L’homogénéisation est un traitement mécanique qui par ses effets de cavitation, turbulence et cisaillement, modifie les propriétés des globules gras (GG) et si appliqué à de hautes pressions, diminue la taille des micelles de caséine. Ce projet visait à déterminer les effets de l’homogénéisation d’une portion de la matière grasse (MG) et de l’homogénéisation haute pression de la fraction maigre sur les aptitudes à la transformation fromagère du lait. La MG laitière a été homogénéisée avant d’être utilisée en fabrication fromagère. L’homogénéisation a provoqué une diminution de la taille des GG et une augmentation de la charge protéique interfaciale. Toutefois, ces effets étaient moins marqués lorsque la teneur en gras était plus élevée au moment de l’homogénéisation. Les laits fromagers ont été standardisés avec des proportions de gras homogénéisé variant de 0 à 100%. Le module d’élasticité du caillé, 60 minutes après l’emprésurage, a augmenté avec la proportion de gras homogénéisé. De plus, l’humidité des fromages et la rétention lipidique ont également augmenté avec la proportion de gras homogénéisé. Cette étude propose de nouveaux leviers technologiques pouvant améliorer les rendements et contrôler la composition des fromages. Du lait écrémé cru a été homogénéisé à quatre pressions différentes (0, 50, 100, 150 MPa) avec un ou trois passages dans la valve d’homogénéisation. Les laits homogénéisés ont été caractérisés et les propriétés fromagères ont été mesurées. La taille et le potentiel zêta des micelles de caséine ont diminué proportionnellement à la pression d’homogénéisation. Malgré ces effets sur les propriétés structurales des micelles de caséine, l’homogénéisation du lait écrémé n’a pas modifié ses aptitudes à la transformation fromagère. Cette conclusion s’applique toutefois à des pressions d’homogénéisation inférieures à 150 MPa et il serait pertinent d’évaluer l’impact de traitements plus sévères. / Homogenization is a mechanical treatment which by its effects of cavitation, turbulence and shear, modifies the properties of milk fat globules (MFG) and if applied at high pressures, decreases the size of casein micelles. This project aimed to determine the effects of the homogenization of a portion of the fat and of the high-pressure homogenization of the skim fraction on the cheesemaking properties of milk. The milk fat was homogenized before being used in cheese making. The homogenization caused a reduction in the size of the MFG and an increase in the protein load. However, these effects were less pronounced when the fat content was higher at the time of homogenization. The cheese milks were standardized with proportions of homogenized fat varying from 0 to 100%. The storage modulus of the curd, 60 minutes after renneting, increased with the proportion of homogenized fat. In addition, cheese moisture and lipid retention also increased with the proportion of homogenized fat. This study proposes new technological approaches that can improve yields and control the composition of cheeses. Raw skim milk was homogenized at four different pressures (0, 50, 100, 150 MPa) with one or three passes in the homogenization valve. The homogenized milks were characterized and the cheese properties were measured. The size and zeta potential of the casein micelles decreased with decreasing the homogenization pressure. Despite these effects on the structural properties of the casein micelles, the homogenization of the skim milk did not alter its cheese processing properties. This conclusion, however, applies to homogenization pressures of less than 150 MPa and it would be pertinent to evaluate the impact of more severe treatments.

Réduire le sodium dans les aliments transformés est une recommandation de Santé Canada. Or, le NaCl a un effet barrière reconnu sur la croissance des microorganismes. Des souches de L. monocytogenes et S. aureus ont été génotypées et étudiées selon leur tolérance au NaCl. Leur cinétique de croissance a été étudiée dans des caillés modèles Camembert soumis à différentes réductions en NaCl ou substitutions partielles par du KCl. La croissance de L. monocytogenes était légèrement supérieure à la surface de caillés réduits de 30 % de NaCl alors qu’au centre, l’utilisation du KCl permettait une diminution de sa croissance. Les conditions expérimentées ont permis la survie de S. aureus dans tous les caillés. Dans chacun des cas, il y a eu croissance inacceptable des pathogènes du point de vue de l’innocuité alimentaire : le risque relié à leur croissance dans un Camembert est donc peu influencé par les conditions salines.

