Les variations dans la qualité des fromages affinés sont expliquées par plusieurs facteurs. Parmi ceux-ci, certains influencent la nature du microbiote des fromages, par exemple la présence de protéines antimicrobiennes natives du lait. Ce projet vise à déterminer la concentration et l'activité de la lactoferrine (Lf), de la lactopéroxydase (Lpo) et du lysozyme (Lz) au cours de la fabrication fromagère et dans différents types de fromages (Cheddar frais, Cheddar doux, Camembert et Suisse). Chaque protéine antimicrobienne fut analysée par deux méthodes. La technique de dosage d'immunoabsorption par enzyme liée (ELISA) fut employée pour chaque protéine. De plus, la Lpo fut mesurée par spectrométrie, la Lz par fluorescence et la Lf par HPLC. La mesure de Lf, Lpo et Lz dans le lait cru, le lait thermisé et le fromage frais a permis de déterminer qu'il n'y avait pas de différences significatives entre les teneurs dans le lait cru et le lait thermisé. Les résultats ont aussi démontré qu'il y a une quantité plus importante des trois antimicrobiens dans le fromage que dans le lait, et ce par un facteur de 2,78. Lors de l'étude des différents types de fromage commerciaux, diverses méthodes ont été comparées à l'ELISA. Il y a un manque de corrélation entre les valeurs obtenues par ELISA et celles obtenues par les autres méthodes. Les résultats révèlent que le fromage Camembert a une concentration moindre d'antimicrobiens que les trois autres fromages. Ceci semble être associé à une protéolyse plus avancée dans le Camembert. Les résultats ont aussi été rapportés par « gramme de protéines » et il y a tout de même des différences significatives entre les différents types de fromage. Ces résultats permettre une meilleure compréhension du passage des antimicrobiens présents dans le lait vers le fromage pour pouvoir, éventuellement, contrôler leur concentration. / Variations in cheese quality are explained by several factors. Among them, some influence the microbiota of cheeses such as native milk antimicrobial proteins. This project aims to determine the concentration and activity of lactoferrin (Lf), lactoperoxidase (Lpo) and lysozyme (Lz) during cheese making and in different cheese types (fresh Cheddar, mild Cheddar, Camembert and Suisse). Each antimicrobial protein was analyzed by two methods. An enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) technique was employed the analysis of each protein. In addition, the Lpo was measured by spectrometry, the Lz by fluorescence and the Lf by HPLC. The measurement of Lf, Lpo and Lz in raw milk, thermized milk and fresh cheese revealed that there were no significant differences between level in raw milk and thermized milk. Results also showed that there is a higher quantity of the three antimicrobials in cheese than in milk by a factor of 2.78. When studying different types of commercial cheese, the various methods were compared to ELISA. There is a lack of correlation between the results obtained by ELISA and those of the other methods. Results show that Camembert cheese has lower levels of antimicrobials than the other 3 cheeses and is different from Swiss cheese for all antimicrobials. This seems linked to a higher degree of proteolysis in Camembert. The results were also reported by "grams of protein" and there are still significant differences between the different types of cheese. These results allow a better understanding of the transition of the antimicrobials present in the milk towards the cheese to be able, possibly, to control their concentration.

