La start-up belge qui veut imiter la viande : "Nous sommes capables de recréer le goût et l’odeur de la viande à l’aide de ces protéines"

A l'aide de la nouvelle technique de la fermentation de précision, la société belge Paleo crée à partir des cellules de levure des protéines animales, qui peuvent apporter à d'autres aliments le goût, l'odeur et les ressources en fer de la viande classique. Rencontre avec la biologiste Elsa Lauwers, responsable scientifique de Paleo, dans le cadre de notre dossier sur la "viande du futur".

La start-up belge qui veut imiter la viande : "Nous sommes capables de recréer le goût et l’odeur de la viande à l’aide de ces protéines"
©Paleo

Pain, bière, vin, yaourt, fromage… Et à présent de la viande ? La fermentation de main d’homme, dont la première trace remonte à il y a 14 000 ans, est désormais mise à profit pour une “viande sans animaux”. Plus précisément, la “fermentation de précision” qui renouvelle, avec la biologie la plus avancée, la “vieille” technique de la fermentation – cette capacité naturelle des microbes à détruire les composés de carbone comme le sucre pour s’alimenter et se multiplier et ce faisant, générer des sous-produits (comme l’acide lactique ou l’alcool) que l’homme a appris à utiliser à son profit. L’objectif de cette combinaison du moderne et de l’ancien : produire des “composés” de la viande, des protéines animales indifférenciables de n’importe quelles autres protéines animales.

Celles-ci seront utilisées pour ajouter à de la viande cultivée ou des substituts végétaux, pour améliorer leur texture, couleur et goût, afin qu’ils ressemblent le plus possible à ce que le consommateur attend d’une viande. Dans le cas de la fermentation de précision, grâce à la génétique, des organismes unicellulaires (microbes) sont spécialement conçus en laboratoire pour produire les composés particuliers que l’on désire (protéines animales…).

En plein boom

Le concept est en plein boom. Désormais 39 sociétés se sont lancées dans le monde, dont 15 fondées l’an dernier. “Les besoins en protéines sont là et la technologie est mûre : le coût du séquencage du génome ou de la synthèse de l’ADN jusqu’ici utilisés pour les médicaments – comme l’insuline qui est fabriquée avec la fermentation de précision –, a chuté à tel point qu’on peut se permettre de l’utiliser pour l’alimentation”, explique la biologiste Elsa Lauwers, chief scientific officer de Paleo, start-up basée en Brabant Flamand dont le laboratoire est situé à Gosselies et qui se concentre sur les protéines animales dites “hèmes”. Le but n’est en effet pas de fournir un steak complet comme produit final par la fermenttation de précision, ce qui serait trop complexe, car la viande contient des dizaines et des dizaines de protéines, sans compter des graisses : “Si c’est le produit final souhaité, il vaut mieux se tourner vers la viande de culture. En revanche, la fermentation de précision est vraiment avantageuse pour la production d’un petit nombre d’ingrédients, en grande quantité, rapidement et à bas prix. Plusieurs types de solutions existent, en fonction des catégories de protéines. Certaines ont un rôle structurant dans la viande : des entreprises fabriquent ainsi du collagène, pour l’instant appliqué aux boissons. On pourrait imaginer d’ajouter des protéines produites par fermentation de précision, comme une sorte d’armature à la viande de culture si elle est jugée trop molle. Par ailleurs, les graisses sont extrêmement importantes pour le goût, mais aussi pour la texture, et l’on reproche souvent aux alternatives végétales d’être un peu sèches.”

La compagnie Nourish Ingredients fabrique par exemple des graisses par fermentation de précision et collabore avec Vow, pour une viande de culture à base de cellules animales enrichie avec des graisses animales produites par microbes. Parmi d’autres de ces solutions hybrides, la célèbre société californienne Impossible Foods ajoute ainsi une protéine hème de plante à des substituts végétaux, comme son Impossible Burger, en vente aux États-Unis depuis 2016.

Soja, tofu, tempeh, protéines de pois...