Les ingrédients fromagers peuvent représenter jusqu'à 50% de la production de fromage. Parmi eux, ceux en poudre ont des avantages dus à leur convenance d'usage dans les aliments fabriqués ainsi qu'une durée de vie prolongée. Les méthodes de séchage par atomisation ou à l'air chaud, opérant en présence d'oxygène à des conditions drastiques de température, restent encore celles utilisées en industrie pour la production des poudres de fromage malgré les risques associés à la détérioration de la qualité du produit. L'effet de la méthode de séchage et des conditions d'opération sur la cinétique de déshydratation et la qualité finale de la poudre de Gouda a été étudié à partir du fromage râpé ou en emulsion. Une emulsion a été produite en mélangeant du fromage Gouda (40%) avec de l'eau distillée (57.5%) et des sels émulsifiants (2.5%). D'autre part, le fromage a été râpé à une épaisseur de 2 mm. Le fromage en emulsion ou râpé a été séché par atomisation, à l'air chaud et par lyophilisation. Le séchage par atomisation a été réalisé selon les conditions opératoires suivantes : températures d'entrée et de sortie de l'air de 180-200°C et 80-110°C, respectivement, des débits du produit entre 1.4 et 2.3 kg/h. Pour le séchage par air chaud, celui-ci a été réalisé selon les conditions suivantes : température de l'air de 50-70°C avec une vitesse de flux d'air de lm/s. Le séchage par lyophilisation a été réalisé comme suit : les échantillons ont été congelés à -40°C et déshydratés à une température de 25 et 50°C sous vide. La qualité des poudres obtenues à partir des différentes méthodes de séchage a été caractérisée selon plusieurs paramètres tels que la teneur en acide linoléique conjuguée (ALC), l'indice de peroxyde, la mouillabilité, la couleur, l'indice d'insolubilité, la masse volumique en vrac et tassée, leur granulométrie, l'écoulement, la température de transition vitreuse (Tg) et les isothermes de sorption. Les résultats obtenus ont montré que la meilleure qualité nutritionnelle et physico-chimique de la poudre du fromage Gouda a été obtenue par lyophilisation de 1'emulsion à 25 °C. En effet, son indice de peroxyde n'était que de 0.145 ± 0.023 ml O₂/kg de lipides, un temps de mouillabilité de 2.17 ± 0.055 min et un indice d'insolubilité de 0.6 ±0.18 ml. Cette poudre a une bonne aptitude au tassement et un excellent comportement d'écoulement. Ces résultats suggèrent que la lyophilisation constitue un procédé prometteur pour la production de poudre de fromage.

L'hypertension est l'un des facteurs de risque les plus importants des maladies cardiovasculaires. Il a été démontré que l'acide gamma-aminobutyrique (GABA) peut diminuer la pression artérielle de personnes hypertendues lorsqu'il est consommé par le biais d'une matrice alimentaire. Certains fromages peuvent contenir naturellement du GABA, mais jusqu'à présent, aucune recherche n'avait étudié leur capacité à diminuer la pression artérielle. Les travaux présentés dans ce mémoire avaient pour but de déterminer les effets antihypertensifs d'un fromage enrichi en GABA sur des sujets humains. Vingt-trois hommes âgés de 23 à 63 ans ont ingéré quotidiennement 50 g de fromage avec ou sans GABA pendant 12 semaines. La pression artérielle, le rythme cardiaque, le poids corporel et le tour de taille ont été mesurés aux semaines 0, 2, 4, 6, 8, 10 et 12. Également, la concentration en GABA dans les fromages expérimentaux et témoins, congelés ou affinés à 4 °C, a été évaluée tous les mois durant la durée de l'étude. Les résultats ont démontré que la pression artérielle systolique et la pression artérielle moyenne ont diminué de façon significative suite à la consommation de fromage avec ou sans GABA. Aucun changement significatif n'a été observé pour la pression artérielle diastolique. En conclusion, nos résultats suggèrent que la consommation quotidienne durant 12 semaines de fromage cheddar contenant ou non du GABA entraîne une réduction similaire de la pression artérielle.

