La flore microbienne est un ensemble de micro-organismes comme les bactéries, archées, eucaryotes inférieurs et virus, jouant un rôle important dans l’équilibre d’un écosystème. Cette flore reste encore mal définie car en 2012, seules ~30% des micro-organismes de la flore intestinale humaine étaient caractérisés, et moins de 50% des micro-organismes de la flore fromagère traditionnelle étaient caractérisés au niveau fonctionnel. Depuis 2006, les séquenceurs à ADN de seconde génération permettent d’analyser directement le contenu génique d’un prélèvement de flore sans contrainte d’isolement ou de culture. Toutefois, les séquences d’ADN générées ne sont pas structurées en génome et sont hautement fragmentées, freinant considérablement l’analyse et l’exploitation de ces données. Dans ce travail, nous avons développé de nouvelles méthodes dites de métagénomiques quantitatives, car elles permettent de regrouper les courtes séquences d’ADN ayant la même abondance au sein de plusieurs échantillons métagénomiques, pouvant provenir d’une même espèce microbienne.Au niveau du microbiote intestinal humain, nous avons structuré un catalogue de 3,9 millions de gènes de la flore intestinale humaine en 741 unités ou « clusters » correspondant à des génomes de bactéries, d’archées et d’eucaryotes, que nous appelons espèces métagénomiques (MGS) et 6640 unités correspondant principalement à des génomes de virus, plasmides et divers ilots génomiques comme des CRISPR, que nous appelons unités métagénomiques (MGU). Cette méthode de structuration a ensuite été utilisée pour faciliter des analyses d’associations de la composition de la flore intestinale avec des maladies humaines comme la maladie de Crohn, l’obésité ou le diabète de type 2. Enfin, au niveau des flores alimentaires, nos méthodes ont été utilisées pour constituer un catalogue de 134 génomes d’espèces bactériennes fromagères et caractériser la flore de surface de fromages traditionnels. Ceci nous a permis de détecter la présence de nouvelles bactéries alimentaires, pouvant enrichir la liste des bactéries à possible intérêt technologique dans les produits laitiers fermentés. / The microbial flora is a micro-organism complex containing for example bacteria, archaea, lower eukaryotes and viruses, which play an important role in ecosystem equilibrium. This flora remains poorly defined as in 2012, only ~30% of the intestinal flora micro-organisms have been characterized, and less than 50% of traditional cheese floras were characterized at the functional level. Since 2006, the second generation of DNA sequencers have allowed the direct analysis of the genetic content from a microbial flora sample without isolation or culture limitation. However, the DNA reads generated are not structured with respect to genomes and also are highly fragmented, slowing down dramatically the exploitation and analysis of these data.In this work, a new methodology based on quantitative metagenomic are described., This allows the clustering of short DNA sequences with the same abundance in multiple metagenomic samples, which should originate from the same microbial species. A 3.9 million gene catalog has been built from the human intestinal tract microbiota and divided into 741 units or clusters corresponding to bacteria, archaea and eukaryote genomes. These have been defined as metagenomic species (MGS) and 6640 units of them corresponds mainly to viral genomes, plasmids and genetic islands like CRISPR, with the sub-name of metagenomic units (MGU). This methodology was then used to facilitate the association analysis of the intestinal flora composition with human diseases such as Crohn’s disease, obesity or type 2 diabetes. Within, the alimentary flora, our methods have also been used to constitute a 134 genomic catalog of cheese bacteria and characterize them from the surface of traditional cheeses. This allowed the detection of new alimentary bacteria, that will enriched the list of bacteria with potential interest for the commercial exploitation of fermented products.