Le babeurre, sous-produit de fabrication du beurre, est riche en composés mineurs associés à la membrane du globule de gras (MFGM). Ces composés possèdent d'excellentes propriétés fonctionnelles et certaines propriétés biologiques uniques. Le but de ce projet était de développer une approche de séparation des composés de MFGM par microfiltration. Plusieurs conditions de filtration (température, diamètre de pores, type de babeurre) on été étudiées. Les résultats on démontré que la présence de micelles de caséines dans le babeurre nuisait à la séparation de la MFGM en raison des tailles comparables des composés. Des différences de comportement en MF du babeurre ayant subi des traitements de séchage par rapport au babeurre frais on été notées mais une étude de la microstructure du babeurre en fonction des étapes du procédé industriel n'a permis de dévoiler que des changements compositionnels subtils et non structurels de la MFGM. L'utilisation d'un babeurre dérivé d'une crème de lactosérum dépourvue de caséine a permis d'améliorer la séparation de la MFGM. Enfin une approche de lavage de la crème avant le barattage a permis une concentration efficace des composés de la MFGM par microfiltration et ce en plus de générer des flux de perméation 2 fois plus élevés que dans les procédés étudiés auparavant. Les procédés étudiés dans ce projet ont permis de mieux comprendre la séparation des composés de la MFGM à partir de babeurre et de produire des fractions pouvant potentiellement être exploitées pour leur propriétés fonctionnelles et nutraceutiques. / Buttermilk is the by product from churning of cream to make butter. This by product is rich in minor components associated with the milkfat globule membrane (MFGM). MFGM components demonstrate excellent functional properties as well as some significant biological properties. The goal of this project was to develop an approach for the separation of MFGM material from buttermilk by microfiltration. Various filtration parameters (temperature, pore size, buttermilk type) were studied. Results showed that the presence of casein micelles in buttermilk was detrimental to the separation of MFGM because of the similitude of both components sizes. However, differences in the behavior of buttermilk during MF were noted with the use of reconstituted buttermilk as opposed to fresh buttermilk. A study of the composition and microstructure of buttermilk after each step of buttermilk powder processing revealed subtle changes in buttermilk composition but it was impossible to correlate those changes with a modification of buttermilk microstructure. The use of a buttermilk derived from churning of whey cream deprived in caseins, allowed for an improvement of the separation of MFGM. Finally an approach of cream washing prior to churning was shown to be efficient to remove caseins from the buttermilk and therefore improve separation of MFGM. Permeation fluxes were also increased by 2 folds while using washed cream buttermilk as opposed to normal cream buttermilk. The processes studied in this project allowed for a better understanding of MFGM separation in buttermilk and the creation of fractions with potential functional and nutraceutical properties.

Le carbonate de potassium (K₂CO₃) est un additif alimentaire disponible sur le marché souvent recommandé dans l'alimentation des bovins laitiers pour limiter l'acidité du rumen à la suite d'une ingestion importante de glucides rapidement fermentescibles et prévenir la baisse du taux de matière grasse du lait qui en résulte. Chez la chèvre laitière, les effets du K₂CO₃ sont méconnus. L'objectif de ce projet de recherche vise à évaluer l'utilisation du K₂CO₃ comme traitements préventif et/ou curatif, pouvant empêcher la chute des matières grasses du lait chez des chèvres laitières en début de lactation recevant une ration riche en concentrés. Chez des chèvres de race Alpine, l'apport d'une ration riche en concentrés en début de lactation (rapport fourrage : concentrés de 45:55) a eu à long terme, des répercussions sur les performances et a provoqué une inversion des composantes du lait, c.