L'objectif de ce travail était de sélectionner de manière rationnelle une bactérie probiotique par la mise en place d'un crible ainsi que d'étudier et de comprendre l'impact du potentiel d'oxydoréduction (Eh) et du bullage de gaz sur la survie de Bifidobacterium bifidum dans un produit laitier fermenté. Nous avons tout d’abord développé des techniques de sélection des bactéries sur des critères de viabilité / vitalité (analyse par cytométrie en flux) ainsi que sur des critères de fonctionnalité (pouvoir antioxydant). Nous avons pu sélectionner des souches d'intérêt industriel ainsi qu'une souche d'étude académique, Bifidobacterium bifidum.Nous avons ensuite étudié l'effet de la modification du Eh par bullage de gaz sur la survie de B. bifidum dans un produit laitier fermenté. Les laits fermentés conditionnés sous atmosphère anaérobie (Azote) et/ou réductrice (Azote-Hydrogène) permettent une meilleure survie de la souche au cours du stockage (28 jours – 4 °C) par rapport au Contrôle. Puis, nous avons analysé l'effet d'une croissance sous différents Eh sur la viabilité en milieu modèle et la fonctionnalité de B. bifidum. Une croissance en condition anaérobie et/ou réductrice permet d’améliorer à la fois la résistance aux stress (stress oxydant d’ordre physiologique, stress aux sels biliaires et stress côlon), le pouvoir réducteur (sels de tétrazolium), le pouvoir antioxydant (test KRL et test des comètes) et l’adhérence par rapport au Contrôle. Une modulation des propriétés biochimiques membranaires sous Azote et sous Azote-Hydrogène pourraient expliquer ces phénomènes. L’augmentation des composés thiols exofaciaux et l’augmentation des acides gras insaturés à longues chaines est observée pour des cellules produites sous conditions Azote et Azote-Hydrogène. Ainsi ces conditions de croissance présentent une amélioration majeure de l’effet probiotique de B. bifidum, à la fois d’un point de vue de sa résistance aux stress que d’un point de vue de sa fonctionnalité / The aim of this work was to select rationally a probiotic strain by setting up a screening method as well as study and understand the impact of the redox potential (Eh) and gas bubbling on the survival of Bifidobacterium bifidum in a fermented dairy product. In a first time, we have developed selection techniques of probiotic bacteria on the criteria of viability / vitality (flow cytometry analysis) and on the criteria of functionality (antioxidant). We were able to select strains of industrial interest as well as an academic strain, Bifidobacterium bifidum.Secondly, we have studied effect of modifying redox potential by gas bubbling on the survival of B. bifidum in a fermented dairy product. Thus, fermented milk manufactured under anaerobic condition (Nitrogen,) and/or under reducing one (Nitrogen-Hydrogen) allow a better survival of the probiotic strain during the storage (28 days) at 4 °C compared with the Control fermented milk. Yogurt starter strains are not impacted. Then, we have analysed the effect of a growth under various Eh on the viability in model medium and the functionality of B. bifidum. A growth under anaerobic and/or reducing condition thus improved resistance to stress (physiological oxidative stress, bile salts and intestinal stress) the reducing power (tetrazolium salts) and the antioxidant power (KRL test and comet assay) compared with the Control. The adhesion to Caco-2 cells under these conditions is also improvedModulation of biochemical membrane properties under Azote and Azote-Hydrogen conditions could explain these phenomena. An increase in the proportion of exofacial thiol groups and in the proportion of unsaturated fatty acids with long chain was observed for cells produced under Nitrogen and Nitrogen-Hydrogen. These growth conditions present a major improvement for the probiotic effect of B. bifidum, regarding its resistance to stress and its functionality

