Des résultats pour innover

• Les projets de recherche supportés par Novalait inc.
• Faits saillants des projets terminés en 2008-2009
• Faits saillants des projets terminés en 2007-2008
• Faits saillants des projets terminés en 2006-2007

Les projets supportés par Novalait inc. et ses partenaires ont donné de nombreux résultats dont, entre autres :

• des connaissances sur les propriétés fonctionnelles des protéines sériques en fabrication fromagère,
• des données sur la spectroscopie infrarouge pour l’analyse des constituants laitiers en continu,
• une banque de souches et de ferments incluant des cultures fortes productrices de Nizine Z et d’exopolysaccharides, ainsi que des souches à fort potentiel probiotique,
• des procédés de fabrication fromagère intégrant des bifidobactéries et des fermentations avec cellules immobilisées,
• des données sur le potentiel d’application des ultrasons et des champs électriques à la séparation par membranes,
• des cahiers de charges pour la production de laits enrichis en ALC ou en Omega-3,
• des connaissances sur de nouvelles voies pour combattre la mammite tels que la vaccination génétique, la modulation de la réponse inflammatoire et les bactériocines,
• des recommandations pour des régies alimentaires novatrices,
• de nouvelles chartes de suivi de croissance des génisses,
• des outils de prise de décisions à la ferme et pour l’approvisionnement du lait.

Ces résultats de recherche contribuent à créer de la valeur dans les entreprises de production et de transformation innovantes qui les intègrent, les adaptent et les utilisent dans leurs pratiques de régie, leurs procédés et pour le développement de nouveaux produits. La main-d’œuvre qualifiée formée dans le cadre des projets supportés par Novalait inc. est également un important moteur d’innovation au sein des entreprises et des organismes conseils du secteur.

LES PROJETS DE RECHERCHE SUPPORTÉS PAR NOVALAIT INC.

La liste des projets de recherche en cours pendant l’année 2008-2009 est disponible ici-même. Pour une trentaine de ces projets, une fiche Trans-Info résumant les objectifs, résultats et applications potentielles est disponible sur le site Bovins laitiers de Agri-Réseau à l'adresse suivante : www.agrireseau.qc.ca/bovinslaitiers, sous l'onglet résultats de recherche et développement.

Les faits saillants des projets terminés au cours des trois dernières années sont présentés

 

FAITS SAILLANTS DES PROJETS TERMINÉS EN 2008-2009

• Pratiques de production laitière / Gestion de la santé
• Produits laitiers / Coproduits et ingrédients laitiers / Valorisation des coproduits

 

Pratiques de production laitière / Gestion de la santé

L’industrie laitière améliore constamment la prévention de l’adultération du lait par des antibiotiques. Dans cette optique, ce projet avait pour objectifs d’identifier les facteurs de sensibilité des tests commerciaux ainsi que d’explorer l’utilisation des nouvelles technologies des polymères à empreinte moléculaire, une sorte de moule spécifique pour la détection de résidus d’antibiotiques.

Un modèle in vitro mimant la variabilité de la composition du lait, a été mis au point en utilisant des technologies de fractionnement et de reconstitution du lait. Ce modèle a permis d’identifier que les substances inhibitrices présentes dans le lait, ainsi que le pH et la teneur en gras et en protéines, sont d’importants facteurs à prendre en compte pour la détection. Le projet a permis de développer un procédé de fabrication d’un polymère à empreinte moléculaire spécifique pour la tétracycline et un prototype de test de détection. Des résultats positifs ont été obtenus en laboratoire, mais le prototype n’a pas franchi avec succès l’étape de la mise à l’échelle. Un article est en production pour la publication dans la revue Le Producteur de lait québécois à l’hiver 2010.