L’objet de cette thèse est de comprendre le rôle du paysage dans l’analyse de l’ancrage territorial des produits d’AOC en s’appuyant sur l’exemple des AOC fromagères de moyennes montagnes d’Auvergne et de Franche-Comté. La recherche a été menée à partir d’une approche multiscalaire, du territoire d’AOC jusqu’à l’exploitation agricole, lieu de production des objets paysagers mis en image et valorisés dans les supports de communication des filières.Une première hypothèse a été émise, selon laquelle les liens entre produits et paysages sont une fausse évidence. Pour la vérifier, nous avons analysé, à l’échelle des territoires retenus pour l’étude, les modèles paysagers véhiculés dans les documents promotionnels et les règles des cahiers des charges ayant un impact direct ou indirect sur le paysage. Cette première entrée nous a finalement conduit à relever la présence de liens de nature différente entre les régions d’Auvergne et de Franche-Comté.Les analyses menées à l’échelle de l’exploitation agricole se fondent sur une notion de paysage à l’interface des dimensions matérielles (objets) et idéelles (images), et des pratiques agricoles individuelles et collectives. Elles s’appuient en outre sur l’hypothèse de l’existence d’une sensibilité au paysage des agriculteurs qui conditionne les pratiques mises en œuvre dans les exploitations, et, par conséquent, l’absence ou la présence d’objets paysagers emblématiques des produits. Pour que cette sensibilité s’exprime, nous avons élaboré une méthode d’entretien particulière, fondée sur le principe de déconstruction - reconstruction des paysages attachés à des lieux. Au final, la compréhension de ce point de vue paysager et des déterminants des pratiques des agriculteurs nous a conduit à identifier des postures d’agriculteurs relatives à leur métier et à la place de l’animal dans le système. Ces dernières expliquent la force ou la faiblesse des liens entre les images promues et la réalité des systèmes de production. / The objective of this PhD thesis is to analyse the role of the landscape to understand the links between cheeses with a protected designation of origin (PDO) and their area of production. This research was conducted employing a comparative approach between seven typical cheeses from mountainous areas of medium altitude in central and eastern France. We developed a multi-scale analysis,reaching from territory down to farm scale. The farm is the place where the landscape elements which are promoted to the consumers are shaped.The first hypothesis was that seemingly evident relations between landscapes and products are in fact delusive. To verify this, we analysed landscape models presented in promotional documents as well as rules in the product specifications which could have an impact on landscapes, e.g. as a consequence of applied agricultural practices. Results representative on a territorial scale show existing links but the respective underlying mechanism differs between the regions of study.Analysis at farm scale are based on a diversified conception of landscape which takes into account both concrete and symbolic dimensions. At this scale we hypothesised that farmers have a rich perception of the landscapes that influences their practices and, consequently, the presence or absence of emblematic landscape elements on their farm. To analyse these perceptions, we created a specific method of interviews which helped farmers to talk about the landscapes of their farm and about the landscape of the PDO. This method allowed us to show that several farming styles exist, which explain the different strength of links between the cheeses and their area of production.

L'objet de cette thèse est de comprendre le rôle du paysage dans l'analyse de l'ancrage territorial des produits d'AOC en s'appuyant sur l'exemple des AOC fromagères de moyennes montagnes d'Auvergne et de Franche-Comté. La recherche a été menée à partir d'une approche multiscalaire, du territoire d'AOC jusqu'à l'exploitation agricole, lieu de production des objets paysagers mis en image et valorisés dans les supports de communication des filières.Une première hypothèse a été émise, selon laquelle les liens entre produits et paysages sont une fausse évidence. Pour la vérifier, nous avons analysé, à l'échelle des territoires retenus pour l'étude, les modèles paysagers véhiculés dans les documents promotionnels et les règles des cahiers des charges ayant un impact direct ou indirect sur le paysage. Cette première entrée nous a finalement conduit à relever la présence de liens de nature différente entre les régions d'Auvergne et de Franche-Comté.Les analyses menées à l'échelle de l'exploitation agricole se fondent sur une notion de paysage à l'interface des dimensions matérielles (objets) et idéelles (images), et des pratiques agricoles individuelles et collectives. Elles s'appuient en outre sur l'hypothèse de l'existence d'une sensibilité au paysage des agriculteurs qui conditionne les pratiques mises en œuvre dans les exploitations, et, par conséquent, l'absence ou la présence d'objets paysagers emblématiques des produits. Pour que cette sensibilité s'exprime, nous avons élaboré une méthode d'entretien particulière, fondée sur le principe de déconstruction - reconstruction des paysages attachés à des lieux. Au final, la compréhension de ce point de vue paysager et des déterminants des pratiques des agriculteurs nous a conduit à identifier des postures d'agriculteurs relatives à leur métier et à la place de l'animal dans le système. Ces dernières expliquent la force ou la faiblesse des liens entre les images promues et la réalité des systèmes de production.

Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA 129 (Pf) est une bactérie bénéfique utilisée comme levain fromager. Elle présente en outre de nombreuses potentialités probiotiques souche-dépendantes, dont la modulation de l’inflammation. Cette propriété résulte de la production de divers métabolites. Les protéines de surface S-layer (Slps), dont la protéine majoritaire SlpB, y jouent également un rôle immunomodulateur. Les propriétés « 2-en-1 », c’est-à-dire à la fois fermentaires et probiotiques, font de Pf un bon candidat pour développer des fromages fonctionnels, afin de prévenir les maladies inflammatoires intestinales. L’objectif de cette thèse était d’étudier l’impact de la matrice fromagère sur les propriétés immunomodulatrices de Pf, via ses protéines Slps, par comparaison à une culture sur ultrafiltrat de lait (UF). Les études conduites in vitro suggèrent que les bactéries provenant du fromage auraient une meilleure capacité de tolérance aux stress gastriques et duodénaux, mais elleauraient une moindre capacité de survie dans le côlon, par comparaison à des bactéries provenant d’une culture sur UF. De plus, la protéolyse digestive des protéines de surface améliore la survie de Pf dans le côlon. Parallèlement, l’étude de digestion in vitro a montré que la protéolyse des protéines de surface a seulement été réduite par la matrice fromagère. Cette protéolyse conduit à l’abolition des effets anti-inflammatoires des protéines Slps, qui ne sont pas exprimées de novo dans l’environnement colique. Ces résultats obtenus in vitro étaient cohérents avec l’étude in vivo qui a mont / Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA 129 (Pf) is a beneficial bacterium used as a cheese starter. It moreover displays versatile strain-dependent probiotic properties, including the modulation of inflammation. This property results from the production of various metabolites. S-layer surface proteins (Slps), including the major SlpB protein, also play an immunomodulatory role. The "2-in-1" properties, i.e. both fermentative and probiotic properties, make Pf a suitable candidate to develop functional cheeses, in order to prevent inflammatory bowel diseases. The aim of this thesis was to study the impact of the cheese matrix on the immunomodulatory properties of Pf, mediated by its Slps proteins, compared to a culture on milk ultrafiltrate (MUF). In vitro studies suggest that the bacteria from the cheese would have a better ability to tolerate gastric and duodenal stresses, but would have less ability to survive in the colon, compared to bacteria from a MUF culture. In addition, thethe digestive proteolysis of surface proteins improves survival of Pf in the colon. In parallel, the in vitro digestion study showed that proteolysis of surface proteins was only limited by the cheese matrix. This proteolysis leads to the abolition of the anti-inflammatory effects of Slps proteins, which are not de novo expressed in the colonic environment. These results, obtained in vitro, were consistent with the in vivo study, which showed that MUF culture and cheese delivered similar amounts of metabolically active bacteria to the piglets’ colon. This in vivo study showed, however, that t

Une caractéristique nutritionnelle peu connue des fromages est leur potentiel acidifiant, qui se révèle au cours du métabolisme et, à long terme, est susceptible d’induire des effets délétères sur la santé du consommateur. Malgré des conséquences physiopathologiques bien connues, très peu d’études se sont intéressées au potentiel acidifiant/alcalinisant des aliments et aucune à celui des fromages. L’objectif principal était d’évaluer d’une part le potentiel acidifiant des fromages et identifier ses déterminants au cours de la fabrication et d’autre part d’explorer des stratégies d’optimisation technologique permettant de réduire le potentiel acidifiant des fromages, tout en assurant leurs qualités gustatives. Le potentiel acidifiant a été évalué sur la base de l’indice PRAL (Potential Renal Acid Load, en tenant compte des teneurs en protéine, P, Cl, Na, K, Mg et Ca) et de la teneur en anions organiques (lactate et citrate). Dans un premier temps, l’étude du potentiel acidifiant de cinq types de fromages du commerce a permis d’établir un lien fort entre le type du fromage et son potentiel acidifiant. L’indice PRAL le plus faible est celui du fromage frais avec - 0,8 mEq/100 g, les indices les plus élevés atteignant 25,3 mEq/100 g pour le fromage à pâte pressée non-cuite (Cantal) et 28,0 mEq/100 g pour le fromage à pâte persillée (Fourme d’Ambert). Ce positionnement a ainsi permis de sélectionner un modèle fromage pour la suite des travaux : la Fourme d’Ambert. Dans une seconde phase, l’égouttage et le