-à-d. que le taux de matière grasse était inférieur au taux de protéines au terme des 56 jours de traitement. Dans les conditions de l'expérience actuelle, l'ajout du K₂CO₃ comme traitement préventif et/ou curatif n'a pas permis d'éviter le risque d'une chute des matières grasses laitières chez des chèvres en début de lactation recevant une ration riche en concentrés. / The objective of this study was to verify the use of potassium carbonate (K₂CO₃) as a preventive and/or a recovery treatment to prevent a low milk fat production when early-lactating dairy goats are receiving a diet rich in concentrates. A commercially available supplement of K₂CO₃ is often recommended for dairy cattle in early lactation to limit the rumen acidity following the intake of diets high in rapidly fermentable carbohydrates. In dairy goats, the effects of K₂CO₃ are unknown. In this experiment conducted in Alpine dairy goats, high intake in concentrates (forage: concentrate ratio 45:55) had long-term effects on lactation performances, and caused a reversal in the proportion of major components of the milk, i.e., the fat content was lower than the protein content after 56 days of treatment. Under the conditions of this current experiment, the addition of K₂CO₃ as a preventive and/or a recovery treatment did not affect milk fat production when early lactating dairy goats were receiving a high-concentrate diet.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020. / La polarisation de concentration et le colmatage membranaire sont deux problèmes communs en électrodialyse qui affectent l’intégrité des membranes et l’efficacité du procédé de déminéralisation du lactosérum doux. L’utilisation des champs électriques pulsés (CÉPs) est l’une des méthodes les plus prometteuses pour contrer ces phénomènes. Néanmoins, les CÉPs n’ont jamais été étudiés pour la déminéralisation de solutions alimentaires complexes comme le lactosérum doux. Sept combinaisons de CÉPs (0.1s-0.1s, 1s-0.1s, 1s-1s, 10s-0.1s, 10s-1s, 10s-10s et 100s-1s) ont été testées pour évaluer leur impact sur la déminéralisation du lactosérum doux en comparaison avec le procédé conventionnel d’électrodialyse en courant continu (CC). Par rapport au CC, il a été démontré que les CÉPs avec les plus hautes fréquences, tels que 0.1s-0.1s (5 Hz), amélioraient le taux de déminéralisation de 81 % pour le même nombre de charges transportées tout en diminuant l’énergie consommée de 20 % pour le même taux de déminéralisation. Quelle que soit la condition de CÉP testée, un gain en transfert de masse élevé a été observé au début de la période d’impulsion, ce qui causait une chute du potentiel électrique des membranes environ 10 fois plus élevée que les valeurs moyennes observées en CC. Ce gain rapide en transfert de masse, présent seulement au début de la période d’impulsion, a permis la formation de phénomènes complexes, semblables à ceux observés en régime de courant surlimite, tels qu’un glissement électroosmotique de second degré avec l’émergence de vortex électroconvectifs (VEC) et la dissociation des ions H+ des acides faibles. Les CÉPs de haute fréquence donnaient lieu à une répétition plus fréquente de ce gain, en plus d’avoir un temps de pause suffisamment court pour maintenir les vortex. Ainsi, malgré le temps de pause de la condition 0.1s-0.1s (la plus haute fréquence testée), sa durée de traitement totale a été la même que le CC pour atteindre le même taux de déminéralisation tout en diminuant les variations de pH et l’énergie consommée. / Concentration polarization phenomena and membrane fouling remain the most common problems in electrodialysis (ED) that alter irreversibly the membrane integrity and decrease the process performance. The use of pulsed electric field (PEF) in ED is one of the most promising methods to counteract these both types of limitations. Nevertheless, PEF-ED has never been studied for the demineralization of complex food solutions such as sweet whey. Seven PEF combinations (0.1s-0.1s, 1s-0.1s, 1s-1s, 10s-0,1s, 10s-1s, 10s-10s and 100s-1s) were tested to assess their impacts on the demineralization of sweet whey in comparison with the conventional continuous current (CC) process. It was shown that PEF with higher frequencies, such as 0.1s-0.1s (5 Hz), improve the demineralization rate by 81 % for the same number of charges transported while decreasing energy consumption by 20 % for the same demineralization rate in comparison with CC. Regardless of the PEF condition tested, a gain in mass transfer was observed at the beginning of the pulse lapse increasing the potential drop of membranes around 10 times higher than the average value observed in the case of CC. This high gain in mass transfer only present at the beginning of the pulse lapse allowed complex phenomena, similar to those observed in the overlimiting current regime, such as an electroosmotic slip of the second kind with the emergence of electroconvective vortices (ECV) and the dissociation of weak acids from their H+ ions. PEF conditions with higher frequencies have a more frequent repetition of this gain while having a pause lapse short enough to maintain the vortices. Hence, despite the pause lapse of the 0.1s-0.1s condition (the highest frequency tested), its duration was the same as the CC condition to reach the same demineralization rate, with lower pH variations and energy consumption.