 

La paratuberculose est une affection difficile à diagnostiquer qui entraîne des pertes économiques importantes même en absence de signes cliniques. Différents facteurs de risques ont été mis en évidence dans les élevages laitiers. Un questionnaire de facteurs de risques reconnus est actuellement disponible au Québec afin d’aider les producteurs laitiers aux prises avec la maladie. Le but de cette étude était de valider la pertinence d’une telle pratique et la corrélation entre un score obtenu avec ce questionnaire et la prévalence clinique au sein de troupeaux laitiers dont le statut, infecté ou non, est connu. Au total, cinquante-huit (58) troupeaux, dont vingt-neuf (29) supposés sains et vingt-neuf (29) supposés infectés, ont participé à l’étude. Trente (30) vaches de 3 ans et plus ont  aléatoirement été sélectionnées pour un diagnostic de paratuberculose par recherche d’anticorps dans le sang (ELISA, peu sensible sauf en phase avancée de la maladie) et culture de l’agent infectieux, Mycobacterium avium ssp. Paratuberculosis (MAP), dans le fumier. Le questionnaire de facteurs de risques a ensuite été réalisé avec l’éleveur.

Globalement, les scores obtenus au questionnaire étaient plus élevés chez les troupeaux infectés. En pratique, l’application intéressante de cette étude concerne le pointage obtenu lorsque le statut de la ferme est inconnu. Ainsi, si la ferme A obtient un score 10 % plus élevé que la ferme B, elle a 1,7 fois plus de risques d’être aux prises avec la paratuberculose. Le questionnaire permet également de mettre l’accent sur les points essentiels de régie qui jouent un rôle dans la transmission et la persistance de la maladie.

L’étude a démontré que le formulaire d’évaluation des facteurs de risques est un outil intéressant dans le cadre de la prévention et du contrôle de la paratuberculose. Un article sur les résultats du projet a été publié dans la revue Le Producteur de lait de juin 2009.

 

Produits laitiers / Coproduits et ingrédients laitiers / Valorisation des coproduits

La production de 100 kg de beurre génère approximativement 10 kg de poudre de babeurre, principalement utilisée en formulation alimentaire. Bien qu’il possède une composition similaire à celle du lait écrémé, certaines caractéristiques technologiques du babeurre limitent son utilisation. L’incorporation du babeurre au lait de fromagerie diminue la fermeté du caillé et la rétention des espèces. Ce projet reposait sur l’hypothèse que la séparation des lipides du babeurre permettrait de restaurer les propriétés technologiques de la fraction maigre, tout en produisant un extrait à valeur ajoutée. Le but du projet était de développer une nouvelle approche technologique permettant l’utilisation du babeurre en fromagerie et de mieux comprendre les phénomènes responsables des particularités technologiques du babeurre.

La pasteurisation de la crème entraîne des modifications de la composition protéique des membranes de globules gras et de leur interaction avec les protéines du lactosérum ainsi que des changements dans la composition minérale du babeurre. Les problèmes technologiques associés à l’utilisation du babeurre en fromagerie sont doublés avec la pasteurisation. Aucune des approches technologiques explorées n’a permis d’améliorer les caractéristiques technologiques du babeurre. Le fractionnement du babeurre a permis de constater que les fractions colloïdales, solubles et diffusibles du babeurre contribuent toutes aux problèmes technologiques. L’homogénéisation du babeurre n’a pas eu d’effet sur la cinétique de coagulation, mais a permis de diminuer l’humidité et d’améliorer les rendements.

Un article de vulgarisation faisant le point sur l’impact des procédés sur les caractéristiques  technologies du babeurre et son potentiel d’utilisation en fromagerie, ainsi que des pistes de solutions à explorer dans la poursuite des efforts de valorisation du babeurre est en préparation.

 

FAITS SAILLANTS DES PROJETS TERMINÉS EN 2007-2008

• Qualité et composition du lait et des produits laitiers / Propriétés nutrition-santé distinctives dans le lait et les produits laitiers
• Analyse des modèles, outils pour la prise de décision / Analyse des modèles de production
• Produits laitiers / Fromages / Maîtrise des procédés
• Pratiques de production laitière / Stratégies alimentaires

QUALITÉ ET COMPOSITION DU LAIT ET DES PRODUITS LAITIERS / PROPRIÉTÉS NUTRITION-SANTÉ DISTINCTIVES DANS LE LAIT ET LES PRODUITS LAITIERS