La caractérisation du profil aromatique et technologique de souches isolées de ferments artisanaux a été effectuée afin d'identifier de nouvelles souches aromatiques et enrichir la diversité bactérienne disponible pour l'industrie fromagère. La capacité d'utilisation du citrate, l'activité protéolytique, la sensibilité aux bactériophages, la production de diacétyle en simulation fromagère, le profil enzymatique et la biocompatibilité des souches aromatiques choisies avec des souches acidifiantes ont été évalués à l'aide de diverses méthodologies. Trois souches présentant un potentiel aromatique supérieur ont été sélectionnées pour la formulation de ferments aromatiques. L'effet des conditions de production du ferment sur son activité « aromatisante » subséquente a également été étudié en culture pure avec une souche de L. lactis ssp. lactis diacetylactis. Un effet significatif de la supplémentation du milieu de culture en citrate et de la modulation du pH de fermentation sur la production de diacétyle a été observé. / Characterization of the aromatic and technological profile of lactococcal strains isolated from artisanal starters was carried out in order to identify new aromatic strains, thus enriching the bacterial variety available to the cheese industry. The ability to use citrate, proteolytic activity, bacteriophage sensitivity, production of diacetyl in cheese simulation, enzymatic profile and biocompatibility of the isolates with acidifying strains was evaluated using various methodologies. Three strains presenting a superior aromatic potential were selected for the formulation of new mesophilic aromatic starters. The effect of the culture conditions on the cells aromatic capacity was also evaluated with a of L. lactis subsp. lactis diacetylactis strain. A significant effect of the addition of citrate to the culture medium and modulation of the culture pH zone on the production of diacetyl was observed.

La pré-concentration du lait par osmose inverse (OI) avant la fabrication fromagère présente plusieurs avantages en termes d’éco-efficience, dont l’obtention d’un perméat à faible charge polluante réutilisable comme eau de procédé et la réduction des coûts et gaz à effet de serre (GES) liés au transport du lait. Les fortes teneurs en lactose et minéraux des concentrés OI diminuent toutefois leur aptitude à la transformation fromagère, ce qui nécessite une correction des propriétés physicochimiques avant la coagulation. L’objectif du projet était d’optimiser l’utilisation des concentrés d’OI à différentes concentrations (5% à 11% de protéines) par l’ajustement du pH d’emprésurage. La cinétique de coagulation par la présure, la répartition des protéines et minéraux entre les phases soluble et colloïdale et la fabrication fromagère ont été étudiées sur des concentrés OI en comparaison à des concentrés d’ultrafiltration (UF). Les résultats ont montré qu’une augmentation de la concentration par OI induisait un ralentissement du mécanisme de coagulation, caractérisé par l’augmentation du temps de coagulation et de la vitesse de raffermissement du gel, laquelle plafonnait à des teneurs protéiques supérieures à 9%. La concentration par OI favorisait l’augmentation du calcium micellaire en comparaison avec les témoins d’UF. En fabrication fromagère, une hausse de la concentration par OI était associée à une augmentation du rendement, de l’humidité et de la composition en lactose des fromages. La diminution du pH d’emprésurage s’est avérée un important levier pour corriger les concentrés OI en favorisant une déminéralisation partielle des micelles de caséine et un meilleur égouttage des fromages, ainsi qu’en accélérant la coagulation. Les résultats obtenus ont démontré que les altérations physicochimiques augmentaient avec la concentration par OI et que l’acidification avant emprésurage s’avérait une étape essentielle. Des combinaisons pH-concentration qui facilitent l’utilisation des concentrés OI en fromagerie ont été ciblées après comparaison avec les concentrés UF. / Pre-concentration of cheese milk by reverse osmosis (RO) has several advantages, including obtaining a low-pollutant permeate reusable as process water and reducing costs as well as greenhouse gas (GHG) emissions related to milk transportation. However, high levels of lactose and salts content in RO concentrates impair their cheesemaking abilities. A correction of their physicochemical properties before coagulation is therefore needed. The objective of this work was to optimize the use of RO concentrates at different concentrations (5% to 11% protein content) for cheesemaking by renneting pH adjustment. Rennet-induced coagulation kinetics, salt partitioning and cheesemaking properties were compared to ultrafiltration (UF) concentrates. Results showed that concentration by RO induced an increase regarding the coagulation time and the maximal firming rate of the gel that reached a plateau at 9% protein content. Significant increases of micellar calcium as well as in yield, moisture and lactose content of cheese were also observed. Lowering the renneting pH was found to improve the cheesemaking properties of RO concentrates by promoting partial demineralisation of casein micelles, accelerating the coagulation kinetics and increasing curd drainage. The results obtained in this study demonstrated that physicochemical alterations increased with RO concentration and that acidification before renneting was an essential step. The data obtained makes it possible to target the concentration-pH combinations that improve the use of RO concentrates in cheesemaking in comparison to UF concentrates