L’encrassement microbiologique des membranes de filtration constitue une problématique majeure au sein de l’industrie laitière. La présence de bactéries sporulantes dans les biofilms se formant à la surface des membranes d’ultrafiltration (UF) peut engendrer une contamination des co-produits de la transformation laitière ayant des répercussions négatives sur leur conservation. L’environnement, la température de filtration ainsi que les propriétés de surface des membranes influencent l’adhésion des microorganismes sur celles-ci. Des travaux précédents ont suggéré qu’une plus grande rugosité du matériau membranaire favoriserait la présence de bactéries sporulantes du genre Bacillus. L'objectif de cette étude était de caractériser l'influence de l’usure membranaire sur la performance du procédé d’UF du lactosérum et sur la persistance des bactéries sporulantes à la surface des membranes. Des filtrations de lactosérum inoculé par Bacillus licheniformis ont été réalisées à l’échelle pilote, afin d’étudier l’adhésion de la bactérie à la surface de deux membranes d’UF en polyéthersulfone (PES) présentant un stade d’usure différent. Par la suite, une méthode qPCR ciblant le gène spo0A de la bactérie a été développée pour quantifier B. licheniformis à la surface des membranes. Les résultats de ces travaux ont montré que l’état d’usure des membranes à l’étude n’a pas d’impact sur la baisse de performance en cours de filtration du lactosérum. Bien qu’il eût été suggéré que B. licheniformis persiste à la surface des membranes suivant un cycle de nettoyage standard après une filtration de lactosérum sur une période de 20h à 50°C, il n’a pas été possible de démontrer une relation entre la rugosité membranaire et la rétention de bactéries sporulantes.Cependant, nos travaux ont permis la mise au point et l’optimisation de méthodologies de caractérisation des surfaces membranaires et de l’adhésion de bactéries sporulantes à la surface des membranes représentant des avancées importantes visant le développement de stratégies efficaces pour prévenir la contamination des spores dans les produits laitiers. / Biofouling of filtration membranes is a major issue in the dairy industry. Bacterial spores in biofilms adhering on membrane surfaces can induce a contamination of dairy fluids and ingredients. The presence of sporulating bacteria in biofilms is influenced by the dairy plant environment, the nature of the dairy fluid, the filtration parameters, and characteristics of membrane surfaces. Recent studies suggested a potential adhesion of sporulating Bacillusgenus to rougher membrane materials after whey ultrafiltration.The objective of the present study was to evidence the impact of membrane ageing on the persistence of sporulating bacteria on the surface of aged membranes. Ultrafiltration experiments with whey inoculated with Bacillus licheniformis were then performed to evaluate the impact of two polyethersulfone membranes at different state of ageing on bacterial adhesion. A real-time PCR method was developed targeting the sporulating gene spo0A of B. licheniformis to quantify the bacteria on membrane surface. Results suggest that membrane aging did not impact the filtration performance during whey processing. Although it was suggested that the persistence of the bacteria on membrane surfaces was observed following a cleaning-in-place procedure performed after 20h of filtration at 50°C,it was not possible to evidence that membrane roughness influenced the persistence of bacterial spores at the membrane surface.Moreover, the present study enabled the development and optimization of methods for characterization of surface properties and bacterial spore adhesion which will help to develop and improve strategies to prevent spore contamination in dairy fluids and products.

Une base de données regroupant l'ensemble des peptides antimicrobiens provenant de protéines laitières et décrits dans la littérature a été réalisée, révélant le fait que peu de peptides antimicrobiens ont été identifiés à partir d'un mélange de protéines du lactosérum ou de produits laitiers. D'autre part, un hydrolysat d'isolat de protéines sériques a été fractionné par chromatographie liquide haute performance afin de séparer spécifiquement des fractions contenant des peptides antimicrobiens. Cinq fractions antimicrobiennes ont été obtenues et les peptides responsables de l'activité ont été identifiés. En parallèle, cinq extraits peptidiques hydrosolubles ont été isolés de fromages canadiens. Deux de ces extraits ont révélé une activité antimicrobienne et confirme la présence de peptides antimicrobiens dans les produits laitiers. Les protéines laitières ont ainsi démontré leur capacité à générer des peptides antimicrobiens après hydrolyse.