Plusieurs études épidémiologiques et cliniques ont associé la consommation d’acides gras trans de sources industrielles à une augmentation du risque de maladies cardiovasculaires. Les produits laitiers contiennent des acides gras trans d’origine naturelle, dont l’association avec les risques cardiovasculaires est beaucoup moins bien documentée. Actuellement, l’étiquetage nutritionnel ne fait pas la distinction entre les acides gras trans d’origine industrielle et ceux d’origine naturelle. Cette étude a été la première à documenter, dans le contexte d’une étude clinique nutritionnelle contrôlée, l'impact de différentes quantités d’acides gras trans présents naturellement dans les produits laitiers, sur les niveaux de cholestérol sanguin et les autres facteurs de risque des maladies cardiovasculaires.

L’étude clinique a impliqué 38 hommes en santé qui ont consommé 4 diètes comportant différents niveaux de gras trans naturels et industriels. La diète la plus élevée en acides gras trans naturels a nécessité l’utilisation de produits laitiers naturellement enrichis en acides gras trans par une régie spécifique de l’alimentation des vaches. Les résultats ont démontré que les concentrations plasmatiques de LDL résultats d’une diète très élevée en AGT naturels (10,2 g/2 500 kcal) étaient plus élevées par rapport à la diète témoin. Il est toutefois impossible d’atteindre une telle consommation dans la vie de tous les jours. La diète modérée en AGT naturels (4,2 g/2 500 kcal) n’a induit aucun changement significatif dans les facteurs de risque cardiovasculaires comparativement à la diète témoin.

Pour l’industrie laitière, le défi est de sensibiliser les consommateurs à différencier les gras trans naturels et industriels et de démontrer que les gras trans d’origine laitière n’ont pas d’impacts négatifs sur la santé cardiovasculaire dans le contexte d’une diète équilibrée. Un plan de communication centré sur les intervenants du secteur, les professionnels de la santé et les décideurs politiques a été élaboré en collaboration avec Les Producteurs laitiers du Canada. Un article sera publié dans la revue Le producteur de lait québécois à l’hiver 2009.

 

ANALYSE DES MODÈLES, OUTILS POUR LA PRISE DE DÉCISION / ANALYSE DES MODÈLES DE PRODUCTION

Au Québec, l’élevage des sujets de remplacement est le second poste de dépenses en importance d’une ferme laitière et l’optimisation de la croissance des génisses pourrait réduire les pertes actuelles estimées à environ 40 millions de dollars pour le Québec. Ce projet visait à établir un profil des conditions d’élevage des génisses au Québec en relation avec les performances et les coûts, ainsi que de développer un prototype de logiciel pour visualiser des courbes de croissances individualisées.

L’enquête sur 115 fermes a révélé que plusieurs pratiques recommandées sont largement appliquées. Toutefois, d’autres pratiques restent à parfaire, notamment la quantité de colostrum au premier repas pourrait être plus importante; dans plus de 50 % des troupeaux, les animaux vêlent directement à l’attache et, dans 40 % des troupeaux, l’ombilic du nouveau-né n’est pas désinfecté. À partir des données du programme Agri‑Lacta le prototype de logiciel développé prédit mensuellement le poids et la hauteur du sujet de remplacement jusqu’au vêlage. Le prototype permet de visualiser pour chaque génisse : ses mesures, sa courbe estimée de croissance, la courbe moyenne propre au troupeau et les courbes de référence pour sa race. L’écart-type entre les poids prédits et les poids réels au vêlage était d’environ 30 kg.

Pour en savoir plus, les résultats de l’enquête ont fait l’objet d’un article publié dans la revue Le Producteur de lait québécois de mars 2007 et d’une conférence au Symposium sur les bovins laitiers du CRAAQ en décembre 2006. Un outil, sous forme de grille, permettant d’évaluer la régie des sujets de remplacement et de d’améliorer les pratiques est actuellement à l’essai dans le cadre d’un projet du Programme du Réseau de fermes pilotes. Les opportunités de développement du prototype sont en évaluation.

