Du gaspillage alimentaire au fromage de type Pecorino : la sagesse ancienne ressuscitée par la biotechnologie de pointe

Les ingrédients destinés à être jetés deviennent la prochaine "umami"

Quand on parle de déchets alimentaires, beaucoup pensent aux déchets ménagers, aux légumes invendus des supermarchés ou aux restes des restaurants. Cependant, une grande partie du gaspillage alimentaire se produit avant même que les aliments n'atteignent notre table, dans les usines. Le résidu de soja après extraction du lait de soja, les résidus de céréales après la fabrication de lait végétal, les coques de fèves de cacao après transformation, la mélasse issue de l'industrie sucrière, l'amidon et les fibres après extraction des protéines de pois. Jusqu'à présent, ces résidus étaient utilisés comme aliments pour animaux, compostés ou traités à moindre coût.

Cependant, dans le domaine de la technologie alimentaire, ces résidus ne sont pas appelés "déchets" mais "substrats". Ils sont considérés comme une base pour la croissance des micro-organismes, des matières premières qui, grâce à la fermentation, peuvent révéler des saveurs, des arômes, des nutriments et des textures.

Selon un rapport de la BBC, une innovation notable est un produit alimentaire de type fromage, développé dans le laboratoire de Vayu Hill-Maini à l'Université de Stanford, à partir de déchets alimentaires. Ce n'est pas un fromage traditionnel à base de lait. En utilisant la fermentation par des champignons, ils transforment des sous-produits alimentaires destinés à être jetés en un aliment de type "pecorino" ou "parmesan", avec un goût salé et une texture dure, pouvant être râpé sur des pâtes.

Hill-Maini considère la fermentation non pas simplement comme une technique de conservation, mais comme une technologie de re-conception des ingrédients. Les micro-organismes ne se contentent pas de décomposer les sucres et l'amidon en alcool et en acides. Ils transforment également des fibres comme la cellulose, difficiles à digérer pour l'homme, en substances et protéines plus digestes. En d'autres termes, les parties considérées comme "difficiles à manger" ou "de faible valeur" sont converties par les micro-organismes en de nouveaux ingrédients.

Ce n'est pas une idée entièrement nouvelle. Le miso, la sauce soja, le natto, le fromage, le yaourt, la bière, le vin, le pain. La fermentation est une "ingénierie alimentaire ancienne" utilisée depuis longtemps par l'humanité. Ce qui est nouveau, c'est l'intégration de l'analyse génomique, de l'IA, de la fermentation de précision, des bioréacteurs et des évaluations sensorielles par des chefs pour transformer les sous-produits industriels en aliments à haute valeur ajoutée.

La moisissure : "pourriture" ou "chef cuisinier" ?

La clé de cette technologie réside dans un champignon appelé Neurospora. En Indonésie, il existe un aliment traditionnel appelé "oncom", fabriqué en fermentant des résidus de tofu comme l'okara. Dans ce processus, les sous-produits du soja, souvent jetés, sont transformés en un aliment fermenté comestible grâce à la croissance de champignons. La recherche de Hill-Maini et de son équipe s'inscrit dans cette tradition, en explorant scientifiquement comment appliquer cette connaissance traditionnelle à d'autres sous-produits alimentaires.

Il est important de noter qu'il ne s'agit pas de "manger n'importe quelle moisissure". Certaines moisissures qui font pourrir les aliments peuvent être dangereuses. Manger des moisissures qui poussent accidentellement à la maison est risqué, et cela n'a rien à voir avec la fermentation contrôlée en laboratoire ou en usine alimentaire, où les souches, la température, l'humidité, le temps et l'hygiène sont soigneusement gérés. Les aliments fermentés ne sont pas simplement laissés aux micro-organismes ; c'est une technologie où l'homme contrôle quels micro-organismes travaillent dans quelles conditions.

Sur les réseaux sociaux, les réactions à ce sujet sont clairement divisées. Les experts en fermentation considèrent cela comme un sujet intéressant, enraciné dans la fermentation traditionnelle indonésienne, plutôt que comme une idée extravagante. En revanche, le grand public montre une résistance à l'association des mots "déchets alimentaires", "moisissure" et "fromage". Dans la communauté de la fermentation, il y a un intérêt pratique pour savoir où se procurer des starters, c'est-à-dire des cultures pour commencer la fermentation en toute sécurité, mais dans l'espace plus large des réseaux sociaux, l'inquiétude intuitive de "peut-on vraiment manger ça ?" est forte.

Cette différence de réaction reflète un défi fondamental des aliments fermentés. Même si c'est scientifiquement sûr et nutritif, les gens ne consomment pas régulièrement ce qu'ils trouvent "dégoutant". À l'inverse, dans des cultures familières comme le natto, le fromage bleu ou le kimchi, les odeurs fortes et la présence de micro-organismes sont attrayantes. La diffusion des aliments fermentés issus de déchets alimentaires dépendra non seulement de la sécurité, mais aussi du nom, de l'apparence, de l'odeur, de la manière de les consommer, du prix, et de la création d'une histoire qui fait ressentir que "ce n'est pas un déchet, mais un ingrédient".

