemical changes of protein. Their impacts on the availability of constitutive amino acids (quantity, kinetics) have been little studied. After determining the impact of unitary operations on meat processing (aging, mincing, cooking) on the biochemical and structural characteristics of proteins, the effect on digestion parameters were studied in vitro on myofibrillar extracts, and in vivo using the minipig as an animal model. The proteomic approach is used in parallel to compare the composition of pig muscles from different rearing methods and study the correlations with digestion. Several protein markers of in vitro digestion are found for both aged and cooked meat, linked to detoxicant process and muscle contraction. The cooking is the process that has the greatest impact on characteristics of "ready-to-eat" product, the application of increasing temperatures (70, 100 and 140°C) resulting in a progressive combination of denaturation, oxidation and then of protein aggregation. Development of an in vitro digestion model (pepsin alone or coupled with trypsin/α-chymotrypsin), on myofibrillar proteins, was used to study the various parameters of digestion (initial slope, maximum rate, time to maximal rate, half-life time and maximal degradation) for the different processes. Aging and mincing have little impacts on these parameters. However, compared to raw meat, the rate of digestion is higher for a cooking temperature to 70°C, which is no longer the case for temperatures above 100°C. Conversely, the potential of maximal degradation is higher for temperatures above 100°C. Linking characteristics of meat with digestion parameters, suggests that for cooking temperatures of around 70°C, denaturation of proteins promotes rapid degradation of proteins by increasing the accessibility of digestive enzymes to their cutting sites, but for higher temperatures, oxidation leads to aggregates that limit accessibility. In vivo study on the minipig, confirms this hypothesis, the rate of appearance of amino acids in the blood following meat ingestion is higher with a core cooking temperature to 75°C, compared to cooking with 60 or 95°C. Furthermore, contrary to what observes in vitro, the use of meat labeled with a stable isotope (15N), we show that the cooking temperature are not affect the total amount of digested proteins in the small intestine (about 95% of ingested proteins). In conclusion, among the unitary operations involved in the preparation of meat, the cooking seems to be the one that most influence the digestion of proteins. The balance between the denaturation processes and protein oxidation according to the cooking temperature appears to be a key point in determining the speed of proteins digestion. This parameter is particularly important in the context of elderly nutrition. As it does not impact on the protein digestibility in the small intestine, the cooking temperature appears as an interesting lever to modulate the speed of meat protein digestion, according to the targeted consumer.

Afin d’évaluer la qualité alimentaire et l’efficacité métabolique des aliments mixtes combinant différentes sources protéiques végétales ou des sources protéiques végétales/animales, deux aliments de base, les pâtes alimentaires et les gels laitiers, ont été choisis comme vecteurs et ont été enrichis par des farines ou des protéines de légumineuses. La structure de la fraction protéique des aliments mixtes a été étudiée à l’échelle moléculaire. La relation entre cette structure et la digestibilité in vitro et in vivo des protéines a été évaluée. L’effet de la formulation et/ou du procédé de fabrication de ces aliments mixtes sur le métabolisme protéique in vivo a été étudié chez des rats jeunes en croissance et des rats âgés. Le changement de la formulation des pâtes alimentaires, c'est à dire l’incorporation de trois farines de légumineuses différentes (féverole, lentille ou pois cassé), génère des modifications de structure du réseau protéique influençant la digestibilité des protéines. Les études animales montrent que la qualité alimentaire des pâtes enrichies en légumineuses est comparable à celle d’une protéine animale comme la caséine et ce, quel que soit le type de légumineuses utilisé. La rétention protéique corporelle et la synthèse protéique musculaire des rats âgés, consommant des régimes