Le rendement fromager a toujours été un enjeu majeur pour les fromagers industriels. En valorisant le lactosérum, principal coproduit de la production fromagère, les fromagers réussissent à augmenter ces rendements et diminuer les effluents de production. Cependant, ces opérations pourraient être optimisées. En étudiant un procédé d’injection directe de vapeur (DSI), ce projet visait à optimiser la transformation de concentrés protéiques de lactosérum en ingrédient laitier destiné à l’augmentation des rendements fromagers. La DSI n’ayant pas été utilisée dans ce contexte particulier, le procédé fût modélisé pour décrire son rendement et prédire les propriétés fonctionnelles des agrégats obtenus. Les modèles créés ont permis de décrire des mécanismes de dénaturation et d’agrégation qui n’avaient pas été observées auparavant. Ils ont également permis d’établir que la température et le pH étaient les meilleurs outils pour obtenir les propriétés fonctionnelles idéales pour la réincorporation fromagère. / Cheese yield has always been a major concern for industrial cheese makers. By valorising whey, the main coproduct of the cheese making process, cheese makers can achieve a higher yield and a lower waste output. However, these operations could be optimized. By studying a direct steam injection (DSI) process, this project aimed to optimize the transformation of whey protein concentrates into a dairy ingredient oriented towards the increase in cheese yields. Since DSI has not been used before in this particular context, the process was modelled to describe its yield and predict the functional properties of the aggregates produced. The models created allowed the description of denaturation and aggregation mechanisms that had not been observed before. They have also allowed identifying temperature and pH as the best parameters of the process to achieve the ideal functional properties for cheese reincorporation.

La croissance de la population mondiale et l'évolution des habitudes alimentaires dans tous les pays vers une plus grande consommation d'aliments à base de protéines augmentent les préoccupations à l'échelle planétaire en ce qui concerne le risque de pénurie de protéines. Ceci est à son tour un facteur qui encourage la nécessité de mener des recherches approfondies et structurées pour trouver de nouvelles sources de protéines durables et de mieux valoriser les protéines existantes. Cependant, certaines protéines, notamment de source végétale, sont caractérisées par de médiocres propriétés fonctionnelles et ne permettent pas d'obtenir les aspects techno-fonctionnels souhaités dans les systèmes alimentaires. Afin de remédier à cet inconvénient, l'application de traitements alcalins pour modifier ces protéines et les transformer en ingrédients fonctionnels suscite un grand intérêt depuis quelques années. Ainsi, le présent projet a été réalisé dans un objectif d'utiliser la technologie d'électro-activation en solution comme traitement innovant, original et efficace pour une valorisation intégrale des ingrédients du lactosérum. En effet, le lactosérum en tant que co-produit de la production fromagère contient des composants de haute valeur nutritionnelle et technologique, notamment les protéines, mais aussi le lactose qui peut être utilisé pour produire des sucres à haute valeur ajoutée comme le lactulose qui est un prébiotique reconnu. La première étape de ce travail visait à déterminer l'impact du traitement d'électro-activation alcaline (EA) sur les propriétés physico-chimiques et fonctionnelles du lactosérum doux. L'impact de l'EA alcaline sur la solubilité des protéines, le moussage et les caractéristiques émulsifiantes du lactosérum a été également étudié. Le procédé de l'EA a amélioré la solubilité des protéines dans la plage de pH de 4,0 à 7,0. Contrairement aux échantillons de lactosérum non traités, qui formaient des émulsions micrométriques et instables à pH 3, les échantillons de lactosérum EA produisaient des émulsions nanométriques et stables à ce pH. De plus, bien que le lactosérum non traité et le lactosérum EA produisaient des émulsions stables à pH 7, les émulsions préparées avec le lactosérum EA avaient des tailles de particules plus petites et étaient plus stables contre la floculation des gouttelettes. Le lactosérum traité à l'EA avait tendance à générer des mousses avec un foisonnement et une stabilité significativement plus élevée. La présente étude a démontré que l'EA pouvait améliorer la fonctionnalité du lactosérum doux. Les protéines végétales sont de plus en plus populaires en raison de leurs bienfaits pour la santé et de leur