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Les recettes de l'industrie

Comment nourrir neuf milliards de personnes en 2050 ? Certainement pas en généralisant les habitudes des consommateurs des pays industrialisés. Trop riche en protéines animales, dont la production pèse sur l'environnement, notre alimentation pourrait évoluer au cours des prochaines années. Pour les remplacer les industriels s'intéressent aux protéines végétales, non seulement plus durables mais aussi moins coûteuses.

La consommation alimentaire d'un Occidental moyen, et en particulier sa consommation de viande, n'est pas généralisable à l'ensemble de la planète. La production de protéines animales est en effet bien plus coûteuse en eau et en énergie. Elle est génératrice de plus de gaz à effet de serre que l'obtention de la même quantité de protéines végétales. Or non seulement les habitants des pays industrialisés engloutissent deux à trois fois plus de protéines que les autres habitants du monde, mais en plus il s'agit, à hauteur de 65 %, de protéines animales. Or les nutritionnistes recommandent un taux de 50 %. Remplacer les protéines animales par des protéines végétales dans les produits de consommation courantes s'avérerait donc judicieux.

Le défi intéresse d'autant plus les industriels que ces dernières sont moins coûteuses, et présentent des propriétés technologiques intéressantes. Elles sont en effet susceptibles d'apporter de nombreuses propriétés fonctionnelles, d'optimiser la conservation des aliments et d'améliorer leur « palatabilité » en jouant notamment sur la texture, l'onctuosité, ou la rétention des jus de cuisson, entre autres. Les concentrés de soja ont ainsi un pouvoir gélifiant et le gluten du blé présente des propriétés viscoélastiques. Quant aux propriétés émulsifiantes des matières protéiques végétales de pois ou de lupin, elles permettent même de faire de la mayonnaise sans oeuf !

Pour l'heure, les produits développés à partir des protéines végétales s'adressent d'abord aux marchés de niches des pays riches. Il s'agit notamment d'additifs alimentaires ou de produits superprotéinés pour sportifs et personnes âgées. Mais des produits de consommation courante existent aussi, comme les analogues de viande ou de produits laitiers. Essentiellement à base de soja ou de gluten, ils sont déjà sur le marché depuis une trentaine d'années, à l'instar de produits Sojasun ou des biscuits Gerlinea.

Plus récemment, c'est la filière des protéagineux qui a commencé à se faire une place sur les linéaires. Cette famille de plantes présente des atouts face au soja. Allergène, souvent OGM, celui-ci vient souvent de loin, au risque que ses propriétés technologiques ne se dénaturent en chemin. D'où l'intérêt pour d'autres végétaux, comme le pois ou le lupin. À partir de la protéine de pois isolée par Roquette, Sotexpro met ainsi sur le marché des produits à l'aspect et à la texture proches de la viande. De son côté, Terrena lup'ingrédients extrait les protéines du lupin. Pour s'imposer, ces végétaux devront toutefois faire la preuve de leur qualité nutritionnelle, un défi qui mobilise les industriels. Les profils en acides aminés de ces outsiders sont en effet moins complets que celui du soja, dont la valeur nutritionnelle s'approche de celle de la viande, ou surtout que celui du lait, l'aliment le plus complet qui soit en acides aminés. Pour y remédier, Roquette ou Tereos Syral travaillent sur des produits laitiers couplant protéines de pois et protéines de blé, présentant une valeur nutritionnelle satisfaisante.

 

De la matière sèche concentrée en protéines à la carte

 