Dans le contexte industriel actuel, plusieurs entreprises éprouvent des difficultés à améliorer leur performance, et ce, en raison d’une problématique de variabilité intrinsèque de certains procédés industriels. Cette variabilité peut ainsi provenir de diverses sources, que ce soit au niveau de la matière première, l’environnement du procédé ou le procédé en soi. Dans l’objectif de mieux comprendre et gérer les impacts de cette variabilité intrinsèque, un cadre méthodologique générique et flexible a été développé en se basant sur certains principes et certaines méthodes reconnues de la littérature. Composé de quatre étapes, soit l’analyse de la situation initiale, la modélisation prédictive, la modélisation prescriptive et enfin, une étape d’implantation, ce cadre méthodologique a par la suite été appliqué à deux reprises en entreprise pour des problématiques industrielles réelles. Ainsi, l’application de ce cadre pour un procédé de teinture de tissu aux prises avec une variabilité intrinsèque qui complexifie la standardisation de la couleur finale a permis le développement d’un modèle prédictif présentant une performance de prédiction de 92%, fournissant du même coup beaucoup d’information sur les sources de cette variabilité. Une seconde application du cadre pour un procédé de découpe de fromage a permis à l’entreprise de mieux connaître les variables affectant la performance du procédé. En terminant, malgré certaines limites associées à l’application du cadre telles que des contraintes de temps et une dépendance à la quantité et à la qualité des données utilisées, il a été possible de conclure que le cadre méthodologique répondait aux objectifs initiaux.

Santé Canada encourage les transformateurs à réduire le contenu en NaCl dans plusieurs aliments, dont les fromages, puisque sa surconsommation est associée à plusieurs problèmes de santé. L'effet causé par la réduction du NaCl dans le Camembert, ou de sa substitution partielle par du KCl, sur la qualité globale de ce fromage n'est pas connu. Le but du projet visait à étudier la cinétique d'incorporation du sodium et du potassium lors du saumurage d'un Camembert commercial afin de produire des fromages réduits en NaCl et substitués par du KCl. Ces nouvelles conditions ont ensuite permis d'étudier le comportement des ferments fongiques d'affinage Penicillium camemberti et Geotrichum candidum. Les résultats ont démontré une modification du profil de croissance des deux espèces, plus accentuée chez G. candidum, en fonction des modifications salines apportées. L'impact causé par ces changements de comportement doit maintenant être évalué au niveau de l'activité spécifique des deux espèces.