durabilité. Cependant, comparativement aux protéines animales, les protéines végétales comme celles de canola ont une faible solubilité et des propriétés techno-fonctionnelles qui doivent être améliorées, ce qui les rend inefficaces en tant qu'ingrédients dans la formulation de différents aliments. Ainsi, dans le cadre du présent projet, le deuxième volet consistait à mener des études pour produire des protéines de canola solubles et fonctionnelles par complexation avec des protéines de lactosérum en utilisant la technologie d'électro-activation (AE) en solution. Les résultats obtenus ont permis de démontrer que la présence de lactosérum lors du traitement alcalin par EA de la solution de protéines de canola provoquait des interactions structurelles entre les protéines du lactosérum et les protéines de canola, conduisant au développement de nouveaux complexes de protéines qui sont caractérisés par un haut degré de solubilité et des propriétés émulsifiantes et gélifiantes nettement plus élevées que l'échantillon de canola non traité ou celui ayant subi un traitement par EA. En plus, par rapport aux protéines de canola non traitées qui présentaient une solubilité des protéines inférieure à 25 %, une faible capacité moussante, ainsi qu'une faible capacité d'émulsification et de gélification, les mélanges de canola/lactosérum traités par l'EA ont montré une solubilité des protéines d'environ 100 %, une capacité moussante de 300 %, une capacité de former des émulsions stables pendant 30 jours. Le troisième volet de ce projet a permis de démontrer que le traitement par électro-activation cathodique du lactosérum et des protéines de canola a permis de former un complexe qui est caractérisé par un fort pouvoir de gélification, ce qui constitue une contribution significative à l'amélioration du potentiel d'une co-utilisation des protéines de canola et du lactosérum pour la formulation d'aliments de type gel. Finalement, ce projet a apporté une contribution significative à l'avancement des connaissances sur le potentiel d'utilisation de la technologie d'électro-activation en solution pour la modification alcaline des protéines de lactosérum et du canola en vue d'améliorer leurs propriétés techno-fonctionnelles et de les utiliser comme ingrédients dans la formulation des aliments. En plus, il a été démontré que les traitements alcalins par électro-activation en solution peuvent être utilisés comme méthodes d'alcalinisation sans produits chimiques pour améliorer la solubilité et les propriétés fonctionnelles des protéines de canola et de leur mélange avec le lactosérum. / The growth of the world population (over 30% of the existing 7.5 billion people estimated by 2050) and shifts in global eating patterns towards higher consumption of protein-based foods increase worldwide concerns on protein shortage and encourage extensive research to find new sustainable protein sources, which encourages research to recover protein from sustainable sources and valorization of existing protein sources. However, some proteins show poor functionalities in food systems and fail to provide expected functionality in food systems. The application of alkaline treatments to modify these proteins to convert them into functional ingredients has aroused great interest in recent years. The purpose of this study was to explore the electro-activation technology as an innovative alkalinity method to characteristically valorize whey components. Whey as a by-product of cheese and casein manufacturing contains several valuable components, which have demonstrated promising biological and functional properties. The first step of this work aimed to determine the impact of alkaline electro-activation (EA) treatment on physicochemical and functional properties of sweet whey. The impact of alkaline EA on the protein solubility, foaming, and emulsifying characteristics of whey was investigated. The EA process improved the protein solubility at the pH range of 4.0-7.0. In contrast to untreated whey samples, which formed micron-sized and unstable emulsions at pH 3, EA-whey produced nano-sized and stable emulsions at this pH. EA-treated whey tended to generate foams with significantly higher over run and stability. This study demonstrated that EA could enhance the protein solubility of functionality of sweet whey. Further studies were carried out to produce highly soluble and functional canola proteins through pH shifting-driven complexation with whey proteins by chemical-free alkaline electro-activation. Plant proteins are becoming more popular due to their health benefits and sustainability. Compared to animal