Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Matière grasse du lait – Oxydation“

Dans le Nord tunisien, cinq dromadaires femelles disposant chacune de 4 kg de son de blé par jour et de paille d'avoine à volonté ont produit en 305 jours de lactation une moyenne de 1 860 l (entre 915 et 3 355 l). Différents fromages ont été fabriqués à partir de ce lait composé de 108 g de matière sèche et de 28 g de matière grasse par litre. Des rendements frais et secs de 11,7 p. 100 et 4,9 p. 100 ont été respectivement obtenus avec un taux de récupération de la matière grasse de 64 p. 100. Ces résultats sont comparés à ceux obtenus avec du lait de vache.

Une base de données sur les effets de l’apport d’aliment concentré ou de matières grasses a été constituée pour quantifier la réponse du taux butyreux et de la composition en acides gras du lait chez les petits ruminants. L’apport d’aliment concentré réduit le taux butyreux, de façon plus marquée en ration complète qu’en ration fourrage - concentré séparés. Dans ce dernier type de ration, la réponse de la matière grasse du lait est curvilinéaire, un ratio fourrage concentré 1:1 maximisant la matière grasse produite. Dans ces conditions, les proportions des AG courts et moyens du lait sont peu ou pas modifiées, celles des AG longs saturés et mono-insaturés de type cis sont fortement réduites au profit des formes mono-insaturées trans et de l’acide linoléique. L’apport de matières grasses non protégées augmente généralement le taux butyreux et la matière grasse produite, de façon comparable pour les matières grasses animales ou végétales. Avec des huiles végétales ou animales, ces réponses sont très variables en fonction de l’intensité des effets dépresseurs de ces matières grasses sur la synthèse des acides gras courts et moyens, et de l’accroissement des acides gras longs. Les teneurs en acide linoléique, linolénique et CLA du lait sont accrues par les graines ou l’huile de colza, mais de façon modeste. Les huiles de poisson non protégées n’accroissent que faiblement les teneurs en acides gras poly-insaturés du lait. L’utilisation de savons de calcium (huile de palme principalement) accroît le taux butyreux de façon plus marquée chez les brebis que chez les chèvres, alors que l’accroissement de la matière grasse est comparable entre les deux espèces pour des apports jusqu’à 150 g/j. Ils réduisent la teneur du lait en AG moyens, mais pas celle des acides gras courts, ni celle de l’acide palmitique ; inversement ils induisent une forte augmentation de la teneur en acide stéarique et surtout oléique. La protection de graines ou d’huile de poisson par encapsulation permet de limiter l’effet dépresseur observé sur les acides gras courts et moyens, avec une réduction de l’acide stéarique et oléique au profit des formes trans de cet acide. Dans ces conditions, le transfert des acides linoléique et linolénique est accru en fonction de la richesse des graines pour ces acides gras. Cette forme de protection constitue un moyen modérément efficace de transférer vers le lait les acides gras polyinsaturés des huiles de poisson, ou des CLA alimentaires. L’ensemble de ces résultats fait apparaître un manque de données expérimentales chez les petits ruminants sur les facteurs alimentaires permettant de maîtriser la composition de la MG du lait, en particulier en ce qui concerne les acides gras jouant un rôle potentiel sur la santé humaine.

La transformation du lait de dromadaire en fromage est réputée délicate ou impossible en raison des difficultés rencontrées pour réaliser la coagulation. Les résultats ont confirmé que l'ajout de chlorure de calcium (15 g/100 l) réduit de 20 à 50 p. 100 les temps de coagulation. Les gels formés se caractérisent par une friabilité élevée qui s'explique par la faible teneur en matière sèche du lait. Les modalités pratiques de l'égouttage sont conditionnées par les propriétés rhéologiques du caillé qui impliquent la nécessité de limiter l'intensité des opérations mécaniques. Pour les différents types de fromages, l'affinage se déroule de manière satisfaisante et la qualité organoleptique des produits finis a été jugée correcte. Toutefois, comparées aux fabrications à partir de lait de vache, les teneurs en matières sèches des lactosérums de dromadaire sont plus élevées, notamment en matière grasse, et les rendements fromagers inférieurs.

L’enrichissement en matières grasses des rations est couramment pratiqué pour les vaches laitières fortes productrices. L’une des conséquences les plus fréquentes est la diminution de la teneur en protéines, et plus particulièrement en caséines du lait. Les causes en sont encore mal connues. Une partie de cet effet est liée à la dilution des protéines dans un volume accru de lait, car la sécrétion totale de protéines n’est que peu affectée. La diminution du taux protéique est beaucoup plus modérée au début de la lactation, où l’effet positif sur la production laitière est moins net, qu’après le pic de production. L’incorporation de matières grasses dans les rations a un effet très variable sur le taux butyreux, qui dépend du bilan entre l’augmentation des acides gras longs d’origine alimentaire et la réduction de la synthèse mammaire des acides gras à chaîne courte ou moyenne. La teneur en acides gras polyinsaturés dans le lait n’est presque jamais fortement modifiée, en raison de l’hydrogénation des lipides alimentaires dans le rumen. Seule la technique d’encapsulation des lipides dans une coque de protéines tannées protège les lipides alimentaires de l’hydrogénation ruminale. Certains types de suppléments lipidiques entraînent une détérioration de la valeur organoleptique des produits laitiers, en particulier par oxydation et rancissement.