Coques de cacao, pois, mélasse, okara : la revanche des "restes"

Ce qui rend l'article de la BBC intéressant, c'est que ce n'est pas seulement la recherche de Stanford, mais aussi des entreprises du monde entier qui se dirigent dans la même direction.

La société britannique Fermtech tente de fermenter les coques de cacao, généralement jetées, pour les transformer en substitut de poudre de cacao. Les coques de cacao conservent un arôme chocolaté, mais sont difficiles à utiliser telles quelles en raison de leur forte teneur en fibres. En décomposant les structures végétales grâce aux micro-organismes, il est possible de créer un matériau comestible tout en préservant l'arôme. Le PDG de l'entreprise se décrit comme un "mineur de saveurs", extrayant des arômes et des umamis des sous-produits autrefois jetés, plutôt que des minéraux du sous-sol.

La société espagnole MOA Foodtech combine l'IA et la fermentation. Par exemple, lorsque des protéines végétales sont extraites des pois, la majeure partie restante est constituée d'amidon et de fibres. Jusqu'à présent, cela finissait souvent comme aliment pour animaux ou comme déchet, mais l'entreprise explore, grâce à l'IA, quelles combinaisons de micro-organismes et de sous-produits produisent les matériaux les plus nutritifs de manière efficace. L'article de la BBC mentionne que le développement de bioprocédés, qui prenait autrefois deux semaines pour un seul, atteint maintenant 300 conceptions par heure. Cela symbolise le passage du développement alimentaire du monde de l'intuition et des essais au monde des données et des simulations.

L'entreprise allemande MicroHarvest utilise des sous-produits de l'industrie sucrière, comme la mélasse, pour produire des protéines par fermentation microbienne. L'entreprise met en avant sa capacité à produire des protéines de haute qualité en 24 heures, et se développe également sur le marché des aliments pour animaux de compagnie. Les aliments pour animaux de compagnie ont un seuil psychologique plus bas que les aliments pour humains, et en même temps, ils peuvent réduire l'impact environnemental, ce qui en fait une introduction réaliste pour les nouveaux matériaux protéiques. L'article de la BBC présente des initiatives pour transformer la mélasse en aliments pour animaux de compagnie haut de gamme et des snacks savoureux qui atténuent l'amertume typique des protéines végétales.

La société singapourienne Mottainai Food Tech s'inspire du mot japonais "mottainai". Son produit phare est le "Jiro Meat", une viande alternative fermentée à partir d'okara, un sous-produit du tofu et du lait de soja. Bien que l'okara soit riche en nutriments, sa forte teneur en eau le rend périssable et difficile à utiliser en grande quantité. En utilisant la fermentation solide, il est transformé en un matériau protéique végétal avec texture et umami. L'entreprise travaille également sur le développement de thon végétal, en combinant des micro-organismes pour atténuer l'odeur de haricot et rehausser l'umami et la douceur.

Ce qui émerge ici, c'est une nouvelle étape dans la lutte contre le gaspillage alimentaire. Les approches traditionnelles se concentraient sur la réduction des déchets en faisant don des excédents, en réduisant les prix des invendus, en consommant tout à la maison ou en compostant. La technologie alimentaire de fermentation va plus loin. Elle ne se contente pas de "réduire les déchets", elle "reconçoit les sous-produits comme matières premières alimentaires dès le départ".

L'IA accélère la fermentation

La fermentation est une technologie ancienne, mais le business moderne de la fermentation n'est plus "laisser faire". Le génome des micro-organismes, la température de fermentation, l'humidité, le pH, la quantité d'oxygène, les sources de nutriments, le temps de fermentation, l'arôme et la texture finaux. Les combinaisons sont innombrables et il n'y a pas assez de temps pour que l'homme les teste une par une.

C'est là qu'intervient l'IA. Des entreprises comme MOA Foodtech combinent des données sur les sous-produits et les micro-organismes pour prédire quelles conditions donneront les rendements les plus élevés ou les valeurs nutritionnelles souhaitées. Cela se situe entre le travail d'un chef qui conçoit des recettes et celui d'une usine chimique qui optimise les conditions de production. L'objectif final n'est pas simplement de "pouvoir produire", mais de le faire à moindre coût, en grande quantité, en toute sécurité, avec une qualité constante et un goût agréable.

Ainsi, la technologie alimentaire de fermentation ne se limite pas aux laboratoires. Les obstacles à la commercialisation sont nombreux : sécurité des souches, réglementation, acceptation par les consommateurs, étiquetage des allergènes, conservation, stabilité du goût, coût de production, partenariats avec les fabricants alimentaires existants, approbation des aliments dans chaque pays. Si un seul de ces éléments manque, les "aliments du futur" réussis en laboratoire n'atteindront pas le marché.

C'est pourquoi il est important que le laboratoire de Hill-Maini mette l'accent sur les chefs en résidence et les cuisines R&D. Les consommateurs ne se contentent pas de "valeurs nutritionnelles élevées" déclarées par les scientifiques. Peut-on le râper, le faire fondre, quel est son arôme, va-t-il bien avec les pâtes, les chefs veulent-ils l'utiliser ? L'évaluation finale en tant qu'aliment ne dépend pas seulement des instruments d'analyse, mais aussi du goût, de l'odorat et de la culture.