Pour tous ces produits, les procédés d'extraction, qui consistent à séparer la fraction lipidique des autres composants - amidons, lipides et fibres principalement - sont bien maîtrisés par les industriels. Pour les protéagineux - pois, lupin, féverole - les farines, dont la teneur en protéines est comprise entre 45 et 65 % du poids sec, sont obtenues par le broyage de la graine puis par turboséparation : l'amidon est séparé des particules protéiques fines par le passage de la farine dans un courant d'air. C'est la voie dite « sèche ». Les concentrés, d'une teneur comprise entre 65 et 90 %, sont obtenus par une turboséparation plus poussée. Pour encore augmenter la teneur en protéines, on peut aussi séparer les composants en milieux aqueux. C'est la voie dite « humide ». La solubilisation des protéines et leur séparation par précipitation ou ultrafiltration conduisent à des produits très riches : les isolés, qui contiennent en poids plus de 90 % de protéines. Le soja, un oléagineux, est quant à lui délipidé avant d'être broyé ou cuit, selon les usages souhaités. Les concentrés de soja s'obtiennent ensuite en lavant la farine avec un mélange hydroalcoolique. Enfin, deux types de matières protéiques sont obtenus à partir du blé. Les protéines solubles sont d'abord séparées par lavage des insolubles, les protéines du gluten. Celles-ci peuvent alors être séchées pour obtenir du gluten natif utilisé pour la panification ou hydrolysée pour la fabrication de produits nutritifs. Dans ce cas, la protéine de gluten est découpée en petites molécules par des enzymes spécifiques puis l'extrait est décanté, centrifugé et évaporé pour donner un concentré d'une teneur en protéines de plus de 80 %. Si cet isolement de la fraction protéique est désormais effectué de manière routinière les industriels cherchent à présent à optimiser l'isolement sélectif des différentes protéines d'une même source végétale.

 

La luzerne mitonnée par les laboratoires de recherche

 

En parallèle, ils s'intéressent aussi à de nouvelles sources. Dernière arrivée dans les rayons : la luzerne. La société de recherche Agro-industrie recherches et développements (ARD) en propose un concentré, pour lequel elle a reçu en 2009 l'agrément européen Novel Food l'autorisant à être utilisé comme aliment ou ingrédient. La luzerne est fauchée, hachée puis transportée à l'usine pour être rapidement broyée dans des éclateurs ou dans des broyeurs à attrition. Par passage dans une presse à vis type presse à oléagineux, la luzerne fournit un résidu fibreux et un jus de pressage à 10 % de matière sèche. Celle-ci contient environ 32 % de protéines brutes. Neutralisé, le jus subi une injection de vapeur à une température moyenne de 85 °C. Les protéines sont ainsi coagulées avec les pigments. Le coagulum protéique est ensuite séparé du reste de la solution par décantation centrifuge, puis séché dans un sécheur à lit fluidisé qui permet d'éliminer la flore bactérienne et les substances antinutritionnelles thermosensibles. « Le procédé est sensiblement le même que pour l'alimentation animale. Il a déjà été testé dans les usines d'Aulnay et de Pauvres », souligne Anthony Bresin, responsable des départements fermentation et extraction de l'ARD. « Nous avons ainsi déjà produit quelques centaines de tonnes de concentré protéique de luzerne (CPL) et fourni des CPL à des ONG travaillant auprès de populations malnutries. »

 

Jus de pommes de terre et extraits d'algues valorisés

 

Les légumineuses n'ont pas pour autant le monopole des nouvelles sources de protéines valorisables en ingrédients. Depuis 2007, la coopérative hollandaise Avebe, leader mondial de la production de fécules de pommes de terre, a mis au point via sa filiale Solanic un procédé unique qui préserve toutes les qualités techno-fonctionnelles des protéines de la pomme de terre, permettant ainsi leur utilisation dans de nombreuses applications alimentaires, dont des saucisses ou des produits meringués. Les protéines sont contenues dans un « jus de pomme de terre », coproduit de l'industrie de la fécule.

Les algues aussi représentent une source intéressante de protéines au profil en acides aminés proche du soja. Elles sont toutefois limitées par leur faible digestibilité. Plusieurs industriels et académiques travaillent sur ce sujet, à l'instar de Joël Fleurence, professeur à l'université de Nantes qui a déposé un brevet sur un procédé d'hydrolyse enzymatique capable d'améliorer la digestibilité des algues : « Nous savons réaliser des extraits d'une teneur de 50 à 60 % en protéines mais cela coûte encore cher. Ils trouveraient dans un premier temps plus de succès en Asie où les populations sont habituées à consommer des algues. »

 

Séduire et convaincre le consommateur occidental

 

Enfin des sources de protéines animales plus inattendues pourraient aussi se substituer à celles traditionnellement consommées dans les pays occidentaux. La société Ynsect, créée en 2011, travaille ainsi sur la valorisation des éléments contenus dans les insectes. Une première unité pilote d'une capacité de production de quelques dizaines de tonnes devrait voir le jour en 2014. « Les insectes sont élevés dans un bioréacteur puis broyés et fractionnés en différentes molécules d'intérêt. La bioraffinerie des insectes s'inspire à la fois des procédés utilisés pour produire des biocarburants et des techniques d'extraction des protéines végétales », décrit Alexis Angot, cofondateur de la société. Non encore agrémentée pour l'alimentation, la farine devrait d'abord trouver des applications pour l'alimentation animale. La société ne ferme toutefois pas la porte à l'utilisation de ses produits à l'étranger, si un marché se révélait porteur.