iso- protéiques à base de pâtes alimentaires enrichies en légumineuses ou de caséine, sont comparables. Elles restent cependant inférieures à celles induites par les protéines solubles du lait. L’utilisation de gels laitiers enrichis en protéines de féverole chez le rat a révélé un effet de la formulation et du procédé de gélification sur la digestion et la rétention protéiques. La digestibilité in vivo des protéines est plus élevée chez les rats consommant le régime contenant le gel fermenté mixte composé de protéines de caséine et de féverole comparativement à son homologue de même composition mais acidifié par voie chimique. La rétention protéique est encore améliorée chez les rats ayant consommé le régime contenant le gel fermenté composé de protéines de caséine, de féverole et de lactosérum. Ces aliments enrichis en légumineuses, riches en protéines, équilibrés en acides aminés indispensables commencent à être disponibles sur le marché. Ils pourraient être proposés à la population âgée notamment dans des situations physiopathologiques impliquant une perte de protéines corporelles. / In order to assess food quality and metabolic efficiency of mixed foods combining different vegetable protein sources or vegetable-animal protein sources, two staple foods, pasta and dairy gels, were selected as vectors and enriched with flour or protein extracted from legumes. The protein structure of the mixed feeds was studied at a molecular level. The relationship between this structure and the in vitro and in vivo digestibility of proteins was evaluated. The effect of the formulation and / or manufacturing process of these mixed foods on protein metabolism in vivo has been studied in growing young rats and aged rats. The change of the pasta formulation, ie the incorporation of three different leguminous flours (faba beans, lentils or split peas), generates structural modifications of the protein network influencing the digestibility of the proteins. Animal studies show that the nutritional quality of pasta enriched with legumes is comparable to that of an animal protein such as casein, regardless of the type of legume used. Body protein retention and muscle protein synthesis in aged rats, consuming iso-protein diets based on legume-enriched pasta or casein, are comparable. However, they remain lower than those induced by soluble milk proteins. The use of faba bean protein-enriched milk gels has shown an effect of the formulation and gelation process on protein digestion and retention. In vivo digestibility of proteins is higher in rats consuming the mixed fermented gel diet composed of casein and faba bean proteins compared to its counterpart of the same composition but chemically acidified. Protein retention is further improved in rats fed with a diet containing fermented gel composed of casein proteins, faba beans and whey. These legume-enriched foods, rich in protein, balanced in essential amino acids are beginning to be available on the market. They could be offered to the elderly population, especially in physiopathological situations involving a loss of body proteins.

Actuellement, 70 % de la population mondiale est concernée par la baisse génétiquement programmée de l’activité de la lactase. Pour ces sujets, la consommation de lactose peut entrainer de sévères troubles digestifs. Les produits diététiques étudiés, réhydratés à l’aide de lait par le consommateur, sont donc potentiellement source d’inconforts. La première partie de ce projet s’est par conséquent attachée à développer des moyens permettant l’obtention de produits convenant à la majorité de la population intolérante au lactose. Dans le même temps, de plus en plus conscient du lien étroit liant alimentation, santé et bien être, le consommateur tend depuis quelques années à modifier ses habitudes alimentaires. Cela se traduit par un intérêt grandissant pour les aliments « santé ». La formulation de tels produits se heurte toutefois encore au manque de connaissances quant à la biodisponibilité de certains macro et micronutriments. Ce projet à visée industrielle propose par conséquent d’optimiser la digestibilité de l’amidon et des protéines contenus dans différents produits diététiques destinés à remplacer l’intégralité de la ration journalière. Pour ce faire, la digestibilité de différentes sources d’amidon (blé, maïs, maïs cireux, manioc, pomme de terre, riz et riz cireux) et de différentes protéines (caséines, concentrat de protéines de lait, isolat de protéines de pois, poudre de blanc d’œuf, concentrat de protéines sériques et isolat de protéines de soja) a été étudiée in vitro et comparée / Currently, 70% of the world population is affected by the genetically programmed decline in lactase activity. For these subjects, lactose consumption can cause severe digestive disorders. The studied dietetic products, usually rehydrated with milk by the consumer before use, are hence a potential source of digestive discomfort. The first part of this project deals therefore with development ways in order to obtain suitable products for the majority of lactose intolerant population. Laterraly, increasingly aware of the close link between food and health, consumers tend to change their eating habits. This is reflected by a growing interest in "healthy" foods. The formulation of these products is however still hampered by a lack of knowledge about some macro and micronutrients bioavailability. This industrial project aims to maximize the digestibility of starch and protein contained in dietary products replacing the entire daily ration. The digestibility of different starch sources (wheat, corn, waxy maize, cassava, potato, waxy rice and rice) and different food proteins (caseins, milk protein concentrate, pea protein isolate, egg white powder, whey protein concentrate and soya protein isolate) has thus been studied and compared in vitro

La qualité nutritionnelle des protéines alimentaires dépend de deux paramètres clés : la digestibilité iléale vraie et l'utilisation métabolique des acides aminés (AA) absorbés. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer l'influence de deux facteurs alimentaires (facteurs antinutritionnels et peptides) sur les flux iléaux de protéines endogènes; de valider la technique d'intubation utilisée chez l'homme pour prélever des effluents iléaux; de comparer le métabolisme postprandial d'AA alimentaires suivant leur forme d'ingestion; d'évaluer la validité du modèle porc pour prédire la digestibilité protéique chez l'homme. Les investigations se sont déroulées chez le rat, le porc et l'homme. Les effluents iléaux étaient collectés chez le rat après euthanasie, chez le porc vivant équipé d'une canule en aval de la valve iléo-caecal et chez l'homme conscient équipé d'une sonde naso-iléale. L'azote (N) et les AA endogènes iléaux étaient déterminés suite à un repas protéiprive (PP), un repas contenant de la caséine, intacte (C) ou hydrolysée (HC), marquée avec l'isotope stable 15N ou un repas à base d'AA libres (A) mimant la composition de la caséine et privé de certains AA non essentiels afin de mesurer directement leur flux endogènes. De plus, la centrifugation et ultrafiltration des effluents HC permettaient de déterminer les protéines endogènes iléales et le recyclage d'N alimentaire (15N). Les facteurs antinutritionnels issus d'un extrait brut de haricots (Phaseolus vulgaris), ingérés au niveau habituel de consommation chez l'homme, augmentaient les flux iléaux de protéines endogènes (rat, repas PP). Après adaptation au repas, le bilan azoté corporel per se n'avait pas d'influence sur les flux iléaux de protéines endogènes (rat, repas PF et A) mais les peptides alimentaires (repas HC) augmentaient les flux iléaux d'AA et N endogènes par rapport au repas PP. Les peptides alimentaires (HC), comparés aux peptides libérés naturellement dans l'intestin au cours de la digestion (C), n'augmentaient pas les flux iléaux de protéines endogènes (rat, porc, homme). Le recyclage d'N alimentaire dans les protéines endogènes était maximal chez le rat nourri en continu, plus faible chez le porc nourri en aigu et minimum chez l'homme nourri en aigu (respectivement : 65, 21 et 11%). Par ailleurs, ces recherches ont montré que l'intubation naso-iléale utilisée pour prélever des effluents iléaux chez l'homme était une méthode juste et que le porc était un modèle valide pour prédire la digestibilité iléale vraie chez l'homme. Enfin, la forme d'ingestion des AA alimentaires (HC ou C) influençaient le devenir métabolique des AA alimentaires, en particulier par rapport aux cinétiques de catabolisme des AA. Cependant, la valeur nutritionnelle était, au final, similaire pour HC et C.