Ces protéines hème, que Paleo est elle aussi en train de produire, sont présentes naturellement dans le poisson et dans la viande (muscles de l’animal), jusqu’à environ 10 % du contenu protéinique. Source de fer alimentaire, elles confèrent sa couleur rouge-brune typique à la viande et contribuent à la saveur particulière de la viande et du poisson. “L’idée est vraiment d’imiter la viande en termes de sensations de goût et d’odeur, de couleur, et d’apport en fer identique à ce qu’il y a dans la viande. En fonction des types de protéines hèmes, on essaie d’imiter les différents types de viande que les gens sont habitués à goûter. On envisage de s’occuper aussi de la texture, avec d’autres protéines, mais rien de concret pour l’instant”, précise Elsa Lauwers. Concrètement, ces protéines seraient ajoutées, sous forme de poudre ou de liquide, à des recettes de substituts à base de plantes : soja, tofu, tempeh, protéines de pois… “Nous nous concentrons sur les produits qui essayent déjà d’imiter la viande, mais qui n’y sont pas à 100 %. Même en ajoutant un grand nombre de protéines hème à un burger d’épinard, il sera toujours vert ! Le soja, par contre, est assez neutre, au niveau goût et couleur. En ajoutant la protéine hème, il devient rouge quand il est cru. Et surtout, lorsqu’il est cuit, il devient brun, un peu caramélisé… Il serait possible d’ajouter du jus de betteraves, mais il resterait rouge après cuisson, ce qui n’aurait pas le même effet satisfaisant pour le consommateur. Pour l’instant, les fabricants de substituts végétaux ne sont pas sastifaits de l’aspect après cuisson.”

La start-up belge qui veut imiter la viande : "Nous sommes capables de recréer le goût et l’odeur de la viande à l’aide de ces protéines"
©Paleo. Les cofondateurs de Paleo, Hermes Sanctorum (CEO) à gauche et Andy de Jong (COO) à droite

Quant au goût, reproduire celui de la viande par des additifs traditionnels est très compliqué, précise Elsa Lauwers. “Seule les protéines animales arrivent à le faire. Une de nos études a d’ailleurs montré que lorsqu’on ajoute nos protéines hèmes dans un burger végétal, cela génère les molécules (aromatiques) que l’on trouve normalement dans la viande. Nous sommes donc capable de recréer le goût et l’odeur de la viande à l’aide de ces protéines. Nous avons également mené des analyses au spectromètre de masse de nos protéines : il est impossible de voir la différence entre notre protéine et une protéine qu’on aurait extraite d’un steak. La viande de culture ou ce qui est produit par la fermentation de précision sont donc identiques aux vrais produits, aux viandes conventionnelles, alors que les substituts peuvent imiter la viande mais n’auront jamais exactement les mêmes nutriments. Par contre, la viande cultivée constitue l’ensemble du produit et des composants du muscle du bœuf ou du poulet, tandis que la fermentation de précision ne produit qu’un seul ou un petit nombre d’ingrédients de la viande.”

Pas d'OGM

Comment cela fonctionne-t-il exactement ? Le catalogue de protéines qu’une cellule peut fabriquer, qu’il s’agisse d’un microbe comme une levure ou d’une cellule de notre corps, est défini par le génome. “Nous connaissons le code de chaque protéine que nous pourrions être intéressés à produire. Il est donc assez simple de concevoir la molécule d’ADN qui correspond à cette protéine, de l’introduire dans un microbe et de l’inciter à fabriquer cette protéine comme si elle était l’une des siennes. Concrètement, nous prenons des cellules de levure, et nous y introduisons le code ADN de protéines de l’hème de différents types d’animaux. Nous avons ajouté aux codes ADN une courte séquence ADN, un peptide signal. Son rôle est de faire en sorte que, lorsque la nouvelle protéine est fabriquée dans le microbe, cette protéine soit exportée. Cela simplifie considérablement le processus de récupération. Pas besoin de casser les cellules pour récupérer une nouvelle protéine, mélangée à des milliers d’autres protéines et à de l’ADN. Tout ce que nous avons à faire est de prendre le milieu fermenté, d’enlever les cellules et de concentrer le reste. Les cellules et l’ADN sont entièrement éliminées lors de la récupération de la protéine.”

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©Paleo. Elsa Lauwers, responsable scientifique de Paleo.