proteins, canola proteins have poor solubility and functionality, which make them in effective in food formulation. In the second part of the study, whey protein and canola protein were grafted together to create soluble protein composite with superior functionality. Sweet whey was used as a low-price source of animal protein to modify the canola proteins. It was found that the alkaline EA treatment was very effective in functionality improvement of both canola protein alone solution and their mixtures. Further more, the results suggested the presence of whey during the alkaline EA treatment of canola protein solution caused the structural alteration of canola proteins, and formation of protein particles with smaller size and higher surface charge. It resulted in the creation of novel composites proteins with superior solubility and emulsifying properties compared to the EA-treated canola alone sample. This enhanced solubility and emulsifying properties was concluded to be a result of lactose grating on the protein backbone of canola proteins. The overrun of canola protein alone solution increase from 100% to more than 500% after EA-treatment. However, the presence of whey in the EA-treated whey/canola protein solution slightly decreased the foam over run of the sample compared to EA-treated canola alone sample, possibly due to grafting lactose onto the surface of the proteins, resulting in a lower protein surface hydrophobicity. This study showed that the alkaline EA treatment was an effective process to enhance the solubility and functionality of canola proteins and their mixture with whey. In third part of the study, the consequences of alkaline electro-activation (EA) treatment on the flow behavior and gelling properties of canola protein and the mixture of sweet whey/canola protein. Canola protein alone (C) and whey/canola protein mixed suspensions (CW) were treated in an alkalizing electro-activation reactor and then naturalized to neutral pH. The alkaline EA treatment resulted in the production of small aggregates crosslinked by disulfide and covalent bonds. The gelation experiments showed that the EA-treated canola protein and whey/canola protein samples had a superior capacity to develop an integrated gel structure with higher mechanical and rheological properties and improved water holding capacity compared to the untreated samples. Characterization of interactions involved in the gel network structure suggested that the strong covalent interactions played a prominent role in the network of these EA-treated samples. The SDS-PAGE pattern of the gels made from EA-treated canola protein and whey/canola protein samples confirmed the presence of intensive protein polymerization through covalent crosslinking in these gels. The results of this part of the study suggest that the alkaline EA treatment is an effective tool for improving the gelation properties of canola proteins and producing whey/canola protein composite gels with improved functionality. Taken together, the current study showed that alkaline EA treatments can be used as chemical-free alkalinization methods to enhance the solubility, emulsifying and foaming properties, and gelation capacity, sweat whey, canola protein, and the mixture whey and canola protein.

Le babeurre, coproduit de la fabrication du beurre, est utilisé dans les produits alimentaires pour ses propriétés fonctionnelles émulsifiantes ainsi que son impact positif sur la saveur et la texture. De plus, de nombreuses études ont suggéré les bienfaits du babeurre pour la santé, associées à un large éventail d’activités biologiques, notamment anti-cancéreuse, anti-stress et anticholestérolémique. La forte demande des consommateurs pour des aliments enrichis en nutriments bénéfiques pour la santé, associée au désir d’obtenir des produits comportant de nouvelles caractéristiques, a poussé les chercheurs et l’industrie alimentaire à développer constamment de nouvelles formulations. L’objectif principal de ce projet était de développer des laits fermentés de type yogourt à base de babeurre. Des yogourts ont été fabriqués à partir de deux poudres de babeurre, de babeurre frais et de poudre de lait écrémé (témoin) en utilisant cinq ferments industriels pour un total de vingt traitements. Les différents facteurs qui affectent la qualité des laits fermentés tels que la vitesse d'acidification, le pH, la survie bactérienne, la synérèse, la texture, les composés aromatiques ainsi que les propriétés organoleptiques ont été analysés. Les résultats ont montré que les laits fermentés à base de babeurre sont qualitativement comparables aux