L'amidon contenu dans les céréales est une source glucidique fréquemment utilisée dans l'alimentation des chevaux athlètes pour couvrir leurs besoins en énergie. Une partie de ce travail est consacrée à l'adaptation de la technique des sachets mobiles pour mesurer la digestibilité antécæcale de l'amidon. Cette méthode in sacco a permis de mettre en évidence que l'origine botanique est un facteur contrôlant l'intensité de la digestion antécæcale de l'amidon. Selon la source d'amidon, des digestibilités antécæcales comprises entre 36 % et 99 % ont été mesurées. Ces résultats permettent de proposer des données de référence, pour différentes matières premières, afin de prendre en compte le paramètre " amidon digestible en antécæcal ", dans le rationnement des chevaux. Un autre volet de ce travail est consacré à l'étude des mécanismes mis en ?uvre pour digérer l'amidon. L'étude des facteurs biotiques et abiotiques associés à la digestion des polysaccharides dans les différents compartiments du tractus digestif a mis en évidence la présence d'un écosystème microbien en antécæcal. Parce que le mode de digestion de l'amidon, chimique ou biologique, conditionne le rendement énergétique de ce glucide, des travaux complémentaires sur le rôle de l'écosystème gastrique et la partition de la digestion en antécæcal sont nécessaires pour une valorisation optimale de l'énergie fournie par l'amidon.

L'objectif de cette étude a été d'évaluer la productivité et la valeur nutritive de 13 espèces de graminées natives, issues de prairies permanentes de fertilité moyenne, et de comprendre les bases fonctionnelles de ces processus grâce à la mesure de traits fonctionnels aériens. Ces espèces ont été cultivées en culture pure dans un dispositif factoriel complet, croisant deux facteurs de gestion : la fréquence de coupe (3 ou 6 coupes par an) et le niveau de fertilisation azotée (120 et 360 kg N ha-1 an-1). Nous montrons que des syndromes distincts de traits d'effet déterminent la productivité et la valeur nutritive. Les différences de nutrition azotée (indice de nutrition et efficience d'utilisation de l'azote) entre espèces affectent la productivité aérienne. Deux traits (teneur en azote et teneur en matière sèche des limbes) se démarquent comme indicateurs de la productivité et de la valeur nutritive des espèces étudiées. Celles ci ont été classées en quatre groupes selon la valeur de leurs traits. Une augmentation de la fréquence de coupe a modifié des traits foliaires entraînant une baisse de digestibilité des limbes, ce qui a été interprété comme une stratégie d'évitement du pâturage. Une réduction de l'apport d'azote a entraîné une augmentation de la teneur en matière sèche et de la durée de vie des feuilles, ce qui a été interprété comme une stratégie de conservation des nutriments. Les espèces issues d'habitats plus perturbés présentaient des valeurs de traits qui tendaient à réduire leur digestibilité. Nos résultats soulignent la diversité fonctionnelle élevée des graminées prairiales, diversité qui contribue à la coexistence de ces espèces dans la prairie permanente et favorise la stabilité de la production et de la valeur nutritive dans cet écosystème.

Le pâturage, principal mode d’alimentation en zone tropicale, est souvent dévalorisé car il est associé à des performances animales jugées insuffisantes, et peut avoir des effets néfastes sur l’environnement. Même si l’alimentation à l’auge permet de meilleures productions, ce mode de conduite présente également des inconvénients, en termes d’investissements, de rentabilité économique, d’impact des rejets sur l’environnement et de qualité des produits. Une intensification de la conduite au pâturage semble donc une voie d’avenir, mais nécessite une meilleure connaissance de ce mode de conduite et de ses conséquences sur l’alimentation et les performances des animaux. Il apparait également nécessaire de comparer l’élevage au pâturage et à l’auge sur des critères homogènes, en dissociant les composantes de ces modes de conduite.L’objectif de la thèse est d’évaluer et de comparer la conduite au pâturage et la conduite hors sol, en tenant compte également de la distribution ou non de concentré, sur l’alimentation, la croissance, les caractéristiques d’abattage et la consommation d’eau. Dans un premier temps, nous avons étudié au cours d’une expérimentation, les effets de ces deux modes de conduite sur la croissance, les caractéristiques d’abattage et de carcasse