Ce détail est en effet capital : “cela signifie que selon les réglementations des États-Unis et de l’UE, le produit final constitue un non OGM et ne contient pas d’ADN modifié, souligne la biologiste. Ce qui sera important pour l’autorisation et pour l’acceptation par les consommateurs, au moins en Europe. En clair, le produit final qu’on introduirait dans la nourriture n’est pas un Organisme génétiquement modifié. L’organisme qui sert à produire la protéine est lui bien un OGM, mais on le cultive de manière confinée, dans des tanks en acier qui sont stérilisés. Le processus est similaire à ce que fait l’industrie pharmaceutique et de la bière.” A ce stade, Paleo a conçu une série de protéines hèmes et est en train de raffiner son processus de production à plus large échelle, dans une usine pilote. Le processus d’autorisation sur le marché européen devrait prendre deux ans. “Pour être rentable, il faut des fermenteurs de 100 000 litres. Dans le secteur, il va falloir investir beaucoup pour des usines et la capacité de production”, prévient Elsa Lauwers.

Durable et sain ?

Qu’en est-il de la durabilité de cette production justement ? “Il s’agit d’un processus très efficace et léger en énergie, surtout si vous le comparez à l’agriculture animale traditionnelle, assure Elsa Lauwers. Outre les cellules, nous devons ajouter des sources de carbone, d’azote et d’oxygène, l’eau et l’énergie. Cette énergie est principalement utilisée pour agiter le contenu du fermenteur et le refroidir. Mais les sous-produits organiques du processus peuvent eux aussi être utilisés (pour l’alimentation animale, fertiliser des champs, etc.) et l’eau peut être recyclée. En termes de temps, nous parlons d’un processus qui dure entre une et deux semaines selon la complexité de la reprise, en comparaison aux mois ou années nécessaire pour générer une protéine animale conventionelle. En termes d’efficacité nutritive -l’efficacité avec lesquels les nutriments que vous fournissez sont convertis en un produit alimentaire – pour un processus de fermentation entièrement optimisé, nous pouvons atteindre jusqu’à 80 % de conversion de la matière première en produit final, ce qui est très élevé. L’empreinte environnementale de la fermentation de précision est très favorable par rapport aux moyens traditionnels. En termes d’exploitation des terres et d’utilisation de l’eau, nous constatons une réduction d’environ 90 %. Pour les émissions de gaz à effet de serre, une réduction de 70 % est une estimation conservatrice. Mais en réalité, certaines espèces microbiennes sont même capables d’utiliser le CO2 comme source de carbone. Ces processus peuvent donc avoir une empreinte carbone négative. Sans oublier la réduction de 100 % de l’exploitation animale.”

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©DR

Ce type d’offre couplée avec la viande cultivée a-t-il vocation à remplacer l’agriculture conventionnelle ? “Comme le disaient d’autres participants au symposium (organisé par l’association de défense des animaux Gaia le 25 avril sur le thème de la viande cultivée NdlR), l’idée est d’augmenter l’offre de production mais sans en augmenter l’impact, d’avoir plus de systèmes de production différents, répond Elsa Lauwers. La vocation n’est pas de remplacer l’un ou l’autre, d’opposer les vegans et les carnivores. Mais il y a beaucoup de pays sur la planète où l’apport en protéine quotidien est inférieur à l’apport recommandé par l’OMS. L’avantage de la fermentation, c’est que là où on peut faire de la bière, on peut faire de la fermentation de précision. On pourrait imaginer de la production de protéines dans des zones qui sont tout à fait impropres à l’agriculture ou dans les environnements urbains. Il “suffirait” d’installer des fermenteurs et la quantité d’eau et de sol requise est beaucoup plus réduite.”

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©DR

Des consommateurs semblent cependant encore avoir des réticences, notamment au niveau risques sanitaires, selon les études marketing : “Je comprends bien les craintes. Parce que c’est nouveau, cela fait toujours peur. Mais que ce soit dans le cas de la viande de culture ou de la fermentation de précision, en ce qui concerne le produit fini qu’on mange, on parle d’un produit identique à la viande, si ce n’est qu’il est plus contrôlé. Ce qui se passe avec un animal qui grandit dans une usine et puis qu’on abat, est beaucoup plus complexe que ce qui se passe dans un fermenteur qu’on peut contrôler. On n’a pas de risque de parasites. On est beaucoup plus proche des méthodes de fabrication des médicaments, qui sont encore beaucoup plus contrôlés que l’agriculture traditionnelle.”

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