Tesi sul tema "Féveroles"

Afin de rendre les régimes alimentaires occidentaux plus durables, un changement d’alimentation s’impose. Parmi les sources végétales prometteuses, la fèverole (Vicia faba L.) peut être utilisée comme ingrédient à fort potentiel nutritionnel et fonctionnel dans la formulation de produits alimentaires. Les graines de fèveroles sont transformées en ingrédients, qui peuvent à leur tour être modifiés, fonctionnalisés, afin d’être plus adaptés à des applications alimentaires. Ce travail de thèse avait pour objectif de comprendre le rôle des conditions de transformation des ingrédients riches en protéines de fèveroles sur leurs propriétés fonctionnelles et leur flaveur. L’impact des conditions de transformation, choisies pour être réalistes sur le plan industriel, a été étudié en utilisant une approche multi-dimensionnelle et trouver ainsi un compromis favorable à l’expression des propriétés des différents ingrédients. Plus précisément, un concentrât de fèveroles riche en protéines, traité selon un procédé de transformation doux à l’échelle industrielle, a été sélectionné puis modifié par différentes conditions de transformation, i.e. le pH (2, 4, 6,4 et 11), la température (55, 75 et 95 °C) et la durée du traitement (30 et 360 min). Trente-six ingrédients différents ont ainsi été produits. Ceux-ci ont ensuite été utilisés à deux pH différents, 4 et 7, dans des systèmes modèles proches d’applications de type boissons. Au cours de l'utilisation de ces ingrédients, la fonctionnalité des boissons (propriétés moussantes et émulsifiantes), la perception olfactive des produits et la composition en composés volatils et non volatils ont été étudiées. Les résultats montrent que les conditions de transformation sont capables de moduler les propriétés fonctionnelles et olfactives du concentrât de fèveroles, l’analyse étant renforcée par le biais de différents modèles statistiques. Les propriétés des mousses et des émulsions sont principalement gouvernées par le pH d'utilisation des ingrédients. Un pH proche du point isoélectrique des protéines de fèverole (pH 4) n'est pas favorable ni à la stabilité de la mousse, ni à la capacité d’émulsification ou à la stabilité de l'émulsion. Des corrélations entre les propriétés fonctionnelles et les propriétés physico-chimiques ont été mises en évidence et s’expliquent par les propriétés des protéines. Par ailleurs, la flaveur est fortement influencée par les conditions de modification et d'utilisation des ingrédients, en particulier par le pH. Selon les modifications du concentrât initial, en conditions douces ou sévères, la perception peut être modifiée, pour évoluer d’odeurs vertes à des odeurs cuites, tandis que les conditions d'utilisation des ingrédients (pH) peuvent conduire à des perceptions « douces » ou rances. La composition en composés volatiles de l’espace de tête des ingrédients mis en suspension montre la présence de nombreux aldéhydes et alcools. L'oxydation des lipides apparaît importante dans la génération de composés volatiles, de même que des réactions de dégradation des protéines, des sucres et des caroténoïdes. Les propriétés physico-chimiques et sensorielles des composés à l’origine du potentiel antioxydant, du goût (amertume et astringence), de la couleur et des effets antinutritionnels ont également été étudiés. Les composés phénoliques et les saponines se sont avérés significativement impactés par les conditions de transformation mises en œuvre lors de la modification des ingrédients, en particulier par le pH. Les profils en composés phénoliques et en saponines obtenus à l’issue des traitements acide et alcalin (pH 2, 4 et 11) apparaissent ainsi très distincts de celui obtenu par un traitement effectué sans ajustement de pH (pH 6,4). Des études complémentaires menées à pH 6,4 indiquent que cette différence serait liée à une question d’extractibilité variable des composés étudiés et/ou à une réactivité plus ou moins élevée selon les conditions de transformation
The growing population is demanding new healthy, sustainable solutions for foods and beverages. Fava bean (Vicia faba L.) is a promising plant source that can provide nutritional and functional ingredients for different food applications. Fava bean is processed to form ingredients and they can be further modified to render them fit for food applications. This PhD work aimed to understand the role of processing conditions on functional and flavor properties, and apply this understanding to produce and use fava bean protein-rich ingredients. It investigated the effects of certain industrially relevant process conditions using a cross-dimensional approach to find the right kind of compromise between different ingredients properties. To be precise, a very gently processed fava bean protein rich concentrate was industrially procured, which was then modified by process conditions such as pH (2, 4, 6.4 and 11), temperature (55, 75 and 95 °C) and treatment duration (30 and 360 min) to produce 36 different ingredients. These were further utilized at two pH (4 and 7) in systems close to beverage applications. During ingredient utilization, beverage functionalities (foam and emulsion) along with odor perception and non-volatile compounds were investigated for all ingredients as a function of process conditions.Results showed that process conditions were able to drive functional and flavor properties of the fava bean concentrate, strengthened by different statistical models. Foam and emulsion properties were predominantly governed by the pH during ingredient utilization. In general, utilization pH around the isoelectric point of fava proteins (pH 4) was not suitable for foam stability, emulsion capacity nor emulsion stability. Strong correlations between functional and physico-chemical properties were identified and explained by protein properties. In addition, flavor was heavily driven by the modification and utilization conditions, especially the pH.From gentler to vigorous process conditions, perception can be modified from more green to more cooked flavors, whereas different conditions of application (e.g. pH) can modulate between “sweet” and rancid perceptions. Considering volatiles composition, aldehyde signals were primarily detected in ingredient suspensions head-space. But furanoids, terpenoids, alcohols and ketones signals had the next higher contribution for modifications at pH2, 4, 6.4 and 11 respectively. Lipid oxidation was deemed important in generating volatiles, along with other reactions including proteins, sugars and carotenoids degradation. Going deeper into understanding of physico-chemical and sensory properties, determinants of antioxidant potential, taste (bitterness and astringency), color and even anti-nutritional effects were also investigated. Phenolic compounds (flavan-3-ols, flavones, flavonols, hydroxycinnamic acids) and saponins were significantly impacted by process conditions during ingredient modification, especially by pH. For phenolic compounds, acidic and alkaline conditions (pH 2, 4 and 11) were highly distinct compared to the non-pH adjusted process (pH 6.4) in changing the phenolic and saponin profiles of the ingredients. When looked closely at non-pH adjusted processes, their variability due to increasing degree of processing seemed to be either a function of their variable extractability and/ or their reactions involving their structural rearrangement.Thus, process conditions played an important role in fava bean ingredient properties, and this work opens up new arena for inter-disciplinary study based on nutritional (anti-oxidant and anti-nutritional aspects), sustainability (life cycle assessment), functionality (gelation) and sensory (texture, sweetness, bitterness) considerations of fava bean as potential ingredients for industrial food applications

Le but de ce travail est d'evaluer deux traitements hydrothermiques de mise en forme (cuisson-extrusion et agglomeration). La premiere etape consiste a etablir, pour chacun, une echelle d'intensite a partir de criteres propres a l'operation et au produit (graines de feverole decortiquee vicia faba l. ). Les consequences nutritionnelles chez le poulet de chair sont egalement etudiees. La seconde etape consiste a etudier la possibilite de prevoir les transformations souhaitees a partir de commandes de procedes et de variables mesurees. La cuisson-extrusion est un traitement drastique qui modifie severement la composition chimique de la feverole. Les modifications sont dues principalement a l'energie mecanique fournie par le moteur qui varie de 103 a 264 kwh. T-1. Chez le poulet de chair et par rapport a la feverole non traitee, l'energie metabolisable (em) et la digestibilite apparente de l'azote (cudan) sont accrues lorsque le traitement est peu severe et proches de celles du temoin dans le cas contraire. L'agglomeration est un traitement modere modifiant peu les composes chimiques de la graine. Les modifications sont liees a l'energie thermique apportee par la vapeur qui est de 12,9 a 41,9 kwh. T-1. L'em chez le poulet est significativement accrue de 12 a 17%, le cudan et les performances d'elevage sont egalement ameliorees. La severite de l'extrusion et de l'agglomeration peut etre definie par les relations existant entre les resultats de bilans energetiques, les modifications physico-chimiques de feverole traitees et les parametres de commande de procedes. La modification de l'etat physicochimique de l'amidon permet d'expliquer en partie l'amelioration de l'efficacite alimentaire et l'em de la feverole traitee. Par ailleurs, il devrait etre possible de prevoir la valeur nutritionnelle des echantillons extrudes a partir des resultats physico-chimiques

