The food industry, along with the consumers, is interested in plant‐based diet because of its health benefits and environmental sustainability. Vicia faba L. ( V. faba ) is a promising source of pulse proteins for the human diet and can yield potential nutritional and functional ingredients, namely, flours, concentrates, and isolates, which are relevant for industrial food applications. Different processes produce and functionalize V. faba ingredients relevant for industrial food applications, along with various alternatives within each unit operation used in their production. Processing modifies functional properties of the ingredients, which can occur by (i) changing in overall nutritional composition after processing steps and/or (ii) modifying the structure and conformation of protein and of other components present in the ingredients. Furthermore, V. faba limitations due to off‐flavor, color, and antinutritional factors are influenced by ingredient production and processing that play a significant role in their consumer acceptability in foods. This review attempts to elucidate the influence of different ways of processing on the functional, sensory, and safety aspects of V. faba L. ingredients, highlighting the need for further research to better understand how the food industry could improve their utilization in the market.

Proteins from various sources are widely used in the food industry due to their unique functional performances in food products. The functional properties of proteins are somehow dictated by their molecular characteristics, but the exact relationship is not fully understood. This review gives a tangible overview of the methods currently available for determining protein functionality and related molecular characteristics in order to support further research on protein ingredients. The measurements of protein functionality include solubility, water holding capacity, oil holding capacity, emulsion property, foam property, and gelation. This review also provides a description of different methods of molecular characteristics including electrophoresis, surface hydrophobicity and charge, molecular interaction, and thermal property measurement. Additionally, we have put significant emphasis on spectroscopic methods (ultraviolet-visible, Fourier transform infrared, Raman, circular dichroism, fluorescence and nuclear magnetic resonance). In conclusion, first and foremost, there is a need to agree on a standardization of the analytical methods for assessing functional properties. Moreover, it is mandatory to couple different analyses of molecular characteristics to measure and monitor the structural changes obtained by different processing methods in order to gain knowledge about the relationship with functionality. Ideally, a toolbox of protein analytical methods to measure molecular characteristics and functionality should be established to be used in a strategic design of protein ingredients.

Fava bean (Vicia faba L.) is a promising source of proteins that can be potentially used as nutritional and/or functional agents for industrial food applications. Fava ingredients are industrially produced, modified, and utilized for food applications. Their processing conditions influence physico-chemical protein properties that further impact ingredient functionality. To design a functionally suitable ingredient, an understanding of the interrelationships between different properties is essential. Hence, this work aimed to assess two statistical analytical tools, Pearson’s correlation and Principal Component Analysis (PCA), for investigating the role of the process conditions of fava ingredients on their functional and protein properties. Fava concentrates were processed by pH (2, 4, 6.4 and 11), temperature (55, 75 and 95 ${}^{\circ }$C) and treatment duration (30 and 360 min) into different modified ingredients. These were utilized under two application conditions (pH 4 and 7), and their foam and emulsion properties as well as their ingredient characteristics (charge, solubility, and intrinsic fluorescence) were measured. The results show that foam and emulsion properties are not correlated to each other. They are associated with different protein and non-protein attributes as fava concentrate is a multi-component matrix. Importantly, it is found that the results from the two statistical tools are not fully comparable but do complement each other. This highlights that both statistical analytical tools are equally important for a comprehensive understanding of the impact of process conditions on different properties and the interrelationships between them. Therefore, it is recommended to use Pearson’s correlation and principal component analysis in future investigations of new plant-based proteins.

Compréhension des mécanismes à l'origine des propriétés fonctionnelles et de la flaveur d’ingrédients riches en protéines issus de 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.