L’industrie des fromages de spécialité occupe une place très importante au Québec. Sa production annuelle représente plus de 60 000 tonnes de fromages. Bien que les produits québécois se démarquent par leur haute qualité, ils manquent parfois de constances au niveau de leurs propriétés sensorielles (goût, odeur, texture, couleur). Ces variations peuvent être expliquées en partie par un déséquilibre de la microflore fromagère (bactéries et mycètes). Bien que la microflore joue un rôle majeur dans le développement des fromages, très peu d’information est disponible sur sa composition (présence et abondance relative des espèces) pour les fromages du terroir québécois. Le but de ce projet de recherche est de développer une méthode de métagénomique ciblée par séquençage massif d’amplicons (metabarcoding) pour faire la caractérisation complète de la microflore de la surface (croûte) et du coeur (pâte) de ces fromages. Le métabarcoding est une méthode d’identification qui utilise une courte séquence d’ADN représentative du génome entier. Les résultats obtenus lors de ce projet montrent que la région V3-V4 de l’ADNr 16S, pour les bactéries, et la région ITS2 de l’espaceur de transcription interne, pour les mycètes, sont les régions qui permettent de dépeindre le portrait le plus fidèle des écosystèmes fromagers. La microflore de 32 fromages du terroir québécois a été caractérisée. Les régions cibles utilisées recensent les genres dominants associés aux écosystèmes fromagers et permettent aussi la détection spécifique de certains genres moins fréquents. Le nombre de genres dominants identifiés est de 20 pour la région V3-V4, de 22 pour la région V6-V8, de 12 pour la région ITS1 et de 13 pour la région ITS2. Il a également été possible de comparer la communauté microbienne de 15 fromages pour deux années de production (2015 et 2018, 30 fromages au total) afin d’observer la variation de la microflore en fonction du temps. Cette étude a permis d’observer que plus de la moitié des écosystèmes étudiés se révèle être constante. Ces nouvelles connaissances permettent de mieux décrire la typicité des fromages québécois et de proposer des leviers technologiques aux artisans pour produire des fromages de haute qualité de façon plus constante. / The speciality cheese industry plays an important role in the province of Quebec, with a production of over 60 000 tonnes of cheeses. Although these products distinguish themselves with their high quality, a lack of constancy is sometime experienced regarding their sensory properties (taste, smell, texture, color). These variations can be explained, partly, by a microflora disequilibrium (bacteria and fungi). Even though microflora plays an important role in cheese ripening, very little information is available about his composition (presence and relative abundance of different species) for Quebec’s terroir cheeses. This research project aims to develop a targeted metagenomic by massive amplicon sequencing (metabarcoding) to characterize the microflora of cheese rind and cheese core. Metabarcoding is a profiling method using short sequences representative of the entire genome. In this project, the V3-V4 region of the 16S rDNA and the ITS2 region of the rDNA ITS region were identified as the most precise molecular markers for the profiling of respectively bacterial and fungal cheese ecosystems. The microflora of 32 cheeses of the Quebec terroir has been characterized. The target regions used identified the dominant genera associated with cheese ecosystems and also allow the specific detection of some less frequent genera. The number of dominant genus assigned is 20 for the V3-V4 region, 22 for the V6-V8 region, 12 for the ITS1 region and 13 for the ITS2 region. It was also possible to compare the microbial community of fifteen cheeses for two different years of production (2015 and 2018) in order to observe the variation of the microflora over time. This study shows that over half of the ecosystems analyzed are stable. This new knowledge allows a better understanding of Quebec’s terroir cheese typicity and offers new information to cheesemakers on the way to produce high quality cheeses more consistently.

L'objectif était de déterminer si et comment les populations microbiennes des laits crus pouvaient faire barrière à Listeria monocytogenes dans un fromage à pâte pressée non cuite. La comparaison des profils SSCP de fromages avec et sans développement de L. monocytogenes a permis d'identifier les pics de Lactococcus lactis, Lactococcus garvieae, Enterococcus saccharominimus, Enterococcus faecium, Chryseobacterium sp. et Corynebacterium flavescens dominants dans les profils des fromages inhibiteurs. Lc. lactis s'est révélée le plus inhibiteur en fromages par production d'acide lactique en début d'affinage. L'inventaire des populations du lait cru le plus inhibiteur a permis de reconstituer une communauté de 32 espèces. Par omission successive de groupes microbiens constituant cette communauté, il a été montré que les bactéries lactiques agissaient en synergie avec les bactéries à Gram positifs non lactiques dans l'inhibition. Le rôle des levures serait moindre et les bactéries à Gram négatif n'interviendraient pas. En cours d'affinage, l'inhibition serait plutôt attribuée à la production d'acides organiques, d'alcools et de certains esters