Les particules mobiles du sol peuvent transporter des polluants vers la nappe phréatique. Dans les crassiers sidérurgiques, les éléments métalliques lixiviés contribuent à une contamination rapide des eaux du sol. L’objectif de ce travail est de comprendre les mécanismes qui interviennent dans le transport en solution et sous forme particulaire dans des déchets sidérurgiques stockés sur le long terme. Pour ce faire, une caractérisation complète des compositions minéralogiques et chimiques a été effectuée. Elle révèle que ces déchets sont constitués de minéraux de haute température typiques des laitiers et de minéraux d’altération météorique. Les eaux de percolation montrent des pH élevés, dus à des teneurs élevées en calcium, et des teneurs importantes en aluminium et silicium. Les teneurs en chrome et molybdène, et ponctuellement en vanadium sont élevées dans les lixiviats des laitiers de fusion. L’analyse granulométrique des particules mobilisées, pour des pluies simulées en colonne, indique que leur taille moyenne est de 200 µm, ce qui laisse prévoir une faible mobilité dans les formations sous-jacentes moins perméables. Les calculs de spéciation montrent que les lixiviats sont saturés ou proches de l'équilibre vis-à-vis des silicates calciques hydratés et souvent saturés en molybdate de calcium. / Mobile soil particles can transport pollutants to groundwater. In slag heaps, leached metallic elements contribute to soil water contamination. The aim of this work is to identify the role of slag particles in contaminant transport under unsaturated and saturated conditions. Mineralogical compositions and physicochemical properties of slags are first determined. The analysis show high temperature slag phases and weathering phases. Percolation tests are also carried out in repacked waste columns under infiltration/drying cycles to find out the effects of dry periods on in situ particle mobilization. Preferential flows lead to rapid transport of solute through the repacked column in vadose zone. Leachates are characterized by high pH and high concentrations of calcium, aluminum and silicon, molybdenum, chromium in the fusion slags. Speciation calculations showed that the leachates are saturated in calcium silicate hydrates. Laser size analyzer shows that the slag particles mobilized during the simulated rain events are around 200 µm, which suggests low mobility in the less permeable underlying formations.

L'objectif de la thèse a été d'élucider le processus de réhydratation des caséines micellaires et des protéines solubles dans un milieu complexe et opaque : le lait. L'influence de l'état d'hydratation de ces ingrédients laitiers en fonction du temps (5, 120, 180, 240, 300, 480, 900 et 1440 min de réhydratation) sur les propriétés rhéologiques, texturales, physiques ainsi que la microstructure des gels laitiers acides a également été étudiée. Il en résulte que le processus de réhydratation des caséines micellaires diffère de celui des protéines solubles, et est extrêmement long avec trois étapes : une étape de mouillage des particules, suivie d'une étape de gonflement caractérisée par une augmentation de la taille des particules et enfin une étape de dispersion marquée par la diminution de la taille des particules. La réhydratation des protéines solubles est caractérisée par une grande rapidité, avec deux phases : le mouillage et la phase de dispersion (superposée). D'autre part, l'allongement de la durée de réhydratation des caséines micellaires est associé à une augmentation du point de gélification ainsi qu'à une nette amélioration des propriétés physiques, texturales et rhéologiques des gels : augmentation de leur fermeté et de leur force, diminution de la synérèse et de la formation de grumeaux. La durée de réhydratation des protéines solubles n'a pas d'influence sur ces paramètres. En revanche, leur dénaturation (par chauffage à sec) est associée à une dégradation des propriétés texturales des gels acides. Finalement, il s'avère que les gels acides formulés à partir des protéines solubles sont de meilleure qualité texturale (à l'exception de la formation de grumeaux) que ceux préparés à partir des caséines micellaires / The main objectives of this work were to elucidate the rehydration mechanism of the two major milk proteins (micellar casein and whey protein) into a complex and opaque medium such as milk and to assess the influence of hydration state (defined as a function of rehydration length after 5,120,180,240,300, 480, 900 and 1440 minutes of rehydration) on the rheological, textural, physical properties and microstructure of the obtained acid milk gels. Whereas, micellar casein presented