La fermentation : une réponse aux défis alimentaires d’hier d’aujourd’hui et de demain

La fer­men­ta­tion, pro­cé­dé antique de conser­va­tion des ali­ments dont les mys­tères ont été levés par Pas­teur à la fin du XIX^e siècle, recèle des poten­tia­li­tés immenses quoique mécon­nues. Voi­ci quelques pistes d’exploitation de cette tech­nique ancienne mais d’avenir, pré­sen­tées par un des acteurs de pointe dans ce domaine.

Neuf mil­liards d’habitants en 2050, c’est demain. L’humanité, c’est-à-dire cha­cun d’entre nous, va faire face à un défi inédit dans l’histoire : com­ment réus­sir à nous nour­rir, tous, le plus sai­ne­ment pos­sible, pour pré­ser­ver notre san­té et notre qua­li­té de vie, alors que les res­sources pour pro­duire notre ali­men­ta­tion se feront plus rares ou de moins bonne qua­li­té, pol­luées ou appau­vries ? En paral­lèle, les attentes des consom­ma­teurs évo­luent. Ils sont plus exi­geants et mieux infor­més. Ils cherchent une ali­men­ta­tion durable et saine, obte­nue à tra­vers une pro­duc­tion rai­son­née dont l’impact sur notre envi­ron­ne­ment est moindre. 

L’industrie agroa­li­men­taire doit donc s’adapter, voire se réin­ven­ter. En pre­mier lieu grâce à la recherche et l’innovation. S’adapter, c’est aus­si évo­luer avec son éco­sys­tème, en par­ti­cu­lier en ce qui concerne les rela­tions avec ses par­ties pre­nantes comme le monde de l’agriculture à l’origine de l’approvisionnement en matières pre­mières. Repen­ser l’alimentation de demain passe aus­si par l’accompagnement des filières agri­coles et leur trans­for­ma­tion. Le défi de la péren­ni­té de l’industrie se mesure à l’aune de ceux aux­quels elle doit faire face, en par­ti­cu­lier celui de la dura­bi­li­té envi­ron­ne­men­tale : réduire l’empreinte envi­ron­ne­men­tale de l’industrie en adop­tant des pra­tiques indus­trielles durables, décar­bo­nées, fai­sant la part belle aux éner­gies vertes. 

Qu’est-ce que la fermentation ? 

Les enjeux envi­ron­ne­men­taux, sociaux et éco­no­miques nous encou­ragent à repen­ser le modèle et à agir vite pour sou­te­nir notre sou­ve­rai­ne­té ali­men­taire. Ils nous poussent à explo­rer d’autres voies, et par­fois celles qui sont ances­trales. La fer­men­ta­tion en fait par­tie. Elle est un pro­ces­sus mil­lé­naire, acces­sible et dis­po­nible, natu­rel et res­pec­tueux de l’environnement.

“La fermentation est un processus accessible et disponible, naturel et respectueux de l’environ­nement.”

Depuis tou­jours, la fer­men­ta­tion joue un rôle essen­tiel dans la trans­for­ma­tion de sub­strats très divers pour pro­duire des ali­ments savou­reux (pain, bière, vin, yaourt, fro­mage, cho­co­lat, sau­cis­son, sauce soja…). Cette tech­nique consiste à uti­li­ser des micro-orga­nismes pour dégra­der via l’action de leurs enzymes les sucres pré­sents dans les fruits, les légumes, les céréales, les légu­mi­neuses… Ce pro­ces­sus natu­rel per­met notam­ment de créer une gamme infi­nie de saveurs et de tex­tures, tout en pro­lon­geant la durée de conser­va­tion des ali­ments. 

Des Égyptiens à Louis Pasteur 

La fer­men­ta­tion a été his­to­ri­que­ment uti­li­sée comme moyen de conser­va­tion des ali­ments, déjà par les Égyp­tiens. Elle per­met­tait de sto­cker les ali­ments pen­dant de longues périodes, rédui­sant ain­si les pertes ali­men­taires. Le chou fer­men­té, le kim­chi coréen ou les cor­ni­chons sont des exemples de légumes fer­men­tés qui étaient autre­fois pré­pa­rés pour être consom­més hors saison. 

Si elle est aus­si vieille que le monde, la fer­men­ta­tion a pour autant une date de nais­sance offi­cielle. C’est Louis Pas­teur, à la fin du XIX^e siècle, qui com­prend que ce sont des micro-orga­nismes vivants qui trans­forment les matières pre­mières. Alors chi­miste et micro­bio­lo­giste fran­çais recon­nu pour ses recherches sur la vac­ci­na­tion, ses tra­vaux l’ont conduit à des décou­vertes majeures sur les causes et la pré­ven­tion de cer­taines mala­dies, ain­si que sur la fer­men­ta­tion et la théo­rie des germes. Grâce à lui, nous savons désor­mais que « la fer­men­ta­tion, c’est la vie sans air ». 