salage ont été identifiés comme les deux étapes technologiques déterminantes dans la génération du potentiel acidifiant du modèle fromage choisi, au cours de la transformation fromagère, suivie en milieu industriel. Ces études démontrent un déséquilibre important entre les éléments acidifiants (Cl, P, protéines) et les éléments alcalinisants majeurs (Na et Ca) du PRAL. En particulier, les Cl suivis par le P, ont exercé un très fort impact expliquant les indices élevés obtenus. Enfin, une substitution du NaCl par des sels organiques de calcium (lactate et citrate de Ca) a été testée en conditions industrielles pendant le salage à sec de la Fourme d’Ambert. Les deux sels ont montré un réel intérêt pour substituer partiellement le sel des fromages, sans affecter les propriétés sensorielles des produits finis et notamment les saveurs salée et amère. La substitution au lactate de Ca permettrait d’optimiser le potentiel acidifiant des fromages, en diminuant le PRAL et la teneur en Na et en augmentant la teneur en lactate. La substitution au citrate de Ca serait plutôt indiquée dans le cadre d’un enrichissement en Ca. En conclusion, ces études ont permis d’identifier les leviers à maîtriser pour réduire le potentiel acidifiant des fromages. L’approche adoptée a proposé la mise en application d’un concept connu principalement des nutritionnistes jusqu’ici dans les domaines de la biochimie et de la technologie alimentaires. Les perspectives d’innovation envisagées sont pertinentes avec les enjeux de santé publique actuels, en visant la réduction en Na dans les fromages et en participant à la limitation de l’acidose métabolique latente induite par les régimes occidentaux. Enfin, les retombées économiques de ces recherches sont prometteuses pour les filières fromagères. / A disregarded nutritional feature of cheeses is their acid-forming potential when ingested, associated with deleterious effects for consumers’ health. Despite the well-known pathophysiological consequences, very few studies investigated the acidifying/alkalizing potential of foods and especially, none targeted cheeses. The research project aimed on the one hand to evaluate the acid-forming potential of cheeses and identify the main key steps of the manufacture involved in this phenomenon and on the other hand to explore technological optimization strategies to reduce the acid-forming potential of cheeses, without altering their sensory properties. The acid-forming potential was evaluated on the basis of their Potential Renal Acid Load (PRAL) index (considering protein, P, Cl, Na, K, Mg and Ca contents) and organic anions contents (lactate and citrate). Firstly, the study of the acid-forming potential of five commercial cheeses from different cheese-making technologies established a strong link between the type of cheese and their acid-forming potential. PRAL index ranged from - 0.8 mEq/100 g for fresh cheese to 25.3 mEq/100 g for hard cheese (Cantal) and 28.0 mEq/100 g for the blue-veined cheese Fourme d’Ambert. This positioning allowed to select Fourme d'Ambert as model cheese for next steps. Secondly, draining and salting were identified as the main key steps responsible for the generation of the acid-forming potential of the model cheese, by following an industrial cheese-making process. These studies emphasized a great imbalance between acidifying elements of PRAL calculation (Cl, P and proteins elements) and alkalinizing ones (Na and Ca). Particularly, Cl followed by P elements had a strong impact on the PRAL value. Finally, the salt substitution with organic calcium salts (calcium lactate and calcium citrate) was tested under industrial conditions during the dry salting of Fourme d'Ambert cheese. Both salts showed a real nutritional interest to partially replace salt in cheese, without affecting their sensory properties and especially the salty and the bitter flavors. The salt substitution by calcium lactate could reduce the acid-forming potential of cheeses, by decreasing the PRAL and the sodium content and by increasing the lactate content. The calcium citrate substitution would rather be recommended for Ca enrichment of cheeses. As a conclusion, these studies allowed to identify technological solutions to reduce the acid-forming potential of cheeses. The adopted approach proposed the implementation of a concept, known mainly by nutritionists so far, to the biochemistry and the food technology fields. The considered prospects for innovation are relevant with the current public health issues, targeting the reduction of Na in cheeses and participating in the limitation of the Western diets induced metabolic acidosis. Finally, the economic benefits of this research are promising for cheese-making producers.