de taurillons Créoles abattus à deux âges (précoce vs tardif). Les taurillons à l’auge avaient une croissance plus rapide, des poids de carcasse plus élevés, ainsi que des carcasses plus grasses. Nous avons observé qu’abattre plus tardivement au pâturage (17 et 21 mois vs 14 et 17 mois à l’auge), permettait d’atteindre des poids finaux similaires à ceux obtenus à l’auge et des carcasses de meilleure qualité, plus riche en muscle. Nous avons expliqué la majorité de nos résultats par les effets combinés des modes de conduite et de l’alimentation et avons voulu étudier leurs effets respectifs. Dans un second temps, l’étude des effets du mode de conduite a été faite dans un premier temps, par le biais d’une méta-analyse. Les performances des animaux à l’auge étaient meilleures qu’au pâturage, mais ces effets dépendaient de la stratégie de complémentation. De cette méta-analyse est également apparu le manque d’études auge vs pâturage sur l’alimentation et à ration égale. Afin d’étudier les effets respectifs du mode de conduite et de la stratégie de complémentation, un dispositif analytique avec des taurillons élevés à l’auge et au pâturage complémentés ou non avec du concentré a été mis en place. Dans un premier temps, une étude méthodologique menée grâce à ce dispositif nous a permis d’identifier que la SPIR permettait la meilleure estimation de la dMO, l’OMI et la MODI au pâturage. Les résultats de l’étude analytique ont montré que les animaux au pâturage utilisaient mieux leur alimentation pour leur croît que ceux à l’auge et la stratégie de complémentation influençait davantage ces variables que le mode de conduite. Avec une stratégie de complémentation appropriée, les animaux au pâturage peuvent atteindre des performances similaires à celles obtenues à l’auge. / Grazing, main way of feeding ruminants in the tropics, is often undervalued because it is associated with animal performance deemed insufficient, and may have adverse effects on the environment. Even if stall feeding allows better production, this way of feeding has drawbacks in terms of investment, profitability, impact of emissions on the environment and product quality. Intensification of grazing seems a way forward, but requires a better understanding of this way of feeding and its impact on feeding and animal performance. It also appears necessary to compare grazing and stalls feeding on homogeneous criteria, separating the components of these modes of management.The aim of the thesis is to evaluate and compare stalls and pasture feeding environment, taking into account also the distribution or not of concentrate on feeding, growth, slaughter characteristics and water consumption. At first , we studied in an experiment , the effects of these two feeding systems on growth, slaughter and carcass characteristics of Creoles bulls slaughtered at two ages (early vs. late ). Bulls fed in trough grew faster, had greater carcass weight and fatter carcasses. We observed that a later slaughter of grazing animals (17 and 21 months vs. 14 and 17 months in stalls), allowed to reach final weights similar to those obtained in stalls and carcasses richer in muscle. We explained most of our results by the combined effects of feeding environment and complementation strategy and wanted to study their effects. In a second step, the study of the effects of feeding environment was made in first instance, through a meta-analysis. Stalls fed animals had greater performances than pasture fed ones, but these effects depended on complementation strategy. This meta-analysis also highlighted the lack of knowledge on intake and digestibility at pasture, which is a limitation on attempts to compare with measurements carried out in trough-fed animals. To investigate the relative effects of feeding environment and complementation strategy, we conceived an analytical trial with Creole bulls reared in stalls and at pasture, supplemented or not with concentrate. First of all, this analytical trial was the support of a methodological study, which identified that the NIRS method allows the best estimate of the OMD, OMI and DOMI at pasture. The analytical trial showed that grazing animals had better feed efficiency feed for their growth than stall fed ones and complementation strategy influenced more these variables than feeding environment. With an appropriate strategy for complementation, grazing animals can achieve similar performance to those obtained at the trough.