La possibilite d'utiliser la graine de feverole en tant que composant proteique principal de la ration du lapin en croissance est etudiee. Les besoins du lapin en acides amines soufres, threonine, trytophane et valine sont precises experimentalement. La valorisation des proteines de feverole necessite un reequilibrage en acides amines essentiels. Les vitesses de croissance obtenues avec des aliments a base de feverole, equilibres, sont elevees. La composition corporelle et la qualite de la viande des lapins recevant un aliment riche en feverole ne se distingue pas de celle des lapins recevant un aliment temoin

Ce projet de thèse vise à approfondir les connaissances sur les interactions qui peuvent exister entre les protéines de féveroles et de pois, les ions calcium et l’acide phytique (AP). Différents niveaux de complexité ont été étudiés depuis les concentrés et isolats commerciaux jusqu’aux fractions protéiques extraites en laboratoire (globulines totales, vicilines 7S, légumines 11S et albumines 2S). Les impacts de la dénaturation protéique par chauffage ont aussi été analysés. Les résultats ont mis en évidence que les interactions moléculaires sont influencées par le pH et les concentrations molaires mais dépendent aussi du type d’ingrédients et/ou de la fraction de protéines étudiée. L’existence de complexes insolubles binaires (Ca-Protéines et/ou Ca-AP) et ternaires (Ca-AP-Protéines) pour des pHs ≤ 7.0 a été observée dans des dispersions de concentrés commerciaux. Autour du pH neutre, les protéines sont impliquées dans des complexes solubles avec l’AP et le Ca : (i) de types binaires majoritairement et (ii) ternaires plus rarement à pH 7.5. A contrario, les isolats commerciaux composés de protéines hautement dénaturées, présentaient une faible solubilité. Le pouvoir d’association au Ca dans les systèmes de protéines extraites en laboratoire dépendait principalement des taux d'AP co-extraits. Plus riches en AP, les dispersions de vicilines 7S présentaient de meilleures capacités à chélater le Ca par comparaison aux légumines 11S. L’agrégation thermique a induit une modification du type et de la taille des complexes formés. En conséquence, en fonction des concentrations en ions Ca ajoutées, des teneurs en AP et des conditions de pH, il semble possible de contrôler la stabilité colloïdale des systèmes de protéines de légumineuses. Ces travaux ont permis d’acquérir des connaissances intéressantes à propos des ingrédients optimaux et/ou des conditions de formulation préférentielles à utiliser pour maîtriser l’élaboration, le goût et la stabilité des aliments à base de légumineuses
This PhD project focused on improving knowledge about the interactions that may exist between faba bean and pea proteins, calcium ions and phytates (PA) in order to develop strategies aimed at improving properties of ingredients. PA is a polyphosphate compound, which can bind to interesting molecules such as proteins and Ca. Consequently, PA can play a major role in colloidal stability of protein systems while modulating the formation of complexes. Various levels of complexity were investigated from commercial concentrate and isolate ingredients to laboratory-scale protein fractions (total globulins, 7S vicilins, 11S legumins and 2S albumins). The impacts of thermal denaturation were also studied. The results evidenced that molecular interactions are influenced by the environmental medium including pH, and molar concentrations but also depended on ingredient and fraction types. Insoluble binary (Ca-Proteins and/or PA-Ca) and ternary complexes (PA-Ca-Proteins) were evidenced for pH ≤ 7.0 in concentrate dispersions. Around neutral pH, proteins were involved in soluble binary complexes with PA and Ca. Even small amounts of soluble ternary complexes were identified at pH 7.5. Alongside, highly denatured protein structures of commercial isolate ingredients resulted in low solubility. Calcium binding capacities of laboratory scale protein systems were shown to be mainly driven by phytic acid. Significantly higher PA content in 7S vicilin dispersions led to better calcium chelation properties vs 11S legumin ones (lower in PA). Thermal aggregation resulted in modified complexes in terms of types and sizes. Consequently, depending on added calcium ions, phytic acid contents and pH conditions, it seems possible to monitor the colloidal stability of protein systems. These new findings provided interesting data about adequate ingredients and/or environmental conditions to be preferentially used to master formulation, taste and stability of pulse-based foods