La population Pie Noir française a subi un croisement d’absorption avec la souche Holstein nord-américaine. Les taureaux d’insémination artificielle sont purs Holstein depuis 1980. Chez les femelles, le pourcentage de gènes Holstein est passé de 5 % en 1970 à 83 % en 1990. Les effets d’hétérosis et de pertes de recombinaison ont été estimés pour les quantités de lait, de matières grasse et protéique et pour les taux butyreux et protéique, à partir de 12,4 millions de lactations réalisées par 5,6 millions de vaches de 1975 à 1992. Sur les quantités, l’hétérosis représente 2 à 2,5 % du niveau de production tandis que les pertes de recombinaison sont négatives et représentent 40 à 86 % de l’hétérosis. Sur les taux, les effets non additifs du croisement sont très faibles. Le fait d’avoir négligé ces effets sur les quantités de lait et de matière a conduit à surestimer d’environ 10 % la supériorité de la souche Holstein, qui atteint encore 1,5 écart-type génétique, soit 20 kg de matière protéique. De même, le progrès génétique réalisé intra lignée a été sous-estimé de 10 à 20 %.

La sécrétion lactée, fonction originale et spécifique des mammifères, est adaptée qualitativement et quantitativement aux besoins de survie des jeunes, qui en sont exclusivement dépendants pendant une période plus ou moins longue. De ce fait, le lait est un milieu biologique complexe, qui représente l’élément nutritif du jeune, assure la croissance de la flore intestinale du nouveau-né et contribue à la transmission de l’immunité passive. La sélection des ruminants laitiers, dont la production laitière est utilisée par l’homme (en trayant les femelles deux, voire trois fois par jour), a permis d’induire des fonctions laitières dont l’expression dépasse largement les quantités de lait nécessaires à la survie des espèces concernées. En pratique, la sélection laitière a porté jusqu’à maintenant sur des caractères mesurables sur un grand nombre d’animaux à des coûts acceptables dans le cadre du contrôle laitier : d’une part la quantité de lait, d’autre part pour sa composition les taux de matière grasse ou taux butyreux et taux de protéines.

Comme tous les autres acides gras polyinsaturés, les ALC sont sujet à la dégradation oxydative. Dans cet optique, ce projet consistait à caractériser la susceptibilité oxydative de l' isomère 9-cis, ll-trans ALC dans la matière grasse laitière et les matières grasses laitières enrichies en ALC et de suggérer un moyen de le stabiliser dans ces matrices. Les résultats ont permis de constater la vulnérabilité de l' isolnère 9-cis, lI -trans ALC à l' oxydation. 'L' enrichissement en ALC augmente sa stabilité oxydative dû à la formation des acides gras furaniques qui peuvent agir comme antioxydant, probablement ' par une compétition avec les autres acides gras pour réagir avec les molécules d' oxygènes. Par ailleurs, l' d-tocopherol présent dans la matière grasse enrichie par contrôle de la diète favorise une plus grande stabilisation de l' isomère 9-cis, ll-trans ALe comparativement à l'ALC présent dans la fraction de gras laitier obtenu par distillation moléculaire. L' étude des produits secondaires d' oxydation des ALC ont permis"'de confirmer la formation des acides gras furaniques dans les échantillons. Par ailleurs, l 'ajout de l' a-tocopherol à 150 - 600 ppm procurait une stabilisation de l' ALC dans la fraction de gras laitier comparativement aux autres antioxydants étudiés: l'acide citrique et le palmitate d ' ascorbyle.