 

PRODUITS LAITIERS / FROMAGES / MAÎTRISE DES PROCÉDÉS

La rapidité et la fiabilité sont des enjeux importants dans la mesure de la qualité du lait à la ferme et à l’usine. Suivre l’évolution de la composition des populations microbiennes au cours des étapes de transformation représente également d’importants défis. Ce projet visait à valider de nouvelles applications de méthodes moléculaires de pointe pour l’analyse de qualité du lait et le suivi de l’écologie des populations microbiennes lors des procédés de transformation fromagère. Trois méthodes de contrôle permettant de prévenir la dégradation des aptitudes technologiques du lait ont également été évaluées.

L’application de la méthode moléculaire T-RFLP pour l'analyse de la qualité du lait cru a permis d’estimer plus rapidement que les méthodes de référence, et avec autant d’efficacité, la composition de populations microbienne de laits crus, sans culture ni isolement préalable des bactéries. Lors de fabrications fromagères, la  méthode moléculaire RAP-PCR (RNA Arbitrarily Primed PCR) a révélé la variation de l’expression des gènes d’un ferment laitier composé de trois souches de Lactococcus lactis ssp. cremoris selon le type de lait, le traitement thermique, l’enrichissement en CO2, les paramètres de fermentation, et la préparation du ferment. Cette méthode distingue la contribution de chacune des souches à l’activité totale du ferment, et permet de suivre les déviations, un résultat qui ne peut être obtenu par les méthodes microbiologiques classiques. La microfiltration a été la procédure pour prévenir la dégradation de l’aptitude technologique du lait la plus efficace, diminuant toutes les populations microbiennes d'environ 3 Logs et réduisant le nombre de spores. Le traitement du lait au dioxyde de carbone ou par microfiltration a permis de conserver du lait cru pendant 9 jours à 4 °C. Les fromages produits avec ces laits traités après 9 jours de conservation étaient de qualité comparable à ceux produits avec du lait frais de 2 jours.

Ce projet novateur ouvre la voie à plus long terme à un élargissement des possibilités d’analyse de qualité du lait et de suivi de la transformation dans les usines, ainsi qu’à une évolution des références.

 

PRATIQUES DE PRODUCTION LAITIÈRE / STRATÉGIES ALIMENTAIRES

Au Québec, environ 60 % des fourrages cultivés et 100 % du maïs fourrager sont conservés sous forme d’ensilage. Par ses coûts de construction moindres et sa simplicité d’utilisation, le silo couloir est de plus en plus utilisé comme alternative valable au silo tour. La qualité de conservation des fourrages en silo couloir exige toutefois une régie attentive. Ce projet de recherche avait pour objectifs d’identifier les  facteurs de pertes et les risques de contamination microbiologique, établir une relation entre la densité et la régie lors du remplissage et proposer un système de mesure instantanée du taux d’humidité des ensilages à la reprise. 

Le facteur prépondérant pour réduire les pertes est l’étanchéité de la couverture. Pour bien conserver l’ensilage, il vaut mieux couvrir rapidement que compacter longtemps. De plus, une couverture étanche élimine pratiquement le problème des toxines. L’utilisation de maïs à maturité précoce, récolté tardivement, est recommandé en raison de sa haute valeur énergétique et parce qu’il permet d’entasser plus de matière sèche dans un silo couloir.  La fiabilité des sondes électronique pour mesurer la teneur en humidité des ensilages à la reprise varie beaucoup en fonctions de plusieurs facteurs comme la densité de l’ensilage, la longueur de coupe et le type d’électrodes. La répétition des mesures (de 5 à 10 mesures pour une face de silo) et l’étalonnage régulier des sondes électroniques avec une mesure à l’étuve sont essentiels pour obtenir des mesures précises de la teneur en eau des ensilages.

Pour en savoir plus, le texte d’une conférence synthèse présentée au Symposium sur les bovins laitiers (Drummondville, 15 novembre 2007) est disponible sur le site www.agrireseau.qc.ca/bovins. Un article a également été publié dans la revue Le Producteur de lait québécois de mars 2007.