laits fermentés témoins et respectent les normes microbiologiques et physico-chimiques. L’analyse sensorielle de ces nouveaux produits a montré une appréciation globale positive et largement équivalente aux laits fermentés de lait écrémé témoins. Tel que décrit par la littérature, nos résultats confirment la présence d’une variabilité de la qualité physico-chimique des babeurres. Par conséquent, les produits finis reflètent aussi cette hétérogénéité. Les produits développés sont très prometteurs, toutefois des recherches complémentaires ou des améliorations des conditions d’entreposage et de traitement des babeurres liquides sont nécessaires pour garantir une qualité constante du babeurre avant son séchage. / Buttermilk has a similar composition to skim milk, but it is distinguished by its content in phospholipids, which gives it some demonstrated technical and health properties. Unfortunately, no food product exclusively made from buttermilk is available on the market. The objective of this project was to develop and characterize the properties of fermented buttermilk of firm yoghurt type. Yoghurts have been made from fresh buttermilk, buttermilk powder and skim milk powder, using five industrial starter cultures. The acidification rates and the various factors that affect the quality of fermented milks such as pH, cell survival, syneresis, texture, aromatic compounds and sensory properties were analyzed. The results showed that the acidification kinetics and the composition of the buttermilk-based fermented milks are comparable to the fermented skim milk yoghurt. Moreover, all the products were compliant with the microbiological and compositional standards/regulation. In addition, buttermilk-based yoghurts exhibited a significantly lower syneresis level than skim milk yoghurts. Sensory analysis of these new products showed a positive overall assessment, at least equivalent to the control yoghurts. The products developed are very promising. However, from the sensory point of view, a great variability in the quality of buttermilk powder was observed. Thus, to ensure the final product quality, special attention should be paid to buttermilk processing and storage conditions prior to its drying.

Les facteurs de croissances tels que le Transforming Growth Factor-ß₂ (TGF-ß₂) sont des polypeptides qui agissent sur la régulation de la prolifération cellulaire. Les analyses immunohistochimiques révèlent leurs multiples fonctions physiologiques régulatrices dans la croissance de plusieurs types de cellules incluant les kératinocytes. Plusieurs études ont démontré le potentiel thérapeutique et nutraceutique des extraits de lait bovin riches en TGF-ß₂, cependant peu de travaux ont porté sur la concentration de cette molécule à grande échelle. Le but de ce travail est de développer une approche applicable industriellement pour la production d'un ingrédient protéique enrichi en TGF-ß₂ en vue d'une application en dermatologie. Cette étude démontre que le traitement thermique du lait a un impact crucial sur la distribution, la concentration, et le potentiel d'interaction du TGF-(32 dans le lait particulièrement entre 66 °C et 76 °C. Une pasteurisation industrielle entraîne plus de 85% des pertes en TGF-ß₂ dans le lactosérum après décaséination du lait, et induit un changement du ratio IGF-I/TGF-ß₂ de 3500 à 17 durant la préparation des isolats de protéines de lactosérum (IPL). Un IPL natif (non chauffé) induit un maximum de 25% d'inhibition de la prolifération lymphocytaire comparativement à 8.5% obtenue par des IPLs issus de laits pasteurisés. Un ingrédient contenant plus de 19 ng de TGF-ß₂ par milligramme de poudre a été obtenu par agrégation acide de l'IPL natif, ce produit induit une activité inhibitrice splénocytaires supérieure à 60%. Ainsi, l'utilisation de la microfiltration (MF) et Pultrafïltration (UF) pour générer et concentrer un lactosérum natif (non chauffé) représente une approche très prometteuse pour générer des ingrédients à haute teneur en TGF-ß₂ La migration isoélectrique libre ainsi que les techniques d'immunoréaction dans un système modèle révèlent que le chauffage favorise les interactions entre TGF-ß₂ et la ß₂-Lactoglobuline ainsi qu'avec la caséine-K par la formation de ponts disulfures intermoléculaires formés par la réactivité des groupements SH. L'ensemble des résultats générés permettent de maitriser la teneur et le rendement en TGF-ß₂ lors des différentes étapes du procédé développé. En perspective, Il serait complémentaire d'étudier la possibilité de concentrer le TGF-ß₂ à partir du babeurre et comprendre le mécanisme d'interaction concerné.