Les objectifs de ce travail sont de developper un protocole d'etude des phenols, plus particulierement des sein de l'espece; d'assurer le suivi de la selection varietale en ce qui concerne les tannins; d'offrir aux nutritionnistes un eventail de chemotypes phenoliques pour l'experimention en alimentation animale. Une etude bibliographique presente les proprietes complexantes des tannins vis-a-vis des proteines et les implications nutritionnelles, ainsi que le metabolisme des tannins chez la feverole. Une selection critique des diverses methodes d'etude des phenols des proteagineux est ensuite proposee, concernant: les techniques de dosage des phenols totaux, des tannins hydrolysables et condenses; les methodes d'evaluation du pouvoir tannant de ces molecules; les protocoles d'etude analytique des proanthocyanidines. Les methodes retenues sont optimisees et leurs limites d'utilisation testees. L'application du protocole analytique complet ainsi mis au point a une collection de genotypes de feverole, suivie d'une etude statistique par a. C. P. , aboutit a la mise en evidence de quatre types chimiques extremes, caracterises par le degre de polymerisation et l'efficacite tannante de leurs tannins catechiques. La troisieme partie du travail concerne les facteurs posibles de variation de la composition phenolique des graines. Le suivi cinetique de la maturation de la graine revele deux etapes dans la synthese tannique au terme desquelles le chemotype peut etre reconnu. L'analyse des descendants par autofecondation de certains genotypes montre une relative stabilite de leurs profils phenoliques d'une annee sur l'autre. L'etude de la collection complete revele l'existence d'une correlation entre la composition phenolique des teguments de la graine et la coloration des fleurs, et l'absence de correlation entre cette composition et la coloration des teguments eux-memes

L’aptitude des symbioses rhizobium-légumineuses à fixer l’azote atmosphérique, peut offrir d’importants services aux agro-écosystèmes. Cependant, associés à des contraintes biotiques (i) absence et/ou (ii) inefficacité symbiotique des rhizobiums du sol, des facteurs abiotiques (i) excès d’intrants azotés et/ou (ii) carences en phosphore (P) peuvent limiter la fixation symbiotique d’azote (FSN). Le Myo-inositol hexakisphosphate (phytate), principale composante de P organique (Po) du sol, représente une potentielle source de P disponible du sol, bio-disponible pour la plante, en lien à des activités phytases microbiennes, minéralisatrices du phytate. Afin de rechercher des rhizobiums, symbiontes de Vicia faba, efficaces dans l’utilisation du P (EUP) pour la FSN, nous avons réalisé un diagnostic nodulaire multilocalisé, en agro-écosystèmes sud de France. Le niveau d’efficacité d’utilisation de la symbiose rhizobienne (EUSR), en intra- et inter-placettes agricoles et en conditions hydroaéroponiques en serre, a été déterminé en corrélation des biomasses aériennes et nodulaires de plants de V. faba, à floraison. Parmi 59 isolats de V. faba, 26 sont aptes à minéraliser le phytate (Phy +), en milieu solide et six d'entre eux confirment une activité phytase, en culture liquide. L’intérêt d’une sélection de rhizobiums locaux aptes à une EUP pour FSN, nous a conduits à une avancée dans la sélection de marqueurs moléculaires phytases pour le criblage d’isolats rhizobiens Phy+. Mots ClésRhizobium, diversité, phytase, féverole, Vicia faba, nodulation, France-sud, agro-écosystème
The ability of rhizobium-legume symbiosis to fix atmospheric nitrogen can provide important services to agro-ecosystems. However, associated with biotic constraints (i) missing and/or (ii) phosphorus (P) deficiency, can limit symbiotic nitrogen fixation (SNF). Myo-inositol hexakisphosphate (phytate), the main soil organic P (Po) component, represents a potential source of soil P available for plant P bio-availability, connected with microbial phytate-mineralizing activities. In order to look for rhizobium-Vicia faba, in P use efficiency (PUE) for SNF ability, nodular diagnosis was performed from a multi-location survey in an agro-ecosystem in South France. The efficiency in use of rhizobial symbiosis (EURS) was deduced from V. faba nodule and shoot dry weight values at flowering state, and compared in intra- and inter agricultural fields and in greenhouse hydroaeroponic conditions. Among 59 V. faba isolates, 26 were able to mineralize phytate (Phy+) in solid medium and six of them confirmed phytase activity in liquid culture. Looking for local rhizobiums with PUE for SNF ability, led us to a forward step in molecular marker selection for Phy+ rhizobium isolate screening. KeywordsRhizobium, diversity, phytase, faba-bean, Vicia faba, nodulation, South-France, agro-ecosystem

Contribution à la valorisation des protéines de féveroles pour l'alimentation humaine et animale. Dans l'approche méthodologique, on détermine quelques caractéristiques physico-chimiques, et la valeur nutritionnelle des graines de féveroles par une étude de croissance et de bilan azote chez les rats. Les résultats montrent que la germination des graines de féveroles présente plus d'avantages que d'inconvénients : la germination élimine partiellement ou en totalité certains facteurs antinutritionnels, les facteurs antitrypsiques sont très peu modifiés pendant la germination des graines de féveroles