 

FAITS SAILLANTS DES PROJETS TERMINÉS EN 2006-2007

• Maîtrise des procédés et technologies de conditionnement et de transformation
• Innocuité et qualité microbiologique du lait / gestion du risque
• Pratique de production laitière – Stratégies alimentaires

MAÎTRISE DES PROCÉDÉS ET TECHNOLOGIES DE CONDITIONNEMENT ET DE TRANSFORMATION

Ce projet portait sur le contrôle des phénomènes d’oxydoréduction dans le lait et les produits laitiers. Il a étudié le potentiel d’application d’un procédé utilisé dans d’autres secteurs, l’électroréduction. Il consistait à mesurer les effets de l’électroréduction sur l’aptitude à la transformation du lait, l’équilibre des flores microbiennes et les phénomènes de dégradation oxydative.
L’application du procédé d’électroréduction a conduit à l’abaissement du potentiel d’oxydoréduction et de la concentration d’oxygène dissous du lait. L’ampleur de l’effet dépendait de l’intensité et de la durée du traitement. L’électroréduction a sensiblement amélioré la coagulation à la présure des laits chauffés et la stabilité à haute température. Le traitement n’a pas eu d’impact sur les flores contaminantes se développant à basse température, mais a favorisé la survie de certaines souches de bifidobactéries. Les effets de l’électroréduction se sont toutefois montrés rapidement réversibles après le traitement.

Le projet a permis d’établir le potentiel de l’oxydoréduction comme alternative au traitement sous vide pour contrôler l’oxygène dissous dans le lait et les produits laitiers. Le procédé d’électroréduction pourrait trouver des applications pour la stabilisation des cultures de probiotiques et des laits non fermentés enrichis en cultures probiotiques de même que pour le développement de laits fonctionnels par la prévention de l’oxydation et la protection des composés sensibles comme les acides gras insaturés, les vitamines et certains composés bioactifs. Deux étudiants à la maîtrise et un étudiant au doctorat ont été formés au cours de ce projet.

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Les producteurs et les utilisateurs de ferments sont continuellement à la recherche de nouveaux ferments aromatiques pour le développement des produits laitiers. Ce projet a touché à cette problématique en évaluant le potentiel de ferments lactiques traditionnels d’une collection datant des années 1960. Le projet consistait à  sélectionner les ferments pour leur aptitude à produire des arômes, identifier parmi ces ferments les souches à fort potentiel aromatique, formuler et produire des mélanges de souches aromatisantes compatibles et démontrant leurs propriétés aromatiques dans des conditions de fabrication fromagère.
Treize ferments lactiques traditionnels utilisés dans les années soixante ont démontré une capacité à produire en quantité importante une grande variété de composés aromatiques présents dans les fromages. Des souches aromatiques thermophiles ont été identifiées et un procédé de fabrication améliorant les propriétés organoleptiques et le contrôle post acidification de fromage en grains a été développé. Des souches productrices d’acide gamma-aminobutyrique (GABA) ont également été isolées et les chercheurs ont développé un procédé d’induction de la synthèse de GABA pour produits laitiers fermentés à effet hypertenseur.

Des étapes se poursuivent pour rendre ses souches et procédés disponibles à l’industrie laitières mais les résultats de ce projet présentent un fort potentiel pour l’amélioration et le développement des produits laitiers. Les résultats de ce projet ont été présentés en mai 2007 au colloque du Centre STELA. Deux étudiants à la maîtrise et un étudiant au doctorat ont été formés dans le cadre de ce projet.