La Qishta est un produit laitier Libanais obtenu par traitement thermique de 2 à 3 heures du lait entier dans un plateau peu profond. Durant le procédé, le lait est ajouté ponctuellement afin de réajuster le niveau du lait et de compenser la quantité d’eau perdue suite à l’évaporation. Le procédé consiste à récupérer le coagulum qui se forme à la surface du lait. Les agrégats formés proviennent de la dénaturation des protéines et de leurs interactions avec les globules gras. Ce travail a permis d’établir que la Qishta est composée de 12% en protéine et 12% en lipide, composition similaire à celle de la Ricotta. La caractérisation de la Qishta par spectrométrie de masse a permis d’identifier et de quantifier les protéines présentes dans le produit. Ces analyses ont permis aussi de démontrer la présence de « Cross links » entre les protéines. Les résultats montrent la formation de lysinoalanine et de de la lanthionnine lors du traitement thermique. Ces acides aminés vont établir des liaisons covalentes entre les protéines du coagulum de la Qishta. L’analyse par microscopie confocale de la Qishta préalablement traitée par le Nile Red et le Fast Green a permis de mettre en évidence les interactions lipoprotéiques à la base de la formation du coagulum.Les études menées ont permis aussi de démontrer l’effet significatif de la quantité de la matière grasse sur la production et le rendement de la Qishta. L’augmentation de la concentration de la matière grasse dans le lait conduit à une augmentation du rendement. Le rendement maximal est obtenu pour un lait entier à 3,2% en matière grasse. Cependant, l’utilisation du lait écrémé pendant le procès n’aboutît pas à la formation de la Qishta.L’effet du vieillissement lors du stockage de la Qishta pendant 20 jours à 4 ℃ sur l’oxydation de la matière grasse et par la suite sur sa durée de vie a été réalisé. Les résultats des analyses des indicateurs primaires et secondaires d’oxydation montrent que la matière lipidique n’a pas été oxydée pendant la durée étudiée. Par ailleurs, les spectres d’émission du tryptophane, de la riboflavine et les spectres d’excitation de la vitamine A ont été enregistrés directement au moyen de la fluorescence frontale sur de la Qishta stockée à 4°C pendant 20 jours. L’analyse de ces spectres par des outils statistiques multidimensionnelles telles que l’analyse en composante principale et l’analyse factorielle discriminante ont permis de différencier d’une manière significative les échantillons de la Qishta. En effet, ces analyses ont permis de distinguer d’une manière significative entre les échantillons et par la suite de prédire leur durée de vie
Qishta is a Lebanese dairy product obtained by heating whole milk for 2 to 3 hours in an open shallow vessel. During the process, milk is added to readjust its level and compensate the amount of evaporated water. The process consists of harvesting the coagulum formed at the milk surface. Our findings showed that these aggregates result from the denaturation of milk proteins and their interactions with the fat globules. This work has demonstrated that Qishta has almost the same amount of proteins and fat estimated at 12% and therefore the product has a composition similar to that of Ricotta cheese made from whole milk. The characterisation of Qishta using mass spectrometry has allowed to determine and quantify the proteins present in Qishta. These analyses have demonstrated also the presence of “Cross links” between proteins which are involved in the Qishta coagulum formation. Lanthionine and lysinoalanine were identified as neoformed amino acids during the heat treatment. These amino acids are involved in the cross links formed during the heat treatment of milk. These amino acids will establish covalent bonds between the proteins of Qishta coagulum. The confocal laser scanning microscopy analyses of Qishta samples previously treated with Fast Green and Nile red dyes have allowed to highlight the protein-fat interactions considered as the source of coagulum formation.Our findings showed the significant effect of the fat amount present in the initial milk on the process and the yield of Qishta. Increasing the amount of milk fat leads to an increase in the Qishta yield. A milk with 3.2% of fat has given the maximum yield. However, the use of skim milk in the production did not nor lead to any coagulum formation.The effect of ageing during Qishta storage for 20 days at 4 ℃ on the fat oxidation and therefore on the Qishta shelf life has been realized. The results of the primary and secondary indicators of oxidation analyses have showed the fat present in Qishta was not oxidized during the study period.In addition, the emission spectra of tryptophan, riboflavin and the excitation spectra of vitamin A were directly recorded using frontal fluorescence on Qishta stored at 4 ° C for 20 days.The analysis of these spectra by multidimensional statistical tools such as principal component analysis and discriminant factor analysis has allowed to significantly differentiate Qishta samples. Indeed, these analyses have allowed to significantly distinguish between the samples and subsequently predict their shelf life of the product

Ce projet visait à déterminer l'efficacité du transfert du pouvoir antioxydant des caroténoïdes d’un extrait concentré de luzerne (ECL) de la ration de la vache au lait et d’évaluer la susceptibilité à l'oxydation de ce lait en le comparant avec celui de vaches n’ayant pas reçu d’antioxydants ou ayant reçu un supplément de vitamine E. Tous les animaux ont également reçu des perfusions intra-abomasales continues d’huile de lin. En comparaison aux animaux recevant le supplément de vitamine E, ceux alimentés avec l’ECL produisaient davantage de lait (tendance) et de protéines laitières. L’augmentation de la teneur en acides gras polyinsaturés des matières grasses du lait aura fragilisé leur stabilité oxydative du lait pendant l’entreposage, indépendamment des traitements. L’évaluation de la stabilité oxydative du lait frais a cependant permis de noter que l’ajout d’un ECL à la ration des vaches laitières contribue à prévenir la dégradation oxydative d’un lait enrichi en acides gras polyinsaturés.
Tableau d'honneur de la FÉSP

La selectivite de cinq lipases a ete determinee par l'hydrolyse de triglycerides de matiere grasse laitiere. L'aptitude a la transacylation de ces preparations enzymatiques a ensuite ete evaluee sur un milieu test. Enfin, le biocatalyseur le plus performant a ete mis en uvre en presence de matiere grasse laitiere et d'acides gras alimentaires

Les effets de l’alimentation et de la variabilité individuelle des vaches laitières (VL) sur la composition de la matière grasse (MG) du lait son bien connus ce qui n’est pas le cas pour les caractéristiques physicochimiques de sa forme native, le globule gras (GG). Notre objectif était de décrire les effets de ces facteurs d’élevage sur les caractéristiques du GG, d’analyser la relation entre les caractéristiques physiques du GG, les critères de production du lait et le profil en acides gras (AG), et de caractériser et distinguer les conséquences d’une modification des propriétés des GG (taille et composition en AG) sur l’aptitude beurrière. L’herbe, comparée à l’ensilage de maïs, diminue la taille des GG de 0,3 ùm en moyenne quelle que soit sa forme d’apport (pâturée, enrubannée ou ensilée). Elle améliore selon une loi de réponse linéaire les propriétés nutritionnelles et rhéologiques du beurre en lien avec une augmentation des teneurs en AG insaturés. Enfin, les effets du fourrage et du niveau énergétique de la ration sur le profil en AG son indépendants et se cumulent. Les VL de race de Normande ont en moyenne de plus gros GG (0,3 ùm) et ont tendance à avoir des activités de désaturation et de synthèse de novo plus faible que les VL de race Holstein. La taille des GG n’évolue pas entre lactation et a tendance à diminuer avec le stade de lactation. Il existe une forte variabilité individuelle intra-race au niveau de la taille des GG et de la composition en AG. Les VL produisant de petits GG n’évolue pas entre lactation et a tendance à diminuer avec le stade de lactation. Il existe une forte variabilité individuelle intra-race au niveau de la taille des GG et de la composition en AG. Les VL produisant des petits GG se distinguent des VL produisant des gros GG par des activités de synthèse de lait et de matières protéiques, de désaturation des AG et de mobilisation calcique plus forts. Par contre, elles possèdent des taux (TB et TP) et une activité de synthèse de novo des AG plus faibles.