L'objectif principal de ce travail a été d' évalué les effets de la cuisson-extruction à haute température (195°C) des graines de lupin (Lupinus albus cv. Lublanc) et de férole (Vicia faba cv. Castel) sur l'utilisation des matières azotées chez la vache laitière. Quatre vaches Holstein taries ou en lactation, munies de canules (rumen, duodénum, iléon) ont été utilisés au cours de huit expérimentations, afin de mesurer la part prise par chaque compartiment digestif dans l'utilisation des différents constituants des rations. Le Cr-EDTA et le YbC13 ont été choisis comme marqueurs respectifs des phases liquide et solide du digesta. Les protéines microbiennes ont été estimées par le biais des bases puriques. [. . . ]

L'effet de l'extrusion a 120 ou 150c de graines de soja, de lupin et de feverole sur les parametres fermentaires ruminaux d'une part, et sur la solubilite in vitro, la degradabilite ruminale in sacco et la disparition intestinale en sachets mobiles des matieres azotees totales (mat) et des acides amines 5aa) d'autre part, sont etudies sur des vaches laitieres taries et fistulees. Quand les animaux recoivent ces graines extrudees dans leur ration en remplacement des graines crues, les parametres fermentaires (ph, ammoniac, acides gras volatils) sont peu modifies. L'extrusion reduit la solubilite in vitro des mat des trois graines et favorise l'insolubilisation des aa soufres. Selon le niveau thermique utilise, la degradabilite ruminale theorique des mat est diminuee de 15 a 26% en moyenne. Le traitement n'ayant aucun effet sur la disparition des mat dans l'ensemble du tractus digestif (rumen+intestin), il permet donc d'accroitre la part des fractions azotees d'origine alimentaire qui disparaissent dans l'intestin. La valeur azotee, estimee en termes de proteines digestibles dans l'intestin (pdie et pdin), est amelioree par l'extrusion; les teneurs en pdin sont augmentees en moyenne de 15 a 34% et celles des pdie de 56 a 149%. Par ailleurs, si l'extrusion n'affecte pas le profil des aa des proteines pour les graines entieres, des differences apparaissent, par rapport aux graines crues, dans les profils en aa des proteines residuelles ruminales et intestinales. Pour les fracions azotees qui disparaissent dans les regions postruminales, le traitement thermique releve de 3 a 35% les indices chimiques des aa essentiels, signe d'une valeur biologique superieure a celle des graines crues

Un inventaire des maladies susceptibles d'être liées à la présence de MLO (Mycoplasma-like-Organisms) a été entrepris au SOUDAN. Chez cinq d'entre elles : la maladie des petites feuilles d'Eucalyptus microtheca, la phyllodie de Catharanthus roseus, la phyllodie de Crotalaria Saltiana, les feuilles blanches de Cynodon dactylon et la virescence de Zinnia elegans, la présence de ces microorganismes a été décrite. L'importance économique et écologique de ces maladies résulte du rôle joué par ces espèces végétales au Soudan. L'Eucalyptus est utilisé pour limiter l'extension du désert, C. Roseus pour l'extraction de substances médicinales Crotalaria sp, Cynodon dactylon interviennent dans l'équilibre des écosystèmes. La détection rapide de l'infection en microscopie photonique à fluorescence (M. P. ), l'étude en microscopie électronique par transmission (MET) de l'ultrastructure de l'agent pathogène sur coupe ultrafine et de sa morphologie tridimensionnelle sur coupes épaisses ont été réalisées. Différents aspects de la Phyllodie de la féverole ont été étudiés. L'incidence des variétés et l'effet de la température sur l'évolution des symptômes sont décrits. La variété française Ascott est beaucoup moins affectée par la maladie que les variétés soudanaises les plus couramment utilisées : BF 2/2, Hudeiba et Selaim. La transmission expérimentale de l'infection à quatre espèces de légumineuses : Phaseolus vulgaris, Medicago saliva, Lablab vulgaris et Cajanus cajanus par greffage et à un hôte différentiel C. Roseus par Cuscuta subinclusa a été obtenue. Le rôle de C. Saltiania comme réservoir de la maladie a été mis en évidence. L'étude en MET sur coupes ultrafines et sur coupes épaisses a confirmé la présence de MLO. La concentration importante de ces microorganismes chez la féverole et la structure anatomique des tubes criblés de cette plante ont facilité la mise au point d'une méthode de détection rapide en M. P. Des extraits semi-purifiés de : Vicia faba et C. Roseus infectés par la phyllodie de la féverole et de C. Roseus et Nicotiana tabacum atteints du Stolbur des solanacées ainsi que des plantes saines correspondantes ont été utilisés pour immuniser des souris. L'immunofluorescence indirecte (IF) a été comparée à l'autofluorescence observée en lumière bleue et à la fluorescence secondaire de l'ADN observée en lumière U. V. Les résultats obtenus avec les anticorps polyclonaux ainsi préparés ont montré une amélioration de la spécificité de l'immunofluorescence comparativement aux deux autres modes d'observation. Elle a permis la distinction des deux maladies. Ces études ont été effectuées sur coupes de matériel frais et de matériel fixé, inclus dans la paraffine.