La culture des ferments

Mais, sans les micro-orga­nismes, la fer­men­ta­tion n’existe pas. Ils peuvent être des levures, des bac­té­ries et des cham­pi­gnons fila­men­teux. Ils sont des orga­nismes vivants qui, invi­sibles à l’œil nu, ne peuvent être obser­vés qu’à l’aide d’un micro­scope. Et ils sont nom­breux. Ils se comptent en octil­lion (mil­liards de tril­lions de tril­lions) à la sur­face et dans les pro­fon­deurs de la terre ! 

Au fil des siècles, l’Homme s’est atta­ché à com­prendre la bio­di­ver­si­té des fer­ments et à domes­ti­quer les souches les plus per­for­mantes. C’est ain­si qu’en 1872 la pre­mière usine fran­çaise de pro­duc­tion de levure de pani­fi­ca­tion voit le jour grâce au baron autri­chien Maxi­mi­lian von Sprin­ger. Les bou­lan­gers dis­po­se­ront dès lors d’une levure natu­relle plus active et constante. La fer­men­ta­tion indus­trielle fait ain­si réfé­rence à la culture d’un orga­nisme micro­bien afin de le pro­duire en grande quan­ti­té (levure de bou­lan­ge­rie, bac­té­ries lac­tiques pour les yaourts, moi­sis­sures pour les fro­mages…) ou afin d’en obte­nir des ingré­dients spé­cifiques, déri­vés du pro­ces­sus de fer­men­ta­tion comme les extraits de levure, les arômes, les enzymes… 

La fermentation offre de multiples possibilités

À mesure que les connais­sances se pré­cisent dans ce domaine et que des entre­prises pion­nières inves­tissent dans ce domaine, la fer­men­ta­tion natu­relle montre sa capa­ci­té à évin­cer, petit à petit, des ingré­dients syn­thé­ti­sés à par­tir de pré­cur­seurs fos­siles issus de la pétro­chi­mie, comme l’éthylvanilline. La vanille, arôme star de l’agro-alimentaire, béné­fi­cie aujourd’hui des pou­voirs de fer­men­ta­tion d’une bac­té­rie. La socié­té fran­çaise Enno­lys pro­duit en effet une vanil­line natu­relle par bio­con­ver­sion de l’acide féru­lique pré­sent dans les sons de cer­taines céréales (riz, maïs). Cette vanil­line natu­relle, éti­que­tée arôme natu­rel, a éga­le­ment per­mis de déve­lop­per des solu­tions capables d’abaisser la teneur en sucres des bis­cuits, des cho­co­lats et autres gourmandises.

« La fermentation s’affiche aussi comme un procédé pertinent pour produire des protéines alternatives de qualité à partir de substrats variés. »

Les indus­triels de l’agroalimentaire le savent bien : le vec­teur prin­ci­pal du plai­sir ali­men­taire est le goût. Ils doivent faire face à de nom­breux défis pour offrir des ali­ments plus équi­li­brés, dépour­vus ou allé­gés de cer­tains ingré­dients comme le sel, le sucre et les matières grasses. L’un des leviers phares sont les extraits de levure, véri­table ingré­dient culi­naire natu­rel, 100 % végan à l’étiquetage clean label. Cette solu­tion, déri­vée de la fer­men­ta­tion de la levure, per­met d’intensifier le pro­fil gus­ta­tif des ali­ments, mais peut aus­si appor­ter des notes spé­ci­fiques car­nés, végé­tales ou encore fro­ma­gères. Les équipes de Bios­prin­ger ont mon­tré com­ment les extraits de levure pou­vaient être un outil per­for­mant dans la concep­tion de recettes à teneur réduite en matières grasses, en sel ou en sucre. 

La fer­men­ta­tion s’affiche aus­si comme un pro­cé­dé per­ti­nent pour pro­duire des pro­téines alter­na­tives de qua­li­té à par­tir de sub­strats variés. La pro­téine issue de la levure déve­lop­pée par Lesaffre répond à un double enjeu de san­té et d’environnement : réduire l’impact envi­ron­ne­men­tal de notre ali­men­ta­tion, tout en dimi­nuant notre consom­ma­tion de viandes et de pro­duits car­nés trans­for­més. La diver­si­fi­ca­tion des sources ali­men­taires de pro­téines per­met­tra ain­si d’aller vers une ali­men­ta­tion plus végé­ta­li­sée. 

Les pains

Les pro­duits fer­men­tés ont le vent en poupe, tout par­ti­cu­liè­re­ment les pains avec leur diver­si­té (plus d’une cen­taine…) et les pro­duits fer­men­tés végé­taux. Le pain se trouve à la base de la pyra­mide ali­men­taire dans de très nom­breux pays, ce qui en fait un ali­ment clé, qui peut contri­buer à une ali­men­ta­tion saine et durable pour des mil­lions d’êtres humains. La richesse de la palette des pains s’explique aus­si par la bio­di­ver­si­té des ferments. 

