Microbiologie : quelles sont les dernières innovations technologiques ?

Quel chemin parcouru depuis l’époque de Louis Pasteur !  2022 marque le bicentenaire de la naissance de ce véritable père de la microbiologie moderne. L’occasion aussi pour nous de réfléchir sur le fait que ses découvertes ont permis de concilier sécurité sanitaire des aliments et savoir-faire ancestraux (et sans doute de contribuer à pérenniser ces derniers !).

Autour de la microbiologie et la fermentation des aliments, la rencontre de la tradition et de l’innovation se poursuit jusqu’à nos jours. Si les produits fermentés séduisent les consommateurs en répondant à plusieurs de leurs préoccupations, notamment en termes de santé et de naturalité, la microbiologie industrielle et les procédés de fermentation et leur potentiel encouragent le monde de la recherche à développer de nouvelles applications : bio-préservation, clean label, nutrition... Quelles sont les dernières innovations technologiques de fermentation ? Quelles sont les applications possibles ?

De la nourriture créée… à partir de rien ?

La start-up finlandaise Solar Foods, spin-off du Centre de recherche technique VTT, a mis au point un procédé de fermentation pour produire une protéine riche en nutriments et en vitamines à partir d’un microbe nourri à l’hydrogène et au dioxyde de carbone issu de l’atmosphère. Le président-fondateur explique dans cet article des Echos : « Notre procédé est comparable à la vinification, mais au lieu du sucre, notre micro-organisme utilise ces gaz dans un fermentateur ». Le produit fini obtenu à partir de cette protéine baptisé Solein contient des protéines mais aussi des glucides, des matières grasses et de petites quantités d’oligoéléments comme le potassium et le phosphore. Solar Foods a d’ores et déjà réalisé une ligne pilote qui a validé son concept. La construction d'une première usine a démarré fin 2021. Une vingtaine de produits pouvant être utilisés comme substituts de produits laitiers ou de viande seront proposés à la vente à partir de 2023.

Des procédés de fermentation pour allier goût et naturalité

L’entreprise Atelier du fruit travaille sur un procédé de fermentation pour libérer les réserves aromatiques des fruits. Lancé en 2020 dans le cadre du Programme des investissements d’avenir (PIA) régionaux, le projet KARPO a pour objectif la compréhension et la répétabilité du mécanisme de fermentation permettant d’obtenir de bons résultats en terme aromatique. Camille Duc, docteur en microbiologie et biotechnologies et ingénieur agroalimentaire chez Atelier du Fruit explique : « d’une part, nous espérons que cette analyse nous permettra d’identifier avec précision les ferments à utiliser selon les arômes, ou l’univers aromatique – épicé, floral, torréfié, etc. – que l’on souhaite obtenir. D’autre part, nous espérons identifier quels nutriments doivent être présents dans les matrices fruits pour l’obtention des arômes souhaités. » Pour en savoir plus sur le projet Karpo, consultez notre article « Améliorer l’expression aromatique des produits transformés à base de fruits : comment rester dans la naturalité ? » – en exclusivité pour les adhérents de Vitagora (connexion obligatoire).

De son côté, l’entreprise Kura de Bourgogne propose une gamme de produits fermentés alliant goût et naturalité selon la tradition japonaise, adaptés aux équipements et variétés disponibles en France. Miso, saké, sauce soja… sont produits grâce aux procédés de fermentation solide avec les champignons type Aspergillus. L’entreprise a su lever les verrous technologiques dus à l’absence de matériel adéquat en France en adaptant l’équipement disponible.

La fermentation au service des aliments fonctionnels

Dans le cadre du projet ANR DOPEOS, labélisé par Vitagora, l’UMR PAM a travaillé sur la production et la stabilisation de la bactérie anaérobie Faecalibacterium prausnitzii pour rendre possible la production industrielle en vue de la commercialisation de médicaments. Cette bactérie ESO (Extrêmement Sensible à l’Oxygène) du colon a un fort potentiel santé, notamment dans le cadre de maladies inflammatoires comme la maladie de Crohn. L’UMR PAM a mis au point la formulation de différents milieux pour une adaptation adéquate à la production alimentaire et médicamenteuse.  A l’issue de ce projet de 3 ans, un savoir-faire secret a été déposé pour la production et la stabilisation de la biomasse par enrobage.  Pour en savoir plus sur le projet DOPEOS, vous pouvez relire notre compte-rendu des Rencontres Carnot Qualiment 2020.