L'étude en pilote préindustriel d'un nouveau procédé de fractionnement de la MGLA a été effectuée sur deux types de configurations d'ultrafiltration : plane et axiale. Cette dernière offre une meilleure efficacité de partition triglycéridique, et conduit à une bonne divergence entre les teneurs en matière grasse solide (SFC) des perméats et des rétentats. Après une étude détaillée de la configuration plane, équipée de membranes spécifiques, cette configuration a été abandonnée essentiellement pour cause de grande fragilité et de difficulté de nettoyage, au profit d'un pilote axial qui a été équipé de deux types de membranes à caractère "hydrophile" et "hydrophobe". Le fractionnement sur la membrane hydrophile montre un seuil de coupure au niveau de la partition des TG entre le perméat et le rétentat au niveau du CN 40. Ainsi, on obtient un perméat riche en TG à bas poids moléculaire (CN < 40) et un rétentat riche en TG à haut poids moléculaire (CN > 40). Par contre sur la membrane hydrophobe, non seulement le perméat s'enrichit en TG à bas poids moléculaire mais aussi en TG à haut poids moléculaire polyinsaturés. Ces derniers contribuant fortement à la modification des propriétés physiques recherchées de la matière grasse, c'est à dire sa teneur en matière grasse solide. Le fractionnement de la MGLA sur ces membranes n'est pas un phénomène de type "exclusif', puisque toutes les molécules présentes dans la MGLA sont capables de traverser les différentes membranes utilisées. Cette séparation membranaire des Triglycérides est basée sur une différence d'affinité physique et chimique entre les molécules de la phase grasse et la membrane. Cette affinité est fortement influencée par les paramètres hydrodynamiques de conduite de l'installation
The study of new fractionation process of anhydrous milk fat (AMF) was carried out on two types of module : plane and axial. After a detailed study on the plane configuration, equiped by specific membranes, we noted that the behaviour of solid fat content of retentate compared to AMF initial was not satisfactory. This configuration presented the inconvenience of membrane fragility and cleaning difficulties. Thus the plane configuration was abandoned and an axial configuration, equiped with two types of membranes (hydrophilic and hydrophobic), was used. Fractionation on hydrophilic membrane showed TG partition cut-off at CN 40 between permeate and retentate. Thus, a permeate rich in low molecular weight TG (CN < 40) and a retentate rich in a high molecular weight TG (CN > 40) was obtained. Meanwhile, using hydrophobic membrane in fractionation gave permeate rich in low molecular weight TG, but also rich in polyinsaturated high molecular weight TG. 50, The physical properties, particularly the solid fat content, of permeate and retentate was modified considerably compared to initial AMF. Membrane fractionation of AMF is not an exclusif phenomenon because all TG present in the melted AMF could pass through these membranes. 50, membrane separation of TG was based on the physical and chemical affinity between the TG molecules and the membranes. This affinity was strongly affected by the hydrodynamics conditions of filtration