INNOCUITÉ ET QUALITÉ MICROBIOLOGIQUE DU LAIT / GESTION DU RISQUE

Ce projet a adressé la problématique de la contamination du lait par les spores butyriques résistantes à la pasteurisation, qui peut entraîner des pertes économiques importantes pour l’industrie fromagère, notamment par le gonflement tardif des fromages. L’approche proposée était d’étudier l’écologie des Clostridia dans la chaîne de production du lait à la ferme et d’explorer différentes stratégies pour inhiber le développement des spores dans les ensilages.
Les Clostridia sont omniprésentes dans l’environnent des fermes. Différentes espèces de Clostridia ont été détectées dans le sol, les plantes, l’ensilage et le lait cru. Une sélection s’est exercée entre les populations de Clostridia des aliments et celles du lait cru. L’application de fertilisants organiques a augmenté les clostridies dans le sol, mais cet effet a été de courte durée. Dans des silos expérimentaux préparés à partir des parcelles fertilisées par différents amendements organiques, les Clostridia se sont développés de façon beaucoup plus importante avec la fléole des prés, qu’avec un mélange luzerne/fléole des prés. De plus, chez la fléole des prés, la fertilisation minérale a entraîné un plus faible développement des Clostridia dans les silos. Une bactérie lactique produisant une substance ayant une activité anti-clostridiale a été identifiée, mais s’est montré peu compétitive en milieu naturel et n’as pas démontré le potentiel escompté pour de développement d’additif à ensilage.

Ces résultats ont permis le développement de stratégies pour obtenir des ensilages dont la charge en spores butyriques est inférieure à 1000 spores de Clostidium par gramme d’ensilage. Pour en savoir plus, deux articles ont été publiés dans la revue Le producteur de lait québécois de mars 2007 et une conférence sera présentée au Symposium sur les bovins laitiers du CRAAQ (à Drummondville, le 15 novembre 2007) et rendue disponible sur le site www.agrireseau.qc.ca/bovinslaitiers. Trois étudiants à la maîtrise ont été formés.

PRATIQUE DE PRODUCTION LAITIÈRE - STRATÉGIES ALIMENTAIRES

On connaît très peu de choses sur les rôles et l'importance des vitamines du complexe B chez la vache laitière.  Un apport insuffisant en vitamine diminuera l'efficacité des voies métaboliques majeures, augmentant les coûts de production. Le projet visait donc à étudier les effets d'une augmentation des apports en acide folique et en  vitamine B12, en présence d'apports adéquats ou suboptimaux de méthionine, sur les performances de lactation, les variables sanguines et hépatiques, indicatrices des voies métaboliques sollicitées, et le flux corporel de la méthionine et du glucose en début de lactation.

Le supplément d’acide folique et vitamine B12 a permis d’augmenter la production de lait, cet effet était plus marqué dans les 4 premières semaines de lactation. L’ajout seul de méthionine protégée a augmenté le taux de protéine du lait sans influencer la quantité totale de protéine produites par jour.

Les résultats de ce projet devraient contribuer à définir des recommandations de vitamines B présentement inexistantes pour équilibrer les rations des vaches laitières afin d’augmenter l’efficacité métabolique. Une meilleure gestion des vitamines B pourra se traduire par une diminution des coûts d’alimentation et une diminution des rejets dans l’environnement. Un étudiant au doctorat a été formé dans le cadre de ce projet.

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Ce projet était une mise à l’échelle, en conditions réelles d’exploitation, des résultats d’un précédent projet de  recherche supporté par Novalait inc. sur la « Production de fourrages adaptés aux besoins de la vache tarie » réalisé de 2002 à 2005 par l’Université Laval, en collaboration avec le ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec (MAPAQ) et d’Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC). Ce projet visait à accélérer l’utilisation de cette technique de production novatrice par les fermes laitières du Québec. Le projet consistait à intégrer et à valider sur dix entreprises laitières des régions du Centre-du-Québec et de la Montérégie sélectionnées pour leur potentiel à produire un fourrage à faible DACA et pour la susceptibilité de leur troupeau à présenter des problèmes d’hypocalcémie, une méthode novatrice de production et d’utilisation du foin à faible DACA

La production d’un foin à faible DACA a été possible dans la majorité des entreprises. Les rations comportant le foin à faible DACA n’ont pas provoqué la baisse souhaitée du pH urinaire autour de 6,5 à 7, un indicateur de bonne préparation au vêlage. L’incidence de la fièvre vitulaire observée a cependant été inférieure à la moyenne provinciale qui se situe à 6 %. La plupart des producteurs poursuivront la production de foin à faible DACA suite à la fin du projet.

Ce projet a permis de développer un schéma décisionnel permettant aux producteurs d’évaluer la capacité de leur entreprise à produire, acheter, utiliser et même commercialiser les fourrages à faible DACA.