Développer de nouvelles stratégies de bio-préservation

La qualité sanitaire des produits alimentaires est un enjeu de santé public majeur mais aussi un enjeu d’image et financier pour les entreprises agroalimentaires.

L’UMRF (Unité Mixte de Recherche sur le Fromage) a mené des travaux pour identifier des consortia microbiens ayant des complémentarités dans la lutte contre les pathogènes présents dans les fromages. Un écosystème a notamment permis de lutter contre 3log de Listeria (les contaminations étant généralement plus basses en réalité). Des souches bactériennes ont été passées au crible pour déterminer celles avec des activités anti-Listeria et constituer des consortia. Dans ce cadre Hafnia alvei a, par exemple, été identifiée pour maitriser le risque STEC (Escherichia coli) dans les fromages notamment. Les effets synergiques des consortia en comparaison de bactéries seules ont ainsi été démontrés. Cependant, leur effet et efficacité sont très dépendants du fromage traité et de la technologie fromagère associée. La prochaine étape sera de créer nouvelle génération de ferments bio-protecteurs.

Produire du lait sans vache

La start-up Remilk a mis au point un procédé de fermentation microbienne pour fabriquer des produits laitiers sans animaux. L’entreprise utilise un procédé breveté pour reproduire en laboratoire les propriétés des protéines laitières, tout en améliorant leurs qualités nutritionnelles. Les produits « Remilk » sont ainsi sans cholestérol et ne contiennent pas de lactose. Aviv Wolff, fondateur de Remilk, a déclaré « contrairement aux alternatives à base de plantes qui peuvent manquer de saveur, de texture, de qualités nutritionnelles, Remilk remplace de manière transparente les ingrédients à base de lait car il a les mêmes caractéristiques ainsi que le même profil nutritionnel et aromatique, la même capacité à fondre, s’étirer et se mélanger que les protéines de lait animal ». (Source)

Pour aller plus loin : participez à la Quinzaine des ferments

Dans le cadre du bicentenaire de la naissance de Louis Pasteur se tiendra la Quinzaine des ferments du 6 au 12 avril 2022 à Poligny (39). L’événement mêlera conférences scientifiques, animations scolaires et ateliers pour le grand public. L’occasion pour les acteurs de la recherche et les entreprises agroalimentaires de faire le point sur les innovations liées à la fermentation : identification de nouveaux ferments et substrats, présentations de procédés innovants, application santé et alimentaire et de discuter aussi des formations pour le futur en présence d’étudiants et de doctorants… A souligner, le sujet des ferments sera aussi traité par le biais des sciences humaines, indispensables désormais pour comprendre les questions de société que les ferments engagent.

La quinzaine fait également la part belle à la découverte et à la vulgarisation avec des événements dédiés aux scolaires et au grand public. « A travers l’organisation de cet événement, nous avons souhaité faire découvrir une autre facette de Pasteur, celui de la fermentation, et montrer au grand public l’importance de ce procédé dans l’alimentation actuelle mais aussi l’étendue des possibilité qu’il offre notamment dans la recherche autour du microbiote » s’enthousiasme Daniel Raichvarg, professeur émérite à l’Université de Bourgogne et l’un des organisateur de l’événement.

Les collectivités locales se sont mobilisées pour cet événement autour d’une figure incontournable de la région Bourgogne-Franche-Comté, Louis Pasteur. « Nous avons aussi bénéficié du soutien des entreprises CHR Hansen et du fonds d’investissement Jolt Capital, et du groupement professionnel Intercéréales. Au-delà du soutien financier, nous les remercions pour leur enthousiasme et leur investissement personnel dans toutes les actions et leur ouverture sur le futur, en particulier des formations», salue Daniel.

Pour en savoir plus sur cet événement, consultez le programme en ligne ici.