L’acide α-linolénique (18:3 c9c12c15; AAL) possède des effets potentiellement bénéfiques pour la santé humaine et un fort potentiel commercial pour le développement de produits enrichis. Par contre, la présence d’AAL dans le gras du lait des bovins laitiers est faible, soit moins de 1,0 g/100 g d’acides gras (AG) totaux, à cause d’un processus biochimique nommé biohydrogénation (BH), ce qui rend la production de lait enrichi en AAL difficile. La BH est effectuée par les bactéries du rumen et consiste en l’hydrogénation des doubles liaisons de l’AAL. Ce mécanisme biochimique entraine une faible concentration en AAL et une concentration élevée en AG saturé et en AG trans dans le gras du lait et de la viande des ruminants. Cette thèse a comme mandat d’évaluer différentes stratégies pour réduire la BH de l’AAL chez le bovin laitier et ainsi augmenter naturellement sa concentration dans le lait. Quatre stratégies ont été abordées, soit 1) l’utilisation de trèfle rouge (TR), source de polyphénol oxydase (PPO); 2) l’utilisation de différentes concentrations de protéines dégradables dans le rumen; 3) l’utilisation de sels de calcium (Ca) de différentes tailles riches en AAL; et 4) l’utilisation d’une méta-analyse sur le lin. La première phase animale a permis de vérifier l’effet du TR (source de PPO) lorsque comparé à la luzerne (LU) et l’effet d’une concentration en protéine dégradable dans le rumen comblant 100 % ou 85 % des recommandations (PDR 100; PDR 85). Huit vaches fistulées (72 ± 17 jours en lactation; JL) ont été utilisées dans un carré latin double 4 × 4 (21 j/période et 14 j d’adaptation) avec un arrangement factoriel des traitements : TR+PDR-100, TR+PDR 85, LU+PDR 100 et LU+PDR 85. Le traitement TR, en comparaison à la LU, a augmenté la concentration d’AAL (0,69 vs. 0,43 g/100 g gras; P < 0,01). L’utilisation du TR a augmenté l’efficacité de transfert de l’AAL de la ration au gras du lait (10,9 %) par rapport à la LU (5,9 %; P < 0,01). Aucune différence n’a été observée entre les traitements PDR 100 et PDR 85 pour la concentration et l’efficacité de transfert de l’AAL de la ration au gras du lait. La deuxième phase expérimentale a nécessité huit vaches Holsteins (115 ± 14 JL) dans un dispositif en carré latin double 4 × 4 où les traitements étaient un apport de 600 g/j d’un mélange d’AG, dont en moyenne 231 g d’AAL/j, sous forme de : 1) sels de Ca grossiers dans le rumen (SCG); 2) sels de Ca fins dans le rumen (SCF); 3) triacylglycerols dans le rumen (TEM-N); et 4) triacylglycerols dans l’abomasum (TEM-P). Des contrastes orthogonaux ont été utilisés pour comparer chaque traitement aux SCG. La concentration en AAL dans le gras du lait était de 2,52 g/100 g de gras pour SCG, soit supérieure aux traitements TEM-N (0,59 g/100 g de gras; P < 0,01) et SCF (1,31 g/100 g de gras; P = 0,06, tendance), et inférieure au TEM-P (8,06 g/100 g de gras; P < 0,01). L’efficacité de transfert de l’AAL de la ration au gras du lait pour les SCG (8,4 %) a été supérieure aux SCF (4,2 %; P=0,03) et CTRL-N (1,7 %; P < 0,01) et inférieure aux TEM-P (26,4 %; P < 0,01). Finalement, une méta-analyse a été utilisée pour déterminer la valeur nutritionnelle d’une supplémentation en lin sous différentes formes (huile, graine entière, ou fraction de graine) sur les performances laitières, le profil en AG du lait et l’efficacité de transfert de l’AAL de la ration au gras du lait. La base de données était constituée de 78 articles scientifiques avec au moins un traitement supplémenté en lin. Lorsque les différentes formes de lin sont comparées, la graine protégée et les coques de lin démontrent la plus forte concentration d’AAL avec respectivement 1,67 et 1,62 g/100 g de gras. L’efficacité de transfert de l’AAL de la ration au gras du lait a été plus élevée pour les graines entières traitées mécaniquement (roulées ou broyées), les graines protégées et les coques de lin avec des valeurs respectives de 5,84, 6,50 et 4,79 % à comparer à l’huile et la graine entière intacte et extrudée. En conclusion, les différentes stratégies abordées lors de ces travaux n’ont pas permis d’obtenir une concentration assez élevée d’AAL dans le lait pour atteindre les normes de Santé Canada permettant d’attribuer le qualificatif d’enrichi en AAL à un breuvage, soit un apport de 300 mg d’AAL par portion ou une concentration de 4,1 g/100 g de gras pour un verre (250 mL) de lait entier à 3,25 % de gras.
The alpha-linolenic acid (c9c12c15 18:3; ALA) has potential health benefits when consumed by humans and a strong marketing potential for enriched products. However, the concentration of ALA in dairy cow milk is low, less than 1.00 g/100 g of fatty acid (FA) due to a biochemical process called biohydrogenation (BH), which makes the production of milk enriched in ALA difficult. Biohydrogenation is done by ruminal bacteria and consists of the hydrogenation of the double bonds present in ALA. This mechanism leads to a low concentration of ALA and a high concentration of saturated FA and trans FA in ruminant milk and meat. The objective of this thesis is to evaluate different strategies for reducing BH of ALA in dairy cows in order to increase naturally ALA concentration in milk. Four different approches were evaluated in this thesis: 1) feeding red clover (RC), which is a source of polyphenol oxidase (PPO); 2) feeding different concentrations of rumen degradable protein; 3) feeding calcium (Ca) salts rich in ALA with two different particle sizes; and 4) using a meta-analysis on flaxseed. The first experiment tested the effect of feeding RC (source of PPO) compared to alfalfa (AL) and the effect of 100 or 85 % of recommendation in the supply of rumen degradable protein (RDP-100; RDP-85). Eight fistulated cows (72 ± 17 days in milk; DIM) were used in a double Latin 4 × 4 square design 4 × 4 (21 d period/14 d of adaptation) with the following factorial treatments: RC+RDP-100, RC+RDP-85, AL+RDP-100 and AL+RDP-85. Red clover increased ALA concentration in milk (0.69 vs 0.43 g/100g of fat; P < 0.01). Transfer efficiency of ALA from diet to milk was higher for RC (10.9 %) compared to AL (5.9 %; P < 0.01). No difference was observed between RDP-100 and RDP-85 for ALA milk concentration and transfer efficiency from diet to milk. For the second experiment, eight Holstein cows (115 ± 14 DIM) were used in a double Latin square (4 × 4) with treatments consisting of giving 600 g/day of a mix of FA providing 231 g ALA/day in the following forms: 1) coarse calcium salts (CCS); 2) fine Ca salts (FCS); 3) triacylglycerols (Negative control; N-CTRL) in the rumen; 4) triacylglycerols (Positive control; P-CTRL) in the abomasum. Orthogonal contrasts were used to compare each treatment to CCS. The concentration of ALA was superior for CCS (2.52 g/100 g of fat) when compared to N-CTRL (0.59 g/100 g of fat; P < 0.01) and FCS (1.31 g/100 g of fat; P=0.06, tendency) and was inferior when compared to P-CTRL (8.06 g/100 g of fat; P < 0.01). Transfer efficiency of ALA from diet to milk for CCS (8.4%) was superior to FCS (4.2%; P=0.03) and N-CTRL (1.7%; P < 0.01) and inferior to P-CTRL (26.4%; P < 0.01). Finally, a meta-analysis was used to evaluate the feeding value of different forms of flaxseed (oil, seed, or fractions of seed) on milk production, milk components, milk FA, and transfer efficiency of ALA from diet to milk in cows. The database consisted of 78 articles with a minimum of one treatment containing flaxseed. Higher concentrations of ALA were observed with protected flaxseed (1.67 g/100 g of fat) and flax hulls (1.62 mg/g of fat). The highest transfer efficiency of ALA from diet to milk was observed with mechanically processed whole seeds (rolled or ground), chemically protected flax seed and flax hulls with 5.84, 6.50, and 4.79 %, respectively compared to oil and whole seed intact and extruded. In conclusion, it was impossible, with our strategies, to achieve a concentration of ALA that meets Health Canada rules, i.e. a contribution of 300 mg of ALA per portion or concentration of 4.1 g/100 g of fat in a glass of whole milk (250 mL) at 3.25% of fat.