a long rehydration process into milk characterized by three stages: a wetting, swelling and dispersion phase, whey protein displayed a quick rehydration process characterized by an overlapping of wetting and dispersion phase. Furthermore, an extended rehydration time of micellar casein powder into the milk base was associated with a postponed onset of gelation and enhanced physical, textural as well as rheological properties of the obtained acid milk gels characterized by increases in gel firmness, strength, and decreases in syneresis susceptibility and grains formation. In contrast, acid milk gels prepared with whey protein powder exhibited comparable overall textural properties regardless the different rehydration times. Nevertheless, denaturation of whey protein powder (by dry heating) was associated with a deterioration of the textural properties of the acid milk gels. Finally, acid gels prepared with whey proteins displayed better overall textural quality than those prepared with micellar casein (except for grains formation)

Parmi les bactéries lactiques, Lactococcus lactis est la plus utilisée en fabrication fromagère. Actuellement, les ferments lactiques sont majoritairement choisis pour leurs propriétés acidifiantes, protéolytiques et aromatiques. Un autre paramètre majeur est le potentiel redox (Eh). En effet, un Eh réducteur est souvent associé à une bonne qualité aromatique. L’activité réductrice de L. lactis pourrait donc être un nouveau paramètre à prendre en compte dans la maitrise du Eh dans la fabrication des produits laitiers fermentés. Néanmoins, les mécanismes impliqués dans l’activité réductrice de L. lactis demeurent encore inconnus. L’objectif de ce présent travail de thèse a été de les découvrir. Tout d’abord, nous avons développé des milieux de culture gélosé de discrimination redox utilisant des sels de tétrazolium pour cribler une banque de mutants aléatoires de L. lactis. Ceci a permis de démontrer la participation partielle de la chaine de transport d’électrons (Ménaquinones) dans l’activité réductrice de L. lactis. Ensuite, l’approche biochimique nous a permis de déterminer les composés biochimiques principaux contribuant à la diminution du Eh vers des valeurs très réductrices. La présence de groupements thiols exofaciaux est responsable du Eh réducteur atteint par L. lactis. Enfin, l’analyse protéomique utilisant un marquage spécifique des protéines thiols de surface a mis en évidence la présence d’une dizaine de protéines exposant des groupements thiols exofaciaux potentiellement impliquées dans l’activité réductrice de L. lactis. Les thiols sont connus pour être de très puissants antioxydants ce qui confère à L. lactis un intérêt supplémentaire à prendre en considération dans l’élaboration des produits laitiers fermentés. / Among the Lactic Acid Bacteria, Lactococcus lactis is the most used in cheese making. Nowadays, starters are used mainly for their acidifying, proteolytic and flavor properties. Another important parameter is the redox potential (Eh). Indeed, reducing Eh is often related to good flavor properties. The reducing activity of L.lactis should be therefore a new parameter to take into account in the monitoring of Eh during dairy fermented products making. Nevertheless, the mechanisms involved in the reducing activity of L.lactis are still unknown. The aim of this work was to understand them. First of all, we have developed tetrazolium salts agar plate media in order to screen a random bank of mutants of L. lactis on their redox capacities. These media allowed us to demonstrate the partial implication of the electron transport chain (Menaquinone) in the reducing activities of L. lactis. Secondly, we have determined the biochemical compounds involved in the decrease of Eh to very reducing values thanks to a biochemical approach. Exofacial thiol groups are mainly responsible for the reducing Eh reached by L.lactis. Lastly, a proteomical analysis using a specific staining of thiols surface proteins revealed the presence of about ten proteins displaying thiols exofacials groups. These proteins might be involved in the reducing activity of L.lactis. Thiols are known to be very strong antioxidants which confer to L. lactis an additional interest to consider in dairy products making.