Dans les successions culturales, le pois et la feverole jouent un role important notamment pour l'economie d'azote de la rotation. Cependant, la part de l'azote fixe par symbiose et celle de l'azote absorbe du sol sont generalement mal estimees. L'etude contribue a fournir des elements sur la nutrition azotee de ces deux legumineuses cultivees dans des systemes de culture plus ou moins intensifies et, tente de simuler leur fixation symbiotique en adaptant un modele (epic). L'analyse de l'activite symbiotique mesuree selon trois methodes montre que dans les differentes conditions culturales, le maximum d'activite fixatrice d'azote des nodosites se situe a la floraison, et que les precedents de culture et l'intensification culturale influent sur l'expression du potentiel de fixation. Les adaptations du modele par l'introduction de parametres agrophysiologiques permettent d'obtenir une bonne simulation des cinetiques de production et d'assimilation de l'azote. Il ressort aussi que, malgre quelques limites du modele relatives a la simulation de la dynamique de l'eau et de la teneur en n-n03 du sol, la simulation de la fixation symbiotique dans differentes situations culturales est accessible

Dans un contexte où le tourteau de soja importé d’Amérique (le plus souvent OGM et cause d’une importante déforestation) pour l’alimentation des animaux d’élevage est pointé du doigt, des alternatives à son utilisation dans l’alimentation des vaches laitières sont étudiées. Par exemple, l’utilisation des graines protéagineuses (féverole, lupin, pois) produites en France, du fait de leur teneur en protéines intéressante, pourrait être un moyen. Mais, distribuées crues aux animaux, leurs protéines sont très dégradables dans le rumen, ce qui pénalise leur valeur azotée pour le ruminant. Une possibilité est d’appliquer à ces graines des traitements thermiques pour protéger leurs protéines d’une trop forte dégradabilité dans le rumen. L’objectif de cette thèse, conduite dans le cadre du projet PROLEVAL, était de tester des combinaisons « matière première × traitement technologique » pour optimiser la dégradation des protéines de graines protéagineuses dans le rumen, sans altérer leur digestibilité dans l’intestin. Suite à des essais préalables in vitro et in situ, des régimes à base de féverole et de lupin, distribués crus ou extrudés selon différentes conditions, ont été testés lors de deux essais in vivo sur vaches laitières, dans lesquels les rations étaient iso-protéiques et la méthionine non limitante. Le 1er essai comparait l’utilisation du tourteau de soja à la féverole ou au lupin, distribués crus, extrudés à 140°C et extrudés à 160°C. Les différents résultats ont montré que le tourteau de soja peut être remplacé par de la féverole ou du lupin sans altérer significativement les performances laitières des vaches. À 140°C, des réactions de Maillard ont permis la protection des protéines d’une trop grande dégradabilité ruminale par rapport aux graines crues, sans altérer l’absorption des acides aminés dans l’intestin grêle, entrainant une meilleure production laitière avec la féverole. En revanche, à 160°C, ces réactions ont semblé trop protéger les protéines, qui ont été moins bien absorbées dans l’intestin. Dans le 2ème essai, de la féverole a été distribuée crue, extrudée à 140°C comme dans le 1er essai, et extrudée à 140°C après une maturation spécifique visant à améliorer la complexation des protéines avec des sucres exogènes (maturation avec des sucres réducteurs) ou endogènes (libérés par maturation avec un cocktail enzymatique). Les différents résultats ont confirmé que l’extrusion à 140°C de la féverole protège les protéines de la dégradation ruminale. L’ajout de sucres réducteurs a conduit à une surprotection des protéines, dont les acides aminés ont été moins bien absorbés dans l’intestin grêle. L’addition du cocktail enzymatique a en revanche conduit à un niveau d’absorption des acides aminés dans l’intestin grêle similaire à celui obtenu avec la féverole extrudée à 140°C sans condition de maturation spécifique.En parallèle de ces essais, une synthèse bibliographique quantitative a été réalisée sur l’utilisation des graines protéagineuses, crues et traitées thermiquement, dans l’alimentation des vaches laitières. Les résultats confirment ceux obtenus in situ et in vivo dans le cadre de cette thèse : les traitements thermiques protègent les protéines de la dégradation dans le rumen mais les bénéfices de cette protection sur les performances zootechniques des animaux nécessitent une bonne maîtrise du traitement appliqué.En conclusion, les graines protéagineuses peuvent remplacer le tourteau de soja dans l’alimentation des vaches laitières, sous réserve d’un traitement thermique adapté