Les effets de variations d'apports d'amidon dans la ration sur la qualité du lait de vaches ont été étudiés lors de 5 essais dont les apports d'amidon ont été modulés en utilisant du blé ou des pommes de terre incorporés dans des rations complètes à base d'ensilage d'herbe ou d'ensilage de mai͏̈s. Les cinétiques de disparition in sacco confirment que l'amidon de blé est dégradé dans le rumen plus vite que l'amidon de la pomme de terre (solubilité de 65% et 40% respectivement). Dans les rations à base d'ensilage de mai͏̈s l'apport d'amidon total dépasse 6 kg/jour. Compte tenu de la vitesse de dégradation de l'amidon de mai͏̈s ensilage (solubilité 86%) ces rations sont caractérisées par une dégradation de l'amidon soit rapide (ensilage de mai͏̈s - blé) soit mixte (ensilage de mai͏̈s - pommes de terre). La production de lait brut et de protéines augmente avec la quantité d'amidon apportée par la ration malgré une diminution des taux butyreux et protéique avec un effet seuil aux alentours de 6-7 kg/jour dissociant les rations à base d'ensilage de mai͏̈s de celles à base d'ensilage d'herbe. En absence d'une réponse de l'ingestion, de la production laitière ou des protéines du lait, le résultat majeur est une diminution de la matière grasse du lait (en teneur et en quantité) avec le blé comparativement aux pommes de terre dans des rations à base d'ensilage de mai͏̈s c'est-à-dire pour des ingestions supérieures à 7 kg d'amidon/jour (en moyenne -3 g de TB/kg et -100 g de matière grasse/jour). La composition de la matière grasse du lait montre pour le blé significativement moins d'acides gras courts et moyens et plus d'acides gras longs. La fermentation des rations à base d'ensilage de mai͏̈s est similaire pour les deux concentrés. La chute postprandiale du pH est plus prononcée avec le blé mais la concentration en AGV totaux et leur composition sont statistiquement identiques tout au long de la cinétique ce qui est confirmé par l'absence de réponse des métabolites sanguins. Les précurseurs de la matière grasse du lait ne sont donc pas affectés par la nature du concentré. La teneur plus faible en matière grasse avec le blé pourrait alors provenir d'une inhibition d'enzymes indispensables pour la synthèse. En effet, le profil de la matière grasse du lait montre pour le blé significativement plus de C18:1 trans (4,4% contre 2,7%), notamment pour l'isomère de position D10 (+1,46 %) particulièrement inhibiteur pour des enzymes de la synthèse de novo et des désaturases
The effect of variations in the source and amount of starch provided by the diet on the milk production of cows was studied du ring 5 trials with different starch levels and sources. These variations were realized using wheat or potatoes in total mixed diets based on grass silage or maize silage. Ln sacco kinetics confirm that wheat starch disappears more quickly than potato starch in the rumen (instantaneous solubility of 65% and 40% respectively). The daily starch intake with maize silage based diets is over 6 kg per cow. Ln view of the rapid degradation of maize silage starch in the rumen (86% of instantaneous solubility), these diets can be characterized by a rapid (wheat - maize silage) or mixed speed of starch degradation (potatoes - maize silage). The milk and protein yields increase with the starch supply even if the protein and fat contents decrease for supplies over 6-7 kg per day. This threshold separates the diets based on grass silage or maize silage. The dry matter intake, milk and protein yields do not vary between the diets containing one of the starch concentrates. So, the main result of this work is the decreased milk fat (content and yield) with wheat in comparison to potatoes in maize silage based diets (respectively - 2,6 to -3,3 g fat/kg milk and -71 to -122 g fat/day) i. E. In diets with a starch supply of over 7kg per day. The milk fat composition shows significantly fewer short and medium chain fatty acids and more long chain fatty acids (+3,6%) with wheat diets compared to potato diets. No differences in ruminai fermentation were shown between the two starch concentrates in these rations. The postprandial pH drop is stronger with wheat diets but no differences were observed for VFA concentration or composition or blood metabolites. As the milk fat precursors did not vary between the two diets, the lower milk fat content with wheat could be due to an inhibition of the activity of essential enzymes for milk fat synthesis. Lndeed the milk fat of cows eating the wheat diet is significantly richer in C 18:1 trans (4,4 versus 2,7%) especially for the ∆10 isomer (+ 1 ,46%) - a fatty acid known as being an efficient inhibitor of key-enzymes of de nova synthesis and desaturation