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Le terme veaux laitiers se réfère aux veaux mâles et femelles non retenus pour le remplacement et vendus en jeune âge. L’objectif de cette étude était d’évaluer l’association entre les caractéristiques et les pratiques de la ferme et le prix final de veaux laitiers lors de leurs mises en marche dans deux encans québécois. Les éleveurs des fermes d’origine des veaux ont été contactés pour répondre à un questionnaire sur les caractéristiques et les pratiques de leur ferme. L’association entre les caractéristiques et les pratiques de la ferme et le percentile de la médiane du prix des veaux a été évaluée via un modèle multivariable de régression linéaire. Un total de 509 éleveurs a été contacté, 433 ont accepté de participer et 409 questionnaires ont été retenus pour les analyses statistiques. Les fermes ont vendu en médiane deux veaux (entre 1 et 19) et la majorité (82%) était de race Holstein. Leur prix était positivement associé à une production moyenne par vache/an supérieure à 11 000 litres et à la présence sur la ferme de trois travailleurs et plus s’occupant des veaux. Leur prix était négativement associé à la vaccination des vaches pour la diarrhée néonatale, l’absence de désinfection du cordon ombilical des veaux, l’interdiction aux transporteurs d’entrer dans les bâtiments de la ferme et à l’utilisation de ripe de bois comme litière des veaux. Les résultats démontrent que les caractéristiques et les pratiques de la ferme d’origine sont associées au prix des veaux laitiers / The term surplus calf defines the male calves and heifers culled within two weeks of life. The objective of this study was to evaluate the associations between the characteristics and the practice of the dairy farms and the price of surplus calves. Their selling price (CAD/kg) were recorded in two-auction markets between 2019 and 2020. The farms who sold calves during the study were contacted to answer the survey. The possible association between the characteristics and the practices of the farms and the median percentile of surplus calves’ selling price per farm was assessed using a multivariable linear regression model. A total of 509 farmers were contacted, 433 of them have accepted to be enrolled and 409 questionnaires were retained for statistical analysis. The median of the surplus calves sold by the farm was two (between 1 and 19) and the majority were Holstein (82%). The covariates that were positively associated with the median percentile of surplus calves’ selling price per farm were an average milk production per cow/year superior to 11,000 liters and the presence of the farm of three or more workers available to take care of calves. Their selling price was negatively associated with vaccination of cows for neonatal calf diarrhea, no disinfection of the navel of newborn calves, no forbid transporters to entry in the farm’s buildings and use of wood shaving as bedding for surplus calves. The results show the association between the characteristics and practices of farms and the price of surplus calves.

La quantification de l’utilisation des antimicrobiens (UAM) est un élément clé des programmes de surveillance de la résistance aux antimicrobiens. Cette thèse a pour objectif général d’évaluer plusieurs méthodes de quantification de l’UAM dans les fermes laitières québécoises. Plus précisément, elle vise à définir un indicateur adapté au contexte canadien pour rapporter l’UAM chez les bovins, à déterminer le taux d’UAM annuel moyen dans les fermes laitières québécoises et à comparer différentes méthodes de quantification afin d’identifier une méthode potentielle de surveillance de l’UAM dans les fermes laitières québécoises. Une étude observationnelle de cohorte a été menée à partir du recrutement de 101 producteurs laitiers du Québec. Un inventaire des antimicrobiens utilisés a été réalisé pendant un an pour chaque ferme à partir de la collecte (1) des emballages de médicaments utilisés pour traiter les bovins et (2) des factures de meunerie détaillant les quantités d’aliments médicamenteux livrées. Le taux d’UAM a été estimé en nombre de doses définies par 100 vache-années. Les doses définies n’existaient pas pour les bovins au Canada et ont été développées : dose journalière (DDDbovCA) et dose pour un traitement complet (DCDbovCA). Étant donnée l’utilisation de formulations à action prolongée en production laitière (comme les intra-mammaires au tarissement), l’unité DCDbovCA a été privilégiée pour les analyses. Un taux moyen de 537 DCDbovCA/100 vache-années a été observé, soit 537 traitements antibiotiques administrés annuellement dans un troupeau standard de 100 vaches laitières. La voie d’administration intra-mammaire était la plus utilisée. Les antimicrobiens d’importance critique les plus