En parallèle de ces approches de rupture, les industriels travaillent tous sur l'acceptabilité de leurs produits. Notamment en s'attaquant au goût terreux et herbacé des matières premières d'origine végétale, qui tend à se retrouver dans les produits finis, même lorsque le process inclut une phase de fermentation ou d'extrusion. Pour l'éliminer, les professionnels planchent sur la formulation. «Lorsqu'ils prennent une crème dessert à base de blé, les consommateurs cherchent à retrouver le goût d'une crème dessert classique », décrypte Marjorie Lejeune, ingénieur application au laboratoire R&D de Téréos Syral. « Nous adaptons en conséquence le taux de protéines dans la recette. » Des arômes peuvent également être ajoutés pour masquer le goût des protéines végétales, tandis que certains procédés d'extraction ou de fermentation sont retravaillés pour modifier les propriétés organoleptiques des produits enrichis en protéines. Objectif : convaincre le consommateur occidental de se laisser séduire par ces produits, en renonçant du même coup à une partie de ses apports en protéines animales.

REPÈRES

- Nous serons 9,1 milliards d'habitants en 2050, selon la FAO. Un défi posé à l'industrie agroalimentaire. - Les protéines animales représentent 65 % de l'apport protéique des habitants des pays développés, contre 17 % pour les personnes vivant dans des pays en développement. - + 164 % : c'est la progression du nombre de produits alimentaires contenant des matières premières végétales en France de 2009 à 2011.

LE MATCH B?UF - SOJA

POUR LA MÊME QUANTITÉ EN PROTÉINES, QUI A LE MEILLEUR... IMPACT ENVIRONNEMENTAL ? LE SOJA .Il nécessite moins d'hectares,moins d'eau et rejette moins de gaz à effet de serre. APPORT NUTRITIONNEL ? ÉGALITÉ. Si le soja possède un profil en acides aminés plus équilibré, la digestibilité des protéines de boeuf est meilleure. ATTRAIT ? LE BOEUF. 2 Français sur 3 considèrent que les protéines animales ont meilleur goût. COÛT DE PRODUCTION ? LE SOJA. Logique puisqu'il sert aussi à nourrir les animaux.

Casser les polysaccharides pour manger des algues

Manger des algues ? Nous le faisons déjà, mais en général plutôt sous forme d'ingrédients. L'agar-agar sert ainsi de gélifiant dans des préparations variées. Quant à la consommation d'algues entières, elle est pour l'instant plutôt réservée aux animaux domestiques... Pourtant, elles constituent une source de protéines intéressantes. L'algue rouge nori, utilisée pour faire les sushis, présente par exemple une teneur en protéines de 47 % de son poids de matière sèche, à comparer avec celle du soja comprise entre 35 et 48 %. Si leurs protéines possèdent un profil en acides aminés intéressant, leur digestibilité est limitée par des facteurs antinutritionnels, en particulier les polysaccharides qui empêchent la dégradation des protéines par les enzymes des sucs digestifs. Il est possible de casser les polysaccharides par voie mécanique - congélation/décongélation, micro-ondes ou centrifugation - ou de les dégrader par hydrolyse enzymatique. Quelques industriels se sont lancés dans l'extraction des molécules d'intérêt des algues, parmi lesquels Heliae Development ou Bioexx Specialty.

Des insectes dans l'assiette ?

Les protéines des insectes ont un profil en acides aminés équivalent à la viande et sont mêmes plus digestes. Pourtant aujourd'hui en Europe, seul le carmin, un pigment issu de la cochenille, est autorisé comme ingrédient pour l'alimentation humaine note Alexis Angot, cofondateur d'Ynsect. Les autres éléments d'intérêt issus de l'insecte n'ont pas encore obtenu l'agrément européen Novel Food. Neuf laboratoires et deux industriels, Ynsect et IPV Food, travaillent depuis janvier 2013 dans le cadre du projet Desirable sur la conception d'une bioraffinerie d'insectes à destination de l'alimentation animale. En attendant de s'étendre à la nutrition humaine...

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