Les aliments à base de plantain, connu comme riche en amidon résistant, sont largement consommés dans les pays du sud. Le contrôle de la digestibilité de l'amidon du plantain cuit implique la maîtrise de ses propriétés physicochimiques qui varient en fonction des conditions de cuisson et qui résultent de processus de transport (énergie, eau), de transformations et de réactions. Ces travaux de recherche ont pour but de mieux comprendre ces processus. Pour y parvenir, l'effet combiné de la température (T) et de la teneur en eau (X) sur le degré de gélatinisation (α) a été mesuré par DSC. Les proportions d'amidon rapidement digestible (RDS) et résistant (RS) mesurées par une méthode enzymatique in vitro, ont été étudiées sur un aliment modèle (farine + eau) à partir des variétés Dominico Harton et Harton. Les deux diagrammes d'état de l'amidon ont été représentés par un modèle de Weibull. Les effets combinés de T et X sur RDS ou RS peuvent être regroupés dans α; quel que soit l'historique thermohydrique de l'amidon. Ainsi, deux relations adimensionnées sont proposées pour prévoir le RDS et le RS en fonction uniquement d'α. Les écarts de comportement (gélatinisation et digestibilité) de l'amidon de l'aliment modèle et d'un morceau de plantain ont été mesurés et attribués aux effets de structures. Le modèle de prédiction de la digestibilité a été couplé à un modèle 2D traduisant les transferts d'énergie et d'eau durant la cuisson de cylindres de plantain. Le modèle simule bien les profils de température, de taux de gélatinisation et de gain en eau. Une diffusion de type capillaire a été observée en début de cuisson à 50 °C alors qu'au-delà (75 – 100 °C), le transport d'eau s'opère par diffusion moléculaire. La digestibilité est essentiellement pilotée par les transferts d'énergie. Ainsi pour du plantain prêt à être consommé, les degrés de liberté pour moduler le RDS et le RS sont limités ; en revanche, pour des produits pré-gélatinisés, des cuissons à températures intermédiaires (75 – 80 °C) permettraient d'obtenir des produits à faible impact glycémique. Toutefois, la sélection variétale du type de plantain est certainement le moyen en amont le plus souple pour contrôler la digestibilité des produits.Mots clés : plantain, amidon, gélatinisation, digestibilité, modélisation. / Plantain-based foods are widely consumed in southern countries. Plantain is well known for its high resistant starch content. Controlling the digestibility of cooked plantain starch involves managing its physicochemical properties. These vary depending on the cooking conditions and are a consequence of transport processes (energy, water), transformation and reactions. This research work aims to further our understanding of the different processes. To achieve this, the combined effect of temperature (T) and water content (X) on the degree of starch gelatinization (α) was measured by DSC. The proportions of Rapidly Digestible Starch (RDS) and Resistant Starch (RS) were measured using an in vitro enzymatic method and studied using a model food (flour + water) based on Dominico Harton and Harton varieties. Both starch state diagrams where represented using a Weibull model. The combined effects of T and X upon RDS or RS can be summarized by α, irrespective of the thermohydric history. Thus, two dimensionless relations were proposed to predict RDS and RS as a function of α. The difference in the starch behaviour (gelatinization and digestibility) between the model and a piece of plantain were measured and determined as structural effects. The digestibility prediction model was coupled with a 2D model that predicts the energy and water transfer during the cooking of the plantain cylinders. The model provides satisfactory simulations for temperature, degree of gelatinization and water gain profiles. A capillary-type diffusion was observed at the start of cooking at 50 °C, whereas at higher temperatures (75 – 100 °C), water transport is controlled by molecular diffusion. Digestibility is essentially driven by energy transfers. Thus, for ready-to-eat plantain, the freedom to modulate RDS and RS is limited. However, for pre-gelatinized products, products with a low glycemic impact could be obtained at intermediate cooking temperatures (75 – 80 °C). Prior selection of the plantain variety is certainly the easiest way to control product digestibility.Key words: plantain, starch, gelatinization, digestibility, model.