Les quantités importantes d’aliments consommés et la proportion élevée de concentrés devant être incorporée aux rations pour soutenir les besoins des vaches hautes-productrices induisent bien souvent des perturbations de l’équilibre ruminal. Ces changements se répercutent sur la biohydrogénation ruminale des acides gras insaturés de la ration, qui entraînent à leur tour une inhibition de la synthèse des matières grasses par le tissu mammaire. Plusieurs stratégies nutritionnelles ont été mises de l’avant pour mieux tirer profit des rations riches en concentrés. Récemment, des études ont montré la capacité du carbonate de potassium (K2CO3) à prévenir la chute de matière grasse associée à des régimes à forte teneur en concentrés. Toutefois, on comprend encore mal l’origine de ces effets. Les travaux de cette thèse visaient donc, dans un premier temps, à départager si les effets observés en ajoutant du K2CO3 aux rations des vaches laitières étaient dus à une augmentation de la différence alimentaire cation anion (DACA), de la teneur en ions K+ ou encore du pouvoir tampon de la ration. Un autre objectif de cette thèse était de déterminer les effets d’un ajout de K2CO3 sur la synthèse de matières grasses du lait lorsque des sources d’acides gras polyinsaturés (AGPI) sont introduites dans l’alimentation de la vache laitière. Enfin, les travaux cherchaient à déterminer l’effet d’un ajout de K2CO3 à la ration sur les populations microbiennes du rumen, particulièrement celles reconnues pour être impliquées dans le métabolisme lipidique. Pour répondre à ces questions, une première expérience a été mise en place, où 35 vaches Holstein en début de lactation ont été distribuées selon un plan en blocs complets aléatoires. La période expérimentale était de 28 jours et précédée d’une collecte de 5 jours (covariable). Les cinq rations expérimentales étaient constituées en vue de départager les effets du K2CO3 (témoin vs K2CO3), de la capacité tampon (K2CO3 vs KHCO3), de la DACA (K2CO3 vs KCl) et du type de cations (K2CO3 vs Na2CO3). Dans cette expérience, et contrairement aux études antérieures, l’ajout de K2CO3 aux rations riches en concentrés n’a pas permis d’augmenter la production de lait ou la matière grasse des vaches en début de lactation. De plus, les résultats suggèrent qu’une augmentation du K alimentaire via l’ajout de K2CO3 pourrait induire un déséquilibre ionique cellulaire qui pourrait affecter le transport des nutriments dans les cellules épithéliales mammaires et ainsi affecter la synthèse du lait. Une seconde expérience a ensuite été menée, où 28 vaches Holstein en début de lactation ont été distribuées selon un plan en blocs complets aléatoires. La période expérimentale était également de 28 jours et précédée d’une collecte de 5 jours (covariable). Les quatre rations expérimentales étaient offertes selon un arrangement factoriel 2 × 2, soit 0 ou 1,5 % K2CO3 et 0 ou 2 % d’huile de soya, comme source d’acides gras polyinsaturés. Les résultats ont montré que l’ajout de K2CO3 peut entraîner une augmentation de la sécrétion des matières grasses laitières chez des animaux recevant de grandes quantités de concentrés. Cette augmentation dépend toutefois de la teneur en lipides de la ration. Cette étude a également permis de mettre en lumière une relation positive entre la production laitière et la teneur en chlore du lait. Lors de cette seconde expérience, des échantillons de contenu ruminal ont également été prélevés chez 24 vaches (n = 6) afin d’étudier l’impact d’un supplément de K2CO3 sur l’environnement et les populations microbiennes du rumen des vaches en début de lactation recevant des rations riches en concentrés avec ou sans huile de soya. Ces travaux ont permis de comprendre que le K2CO3 et l’huile de soya ont des effets distincts sur les populations microbiennes. L’ajout de K2CO3 a stimulé la croissance de Butyrivibrio hungatei, bactérie productrice de 18:1 trans-11. L’ajout d’huile de soya a, quant à elle, réduit la présence de Butyrivibrio/Pseudobutyrivibrio, un groupe de bactéries productrices de 18:1 trans-11, de Fibrobacter succinogenes, une bactérie fibrolytique, de Butyrivibrio proteoclasticus, une bactérie productrice de 18:0, et de Streptococcus bovis, une bactérie amylolytique Les travaux regroupés dans cette thèse apportent un éclairage nouveau sur le rôle de la supplémentation minérale sur les performances de production des vaches laitières
Negative energy balance typically appears in early-lactation dairy cows as a consequence of a reduction of dry matter intake, as well as of an increase in energy demand for milk production. To compensate this energy deficit, cows are fed with high-concentrate diets. However, highly fermentable carbohydrates introduced in diets can result in a decreased milk fat synthesis. Previous studies reported that addition of potassium carbonate (K2CO3) to high-concentrate diets helps to maintain milk fat, although the mechanism is yet to be established. Consequently, the objective of the current thesis was, firstly, to investigate the effects of dietary cation-anion difference (DCAD), cation source, and buffering ability of the mineral supplement on rumen biohydrogenation of fatty acids (FA) and production performance of dairy cows fed a high-concentrate diet. Secondly, this thesis aimed at evaluating the effect of K2CO3 on production performance, biohydrogenation of fatty acids, and mineral composition of milk in early-lactation dairy cows fed a high-concentrate diet with or without soybean oil (SBO), as a source of polyunsaturated fatty acid. A third objective of this thesis was to evaluate the effect of K2CO3 supplementation, in diets containing soybean oil (SBO) on rumen microbial population associated with lipid metabolism. Consequently, a first experiment was set up, where 35 early-lactation Holstein cows were used in a randomized complete block design with 33-d periods, including a 5-d pretreatment collection period used as a covariate. Five different dietary treatments were used to assess the effects of K2CO3 (control vs. K2CO3), buffering ability (K2CO3 vs. KHCO3), DCAD (K2CO3 vs. KCl), and cation type (K2CO3 vs. Na2CO3). In this experiment, and as opposed to previous studies, supplementing high-concentrate diets with K2CO3 did not increase milk or milk fat yield in early-lactation cows. Also, results suggested that increasing dietary K through the addition of K2CO3 could lead to a disequilibrium in cellular ion composition that can impair nutrient transport into and out of the mammary epithelial cells, and consequently affect milk synthesis. A second experiment was conducted where 28 ruminally fistulated Holstein cows were used in a randomized complete block design. The experiment lasted 33 d, including a 5-d pre-treatment collection period used as a covariate. Experimental treatments were arranged as a 2 × 2 factorial with 0 or 1.5% K2CO3 and with 0 or 2% SBO. Results of this experiment revealed that potential effect of K2CO3 on milk fat synthesis is dependent on the levels of dietary polyunsaturated FA. Moreover, a positive relation was established between milk Cl concentration and milk yield, suggesting that the equilibrium of this ion is linked to the efficiency of lactogenesis Finally, rumen samples were collected from the rumen of 24 cows enrolled in the second experiment (n = 6) to assess treatment effects on rumen microbial population associated with lipid metabolism. Feeding K2CO3 and SBO had distinct effects on rumen bacteria. Dietary K2CO3 stimulated the growth of Butyrivibrio hungatei, a bacterium recognized to produce trans-11-18:1 during biohydrogenation. Conversely, feeding SBO reduced the growth of Butyrivibrio/Pseudobutyrivibrio bacterium group, known to produce trans-11-18:1, of Fibrobacter succinogenes, a fibrolytic bacterium, of Butyrivibrio proteoclasticus, a bacterium involved in 18:0 production, and of Streptococcus bovis, an amylolytic bacterium. Overall, the experiments conducted and reported in this thesis provide new insights on the impact of mineral supplementation on milk performance in dairy cows.