prioritaires en médecine humaine représentaient 17,5% de l’utilisation totale. Une faible proportion de fermes utilisait des antimicrobiens médicalement importants dans l’alimentation des animaux. L’incidence des maladies n’expliquait que partiellement la variance de l’utilisation totale. D’autres facteurs restent à déterminer pour expliquer les pratiques d’UAM dans les fermes laitières québécoises. Les données issues de plusieurs méthodes de quantification ont été comparées aux données de l’étude observationnelle. Pour les médicaments vétérinaires d’une part, le taux d’UAM estimé à partir des factures vétérinaires décrivait de façon presque parfaite le taux d’UAM réel (coefficient de corrélation de concordance, CCC = 0,83) alors que les méthodes utilisant les données du programme gouvernemental « Amélioration de la santé animale au Québec » ou des registres de traitements complétés à la ferme performaient moins bien. Pour les aliments médicamenteux d’autre part, le taux d’UAM estimé à partir des prescriptions vétérinaires pour aliments médicamenteux ou à partir des informations obtenues lors d’une entrevue individuelle avec le producteur corrélait bien le taux d’UAM réel (CCC = 0,66 et 0,73 respectivement). Le projet a permis de quantifier l’UAM annuelle dans les fermes laitières québécoises (par catégorie d’antimicrobiens et voie d’administration) en utilisant un nouvel indicateur de mesure (DCDbovCA). De plus, ce projet démontre la validité des données issues des factures et prescriptions vétérinaires pour quantifier l’UAM dans les troupeaux laitiers québécois. Le logiciel de facturation utilisé par la majorité des médecins vétérinaires praticiens du Québec pourrait servir au développement d’un système provincial de surveillance et de benchmarking de l’UAM. / Quantification of antimicrobial usage (AMU) is a key component of surveillance programs on antimicrobial resistance. The general objective of this thesis was to assess different quantification methods of the AMU in Québec dairy farms. More specifically, the project was designed to define a metric adapted to the Canadian context for AMU reports in cattle, to determine the mean annual AMU rate in Québec dairy herds, and to compare several quantification methods in order to identify a potential method suitable for AMU surveillance in Québec dairy farms. An observational cohort study was conducted from the recruitment of 101 Québec dairy producers. Antimicrobials used to treat dairy cattle were quantified over one year using a garbage can audit involving the collect of (1) veterinary drugs into a receptacle and (2) medicated feed delivered on the farm from feed mills invoices. The AMU rate was estimated in number of defined doses per 100 cow-years. Defined doses were not available in Canada for cattle and were assigned as part of the project: daily doses (DDDbovCA) and course doses (DCDbovCA). Due to usage of long-acting products in dairy cattle (such as intramammary formulations for dry cows), the DCDbovCA unit was preferred for analyses. Overall, an estimated mean of 537 DCDbovCA/100 cow-years was observed, meaning that an average of 537 antimicrobial treatments were administered annually in a standard 100-cow herd. The intramammary route during lactation was the most frequently observed. Highest priority critically important antimicrobials accounted for 17.5% of the total usage. A low proportion of farms used medically important antimicrobials in animal feed. Incidence of diseases explained only partially the variance in total AMU rate. Other factors have to be determined to explain the AMU in Québec dairy farms. Data from several quantification methods were compared to the observational study data. First, for veterinary drugs, the AMU rate estimated from veterinary sales described almost perfectly the actual AMU rate (concordance correlation coefficient, CCC = 0.83), whereas other methods using data from the governmental program “Amélioration de la santé animale au Québec” or from treatment records completed on the farm were not as reliable. Second, for medicated feed, the AMU rate estimated from veterinary prescriptions for medicated feed or from information obtained by individual interviews with producers were well correlated with the actual AMU rate (CCC = 0.66 and 0.73, respectively). Quantification of AMU was successfully performed by antimicrobial category and by route of administration in Québec dairy farms over one year using a newly defined unit of measure (DCDbovCA). This project demonstrates the validity of the data extracted from veterinary invoices and prescriptions to quantify the AMU in Québec dairy herds. The billing software used by most of Québec veterinary practitioners could be used to develop a monitoring and benchmarking system of the AMU at the provincial level.