Afin d’approfondir les connaissances sur les liens entre la structure et les propriétés nutritionnelles de pâtes alimentaires, des pâtes de structures contrastées ont été produites en modifiant la formulation et/ou le procédé de fabrication. Leur structure a été caractérisée aux différentes échelles, puis les caractéristiques définies ont été reliées à la digestibilité des protéines et de l’amidon. Le remplacement partiel ou total de la semoule de blé dur par des farines de légumineuses dans la fabrication des pâtes a engendré des changements structuraux à plusieurs niveaux. Un affaiblissement marqué de la structure du réseau protéique proportionnel à la quantité de légumineuses incorporées a notamment été observé, conduisant à une amélioration de la digestibilité in-vitro des protéines. La digestibilité in-vitro de l’amidon était en revanche maintenue à son faible niveau voir même réduite. L’application de différentes températures de séchage a amplifié les modifications de la structure des pâtes enrichies en légumineuses. Ces différences s’atténuaient toutefois après cuisson, n’engendrant de fait aucune modification marquée de la digestibilité in-vitro des protéines entre une pâte cuite préalablement séchée à basse ou à très haute température. Les teneurs en facteurs antinutritionnels étaient réduites par le procédé de fabrication et de cuisson des pâtes. A quantité égale de protéines consommées, l’étude in-vivo a révélé une augmentation de la croissance et de l’efficacité azotée chez les rats nourris avec les pâtes mixtes blé/fèverole (65/35) par comparaison aux rats nourris aux pâtes 100% blé. L’assemblage blé/fèverole constituait un mélange protéique efficace pour la croissance des rats jeunes, probablement du fait de son profil équilibré en acides aminés, et de la structure affaiblie du réseau protéique. Par ailleurs, les différentes températures de séchage appliquées aux pâtes n’ont pas engendré de différence au niveau de la rétention azotée in-vivo. Les spécialités pastières développées au cours de ce travail de thèse sont jusqu’à trois fois plus riches en protéines et mieux équilibrées en acides aminés, comparativement à une pâte alimentaire classique. Ces spécialités pastières sont aussi appréciées que leurs homologues qui se vendent sur le marché. En outre, la recette mixte blé/légumineuses peut être adaptée à tout consommateur souhaitant diversifier ses apports en protéines, mais également à certaines populations spécifiques, notamment aux personnes âgées. La recette 100% légumineuses peut concerner les personnes intolérantes au gluten. Ces spécialités pastières pourraient de ce fait, trouver une large application à l’échelle industrielle. / In order to reinforce our knowledge about the links between structural and nutritional properties of pasta, pasta with contrasting structures were produced by modifying the formulation and/or the manufacturing process. Pasta structure was then characterized using a multiscale approach and linked to the digestibility of protein and starch fractions. The modification of pasta formulation by partial or total substitution of durum wheat semolina by legume flours changed pasta structure at various scales. A marked weakening in the structure of pasta protein network proportional to the level of legume protein incorporated was observed and related to an improvement of the in-vitro digestibility of pasta proteins. Interestingly the in-vitro starch digestibility was maintained at its low level or even reduced in mixed pasta. Changing pasta drying temperature amplified changes in the pasta structure. These differences, however, were reduced after cooking pasta resulting in unchanged in-vitro protein digestibility between cooked pasta dried at low or very high temperature. Anti-nutritional factors were also reduced by the manufacturing and cooking steps. In-vivo study revealed a better growth and nitrogen efficiency in rats consuming the same quantity of proteins from wheat/faba (65/35) mixed pasta in comparison with animals fed with 100% wheat pasta. This was probably related to the better amino acid balance, and to the weakened protein network in mixed pasta. The change in drying temperatures did not allow modifying protein retention. Pasta developed in this thesis are up to three fold richer in proteins than traditional wheat pasta, and more balanced in essential amino acids. Produced pasta are appreciated by the consumer as well as their counterparts found on the marked. Mixed wheat/legume may be adapted to the elderly people, whereas 100% legume pasta may be consumed by gluten intolerant subjects. Produced pasta may therefore find wide application at the industrial scale.