Comprenant environ 65 % d’acides gras saturés (AGS) réputés néfastes pour la santé, la matière grasse laitière (MGL), dont les triacylglycérols (esters de glycérol et d’acides gras) constituent la majeure partie, est présente dans de nombreux produits alimentaires. Sa composition et sa complexité structurale lui confèrent des propriétés de cristallisation particulières et des qualités organoleptiques appréciées dans divers produits : beurre, crèmes, mousses, etc. L’enjeu majeur est de diminuer la proportion des AGS tout en conservant les propriétés culinaires de la MGL. . L’objectif de cette thèse est de quantifier les propriétés physiques de MGL à teneur réduite en AGS par le biais de l’alimentation animale dans des matrices de complexité croissante : à l’état anhydre, en émulsion (lait et émulsion modèle) et dans des produits finis (beurre et fromage). Pour cela, une approche systémique a été utilisée ; les échantillons ont été étudiés pour leur composition et leurs propriétés physiques à différentes échelles : moléculaire, microscopique et macroscopique. Ainsi, les cristaux formés par ces triacylglycérols modifiés montrent des caractéristiques moléculaires liées directement à la nature de leurs acides gras. La stabilité thermique de ces cristaux est altérée : bien qu’ayant une plage de fusion globale conservée, ils ne se réorganisent pas dans la zone classique 0-20°C. Les propriétés de dureté des triacylglycérols sont diminuées jusqu’à 30%. En émulsion, la taille des gouttelettes influe fortement sur le mécanisme de nucléation et la nature des cristaux de ces triacylglycérols complexes en mélange
Including about 65% of saturated fatty acids (SFA) considered harmful to human, milk fat (MF) is present in a lot of food products. Triacylglycerols which are esters of glycerol and fatty acids are the major components of MF. The composition and structural complexity of MF provides specific crystallization properties and organoleptic qualities highly valued in several products: butter, creams, foams, etc. The stake is thus to decrease the SFA rate of MF while keeping its cooking properties. The objective of this PhD thesis is to quantify the physical properties of SFA-lowered MF obtained thanks to animal feeding strategy into forms of increasing complexity: anhydrous MF, emulsified MF (milk and model emulsion) and MF in end products (butter and cheese). Therefore, a systemic approach was used; the samples were studied for their composition and physical properties at different scales: molecular, microscopic and macroscopic. Hence, the crystals formed by these modified triacylglycerols show molecular characteristics directly linked to the nature of their fatty acids. The thermal stability of these crystals is altered: although keeping a global temperature of fusion range, they hardly reorganize in the 0-20°C zone. The hardness properties of these triacylglycerols is lowered by 30%. In emulsion, the droplet size strongly impacts the nucleation mechanism and the crystals nature of such complex triacylglycerol mixes