Importation of soybean meal from America, which are most often GMO and cause of significant deforestation, is nowadays increasingly questioned in animal feeding. For dairy cows, alternatives such as French produced proteaginous seeds (faba bean, lupin, pea) are investigated, because of their interesting protein content. However, when distributed raw to animals, their proteins are very degradable in the rumen, which penalizes their nitrogen value for ruminants. One possibility is to apply heat treatments to these seeds to protect their proteins from too high degradability in the rumen.The objective of this thesis, conducted as part of the PROLEVAL project, was to test combinations of "raw material × technological treatment" to optimize the degradation of proteaginous seeds’ proteins in the rumen, without altering their digestibility in the intestine. Following in vitro and in situ experiments, diets containing faba bean and lupin distributed raw or extruded under different conditions were tested in two in vivo experiments on dairy cows. Diets were iso-crude protein and non-limiting methionine. The first experiment compared soybean meal with faba bean or lupin, distributed raw, extruded at 140°C and extruded at 160°C. The different results showed that soybean meal could be replaced by faba bean or lupin without significantly altering the dairy performance of cows. On one hand, at 140°C, Maillard reactions led to protection of proteins from ruminal degradability compared with raw seeds, without altering the absorption of amino acids in the small intestine, leading to better milk production with faba bean. On the other hand, at 160°C, these reactions seemed to overprotect the proteins, which were less absorbed in the intestine. In the 2nd experiment, faba bean was distributed raw, extruded at 140°C in the same way as in the 1st experiment, and extruded at 140°C after a specific maturation, which aimed at improving the complexation of proteins with exogenous sugars (maturation with reducing sugars) or endogenous (released during maturation with an enzymatic cocktail). The different results confirmed that extrusion at 140°C of faba bean protects proteins from ruminal degradation. On one hand, addition of reducing sugars led to overprotection of the proteins, whose amino acids were less absorbed in the small intestine. On the other hand, addition of the enzymatic cocktail led to a level of absorption of amino acids in the small intestine similar to the one obtained with faba bean extruded at 140°C without specific maturation conditions.In addition to these experiments, a quantitative bibliographic synthesis was carried out on the use of proteaginous seeds, raw and heat-treated, in dairy cows diets. The results confirm those obtained in situ and in vivo in the context of this thesis: heat treatments protect proteins from degradation in the rumen, but the benefits of this protection on the zootechnical performance of animals require good control of the applied treatment.In conclusion, proteaginous seeds can replace soybean meal in dairy cows diets, when subjected to the appropriate heat treatment

Les associations d'espèces sont définies comme la culture simultanée d'au moins deux espèces sur la même parcelle pendant une période significative de leur croissance. Ce système permettrait d'améliorer l'utilisation des ressources du milieu (eau, azote, lumière…) et ainsi d'augmenter le rendement et la qualité des grains par rapport aux cultures monospécifiques. L'objectif de notre travail était d'analyser le fonctionnement et d'évaluer la performance des associations blé dur - pois d'hiver et blé dur - féverole d'hiver pour aider à la conception d'itinéraires techniques adaptés à différents objectifs de production. Pour cela nous avons testé, au cours de trois années d'expérimentations, différentes combinaisons de variétés de blé dur, disponibilités en azote, structures de couverts et densités de plantes. Nos résultats ont confirmé l'intérêt de ces systèmes pour améliorer le rendement et la teneur en protéines du blé dur comparativement aux cultures monospécifiques mais également pour la réduction des ravageurs, maladies et de l'enherbement dans certaines conditions. Ces systèmes sont ainsi particulièrement bien adaptés aux situations à faible disponibilité en azote en raison de la complémentarité entre céréale et légumineuse pour l'utilisation de l'azote (minéral du sol et fixation symbiotique) mais aussi pour la captation de l'énergie lumineuse. In fine, ce travail a permis de proposer des prototypes d'itinéraires techniques d'associations adaptés à différents objectifs de production, grâce notamment à l'analyse dynamique des compétitions et complémentarités entre espèces au sein du couvert et en particulier de l'élaboration du rendement du blé dur en association.