Deux obstacles à la diffusion révélés par les réseaux sociaux

Les réactions sur les réseaux sociaux montrent qu'il y a deux obstacles pour la technologie alimentaire de fermentation.

Le premier est l'inquiétude pour la sécurité. Dans les communautés de fermentation sur Reddit, il y a des voix qui apprécient la relation avec l'oncom traditionnel et montrent de l'intérêt pour l'obtention de starters pour l'upcycling des déchets alimentaires avec Neurospora. D'un autre côté, dans les publications plus générales sur les aliments et les moisissures, il y a souvent de la confusion entre "fermentation" et "pourriture". Ce qui est attrayant pour les amateurs de fermentation peut sembler être "des aliments moisis" pour le consommateur moyen.

Le second est la barrière linguistique. Quand on dit "fromage fabriqué à partir de déchets alimentaires", cela donne l'impression de "manger des déchets". Mais si on le reformule en "protéine végétale fermentée à partir d'okara", "cacao durable avec l'arôme des coques de cacao", ou "protéine microbienne dérivée de la mélasse", l'impression change considérablement. En réalité, beaucoup des aliments que nous consommons quotidiennement sont nés de sous-produits de transformation ou d'astuces de conservation. Petit-lait, lie de saké, son de riz, sauce de poisson, moisissure bleue du fromage. Une fois intégrés dans la culture, ils ne sont plus des déchets mais des "ingrédients".

Le scepticisme sur les réseaux sociaux n'est pas nécessairement mauvais pour la technologie. Au contraire, il indique ce qui doit être expliqué. Les moisissures qui poussent accidentellement à la maison sont différentes des souches gérées pour la fabrication alimentaire. Même si on parle de déchets, il s'agit principalement de sous-produits gérés issus des usines alimentaires, et non de restes pourris. Les produits finaux doivent passer des tests de sécurité et des réglementations. Sans ces explications, la technologie alimentaire de fermentation restera "intéressante mais effrayante".

"Mottainai" pourrait devenir le prochain mot-clé industriel

Cette tendance ne concerne pas seulement le Japon. Le Japon possède une culture de fermentation avec le miso, la sauce soja, le saké, le vinaigre, le natto, les pickles, le koji. En même temps, il y a beaucoup de sous-produits comme l'okara, le son de riz, la lie de saké, les légumes non conformes, les résidus de transformation des produits de la mer. Au lieu de simplement préserver ces "savoirs anciens", les combiner avec l'ingénierie alimentaire moderne, l'IA et la biotechnologie pourrait créer une nouvelle industrie de matériaux alimentaires pour le marché mondial.

Ce qui est particulièrement notable, c'est que Mottainai Food Tech a intégré le mot japonais "mottainai" dans son nom. Ce mot ne signifie pas seulement économiser. Il inclut le sentiment de ne pas gaspiller l'effort, la nature, le temps et la vie derrière les objets. L'upcycling des déchets alimentaires par fermentation peut être vu comme une tentative de traduire ce sentiment en technologie industrielle.

Cependant, il ne faut pas avoir des attentes excessives. La fermentation ne peut pas résoudre tous les problèmes de déchets alimentaires. Certains sous-produits conviennent à la fermentation, d'autres non. La collecte, le stockage et la gestion de l'hygiène ont un coût. Si les consommateurs n'acceptent pas, le marché ne s'élargira pas. Pour évaluer si l'impact environnemental est réellement faible, il faut inclure l'énergie nécessaire à la fermentation, le transport, la réfrigération et l'emballage.

Néanmoins, la direction indiquée par cette technologie est significative. Les futures stratégies de lutte contre le gaspillage alimentaire ne se contenteront pas de "ne pas jeter par contrainte", mais évolueront vers "transformer ce qui était jeté en quelque chose de désirable". On ne mange pas parce que c'est bon pour l'environnement, mais parce que c'est bon. Si cela réduit les déchets en conséquence, les aliments durables deviendront une culture alimentaire, et non une obligation.

Un avenir à râper sur les pâtes

Le produit alimentaire de type fromage développé dans le laboratoire de Stanford n'a pas encore été entièrement publié dans des articles scientifiques, et les détails des déchets utilisés ne sont pas révélés. Avant la commercialisation, il y a de nombreux défis à relever, notamment la sécurité, la réglementation, le coût de fabrication et la reproductibilité du goût.

Cependant, les descriptions "râpable", "salé" et "adapté aux pâtes" sont puissantes. Le succès de la technologie alimentaire dépendra en fin de compte de l'image qu'elle évoque à la table, plutôt que de termes techniques. Les gens ne veulent pas manger une "bioconversion par décomposition de la cellulose", mais quelque chose qui semble délicieux sur leurs pâtes aujourd'hui.

La fermentation, bien qu'étant une technologie proche de la pourriture, a enrichi la culture alimentaire de l'humanité. Aujourd'hui, cette ancienne technologie, associée à l'IA et à la biotechnologie, s