Dans l’attente d’une éventuelle mise en application des accords de Partenariat Trans Pacifique (PTP) dont le principe fut signé en automne 2015, nous avons, à l’aide d’un modèle d’équilibre partiel, analysé ses impacts économiques sur le secteur laitier canadien sous gestion de l’offre. La question a été abordée sous l’angle d’une libéralisation tarifaire avec augmentation d’accès minimum par ligne tarifaire. À l’aide des scénarios de court terme (aucun ajustement) et de long terme (réduction du quota de mise en marché national), nous avons analysé les implications du PTP sur le bien-être des différents acteurs du secteur, sur les prix intérieurs de l’intrant et des produits ainsi que sur les quantités offertes et consommées. Les résultats montrent une diminution du prix intérieur et de la quantité offerte de l’intrant ainsi qu’une augmentation nette du bien-être général à court terme et à long terme respectivement de 0,3% et de 0,7%. -- Mots-clés : le secteur laitier, libéralisation tarifaire, accès minimum, gestion de l’offre, Partenariat Trans Pacifique (PTP). / Pending the possible implementation of the Trans-Pacific Partnership Agreement (TPP), the protocol of which was signed at the autumn 2015, we have analyzed its economic impacts using a partial equilibrium model on the supply-managed Canadian dairy sector. The issue was addressed in terms of tariff liberalization with a minimum access increase per tariff line. Using the short-term scenarios (no adjustments) and long-term scenarios (reduction of the national marketing quota), we analyzed the implications of the TPP for the welfare of the various actors in the sector, inputs and outputs and the quantities offered and consumed. The results show a decrease in the domestic price and the quantity offered of the input as well as a net increase in general short-term and long-term welfare of 0.3% and 0.7%, respectively. -- Keywords: dairy sector, tariff liberalization, minimum access, supply management, Trans Pacific Partnership (TPP).

L'objectif de ce travail était de sélectionner de manière rationnelle une bactérie probiotique par la mise en place d'un crible ainsi que d'étudier et de comprendre l'impact du potentiel d'oxydoréduction (Eh) et du bullage de gaz sur la survie de Bifidobacterium bifidum dans un produit laitier fermenté. Nous avons tout d'abord développé des techniques de sélection des bactéries sur des critères de viabilité / vitalité (analyse par cytométrie en flux) ainsi que sur des critères de fonctionnalité (pouvoir antioxydant). Nous avons pu sélectionner des souches d'intérêt industriel ainsi qu'une souche d'étude académique, Bifidobacterium bifidum.Nous avons ensuite étudié l'effet de la modification du Eh par bullage de gaz sur la survie de B. bifidum dans un produit laitier fermenté. Les laits fermentés conditionnés sous atmosphère anaérobie (Azote) et/ou réductrice (Azote-Hydrogène) permettent une meilleure survie de la souche au cours du stockage (28 jours - 4 °C) par rapport au Contrôle. Puis, nous avons analysé l'effet d'une croissance sous différents Eh sur la viabilité en milieu modèle et la fonctionnalité de B. bifidum. Une croissance en condition anaérobie et/ou réductrice permet d'améliorer à la fois la résistance aux stress (stress oxydant d'ordre physiologique, stress aux sels biliaires et stress côlon), le pouvoir réducteur (sels de tétrazolium), le pouvoir antioxydant (test KRL et test des comètes) et l'adhérence par rapport au Contrôle. Une modulation des propriétés biochimiques membranaires sous Azote et sous Azote-Hydrogène pourraient expliquer ces phénomènes. L'augmentation des composés thiols exofaciaux et l'augmentation des acides gras insaturés à longues chaines est observée pour des cellules produites sous conditions Azote et Azote-Hydrogène. Ainsi ces conditions de croissance présentent une amélioration majeure de l'effet probiotique de B. bifidum, à la fois d'un point de vue de sa résistance aux stress que d'un point de vue de sa fonctionnalité

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