Les objectifs sont d’évaluer le degré de sensibilité et de tolérance de différents génotypes de féverole à O. Foetida, de caractériser les mécanismes impliqués dans cette résistance et d’estimer l’impact du génotype hôte sur la force de puits du parasite qui conditionne son développement après fixation. Ce pathosystème a été cultivé au champ, en pot et in vitro. Le génotype Bachaar est pris comme témoin de forte sensibilité. Des cinq génotypes testés, le génotype XBJ90. 03-16-1-1-1 se révèle le moins sensible et le plus productif sous infestation, au champ comme en pot. Ce génotype se caractérise par une faible activité stimulante de ses exsudats racinaires vis-à-vis de la germination des graines du parasite et par un nombre réduit de tubercules portés par ses racines. La cinétique d’infection de ces génotypes a été décrite en condition d’infestation artificielle in vitro. Les génotypes classés comme moyennement résistants au champ présentent in vitro des orobanches avec un développement ralenti après fixation, notamment sur le génotype XBJ90. 03-16-1-1-1. La croissance du parasite, sous le contrôle des activités invertases solubles, est limitée spécifiquement sur les racines de ce génotype par le faible potentiel osmotique de ses racines et par la carence en azote organique de sa sève phloémienne. Le génotype de féverole n’influe pas sur le fonctionnement général d’O. Foetida. Le potassium constitue le principal agent osmotique du parasite. Parmi les solutés organiques, les hexoses occupent une place majeure dans les tiges. Par contre, les tubercules privilégient une accumulation d’amidon et d’acides aminés principalement sous la forme asparagine/aspartate. Asparagine/aspartate, glutamine/glutamate, alanine, sérine et acide gamma amino butyrique sont les principales formes azotées prélevées par le parasite chez la féverole. Un schéma d’utilisation de ces composés par l’orobanche basé sur le couple Asparagine synthétase/ aspartate oxaloglutarate aminotransférase est proposé
This work aim to evaluate some sensitivity and tolerance degrees of various faba bean genotypes to O. Foetida, to characterize mechanisms involved in resistance and finally to estimate the impact of the host genotype on the parasite sink strength which controls parasite development following attachment to the host roots. Cultures were performed under field, pot and in vitro conditions. The genotype Bachaar was used as the control of high sensitivity. Among the five tested genotypes, XBJ90. 03-16-1-1-1 was the less sensitive and the most productive under infestation in both field and pot assays. The root exudates of this genotype displayed low stimulatory activity for orobanche seed germination. Consequently, few tubercles developed on roots. The infection process of all these genotypes was followed in vitro. In comparison to Bachaar, the genotypes known as moderately resistant genotypes under field conditions limited growth of orobanche tubercles under in vitro conditions, especially the genotype XBJ90. 03-16-1-1-1. Growth of the parasite should be mediated by soluble invertase activities and restricted following attachment to XBJ90. 03-16-1-1-1 roots by the low osmotic potential of the infected roots in addition to the organic nitrogen deficiency of the host phloem sap. On the other hand, the faba bean genotype did not influence the osmoregulation process of O. Foetida. Potassium was by far the major osmotically active compound in orobanche. Among the organic solutes, hexoses were accumulated highly in the growing stems. In contrast, tubercles displayed higher contents in starch and free amino acids, mainly in asparagine and aspartate. In parallel, asparagine/aspartate, glutamine/glutamate, alanine, serine and gamma amino butyric acid were identified as the main nitrogen compounds in the host phloem exudates. The key role of the enzymes asparagine synthetase and aspartate oxaloglutarate aminotransferase in the utilization of these host-derived amino acids is proposed in O. Foetida parasitizing faba bean