Dans les levains, levures et bac­té­ries lac­tiques consti­tuent le micro­biote panaire, essen­tiel à la fer­men­ta­tion. Une revue sys­té­ma­tique des béné­fices nutri­tion­nels de la fer­men­ta­tion panaire sur le levain per­met d’asseoir ses atouts dans le domaine de la san­té : dans cer­taines condi­tions de fer­men­ta­tion et de recettes, l’acidification pro­vo­quée par les bac­té­ries lac­tiques du levain par­ti­cipe à la libé­ra­tion des miné­raux (Fe, Mg, Zn, Ca) natu­rel­le­ment pré­sents dans les farines com­plètes, aug­men­tant ain­si leur biodisponibilité. 

Par ailleurs, la réponse gly­cé­mique et la per­cep­tion de la satié­té seraient éga­le­ment positive­ment impac­tées et la teneur en glu­ten réduite dans cer­tains types de pain au levain. Parce qu’il est consom­mé quo­ti­dien­ne­ment, le pain est aus­si une excel­lente matrice pour véhi­cu­ler des nutri­ments et des béné­fices san­té aux consommateurs. 

Demain les pro­duits de pani­fi­ca­tion fer­men­tés pour­raient inté­res­ser les acteurs de la nutri­tion per­son­na­li­sée, un domaine récent en pleine crois­sance, qui per­met­tra de répondre aux besoins de nutri­tion adap­tés à chaque méta­bo­lisme ou à chaque moment de la vie (femmes enceintes, per­sonnes âgées, spor­tifs…). 

La start-up Lesaffre

Nous ne sommes qu’au début de la décou­verte des bien­faits des micro-orga­nismes. À plu­sieurs titres Lesaffre, comme l’ensemble des acteurs de la filière, est une start-up de la connais­sance dans ce domaine, mal­gré une maî­trise qua­si unique de ses acti­vi­tés. Aujourd’hui, la fer­men­ta­tion fait l’objet d’un regain d’intérêt et d’une demande crois­sante et, en tant qu’acteur de réfé­rence dans ce domaine, Lesaffre se posi­tionne en moteur pour déve­lop­per cette tech­no­lo­gie. 

https://www.lesaffre.com/

Les produits lactofermentés

Au même titre que les pains, les pro­duits végé­taux lac­to­fer­men­tés (chou­croute, pickles, pâte de miso, dou­chi, kom­bu­cha…) offrent une large palette d’expériences gus­ta­tives et séduisent les consom­ma­teurs en quête de natu­ra­li­té, mais aus­si de bien­faits santé. 

En effet, la fer­men­ta­tion peut ren­for­cer la qua­li­té nutri­tion­nelle des ali­ments, par exemple avec une amé­lio­ra­tion de leur diges­ti­bi­li­té (cas des légu­mi­neuses), une meilleure dis­po­ni­bi­li­té des nutri­ments ou par leur apport en bac­té­ries pro­bio­tiques (pro­duits fer­men­tés non cuits ou pas­teu­ri­sés) qui favo­rise une flore intes­ti­nale saine et équi­li­brée. De nom­breux tra­vaux sont en cours pour com­prendre com­ment les pro­cé­dés de fer­men­ta­tion condi­tionnent les micro-orga­nismes dans la trans­for­ma­tion des sub­strats et com­ment ils inter­agissent, ain­si que leurs méta­bo­lites pro­duits, avec le micro­biote intestinal. 

Dans une optique de pro­duc­tion à grande échelle d’aliments fer­men­tés, l’utilisation de cultures star­ter (souches pures de micro-orga­nismes) pour ino­cu­ler le sub­strat per­met de contrô­ler et de pré­voir la nature autre­ment aléa­toire de la fer­men­ta­tion afin d’améliorer la sécu­ri­té ali­men­taire et la nor­ma­li­sa­tion. D’une manière géné­rale, la com­bi­nai­son de sub­strats non conven­tion­nels et de souches micro­biennes pour­rait don­ner nais­sance à de nou­veaux ali­ments fer­men­tés au conte­nu nutri­tion­nel et aux pro­prié­tés orga­no­lep­tiques amé­lio­rés. 

Les technologies se perfectionnent, pour mieux innover

Les avan­cées scien­ti­fiques et tech­no­lo­giques ouvrent de nou­velles pers­pec­tives dans le domaine de la fer­men­ta­tion ali­men­taire au ser­vice des tran­si­tions alimentaires. 

Véri­tables usines cel­lu­laires, les levures et les bac­té­ries grâce aux pro­grès du génie bio­lo­gique ont ain­si une carte à jouer pour mettre à dis­po­si­tion de l’industrie agro-ali­men­taire de nou­veaux ingré­dients aux fonc­tion­na­li­tés ciblées et opti­mi­sées. Déjà uti­li­sée pour pro­duire notam­ment la chy­mo­sine, enzyme uti­li­sée pour faire cailler le lait, la fer­men­ta­tion de pré­ci­sion sus­cite de grands espoirs et va plus loin que la fer­men­ta­tion traditionnelle. 

Elle consiste en effet à faire pro­duire des ingré­dients fonc­tion­nels bien spé­ci­fiques, grâce à l’intervention de micro-orga­nismes soi­gneu­se­ment choi­sis. Enzymes, arômes, pro­téines, vita­mines, colo­rants natu­rels ali­men­taires et bien d’autres méta­bo­lites : ces ingré­dients peuvent être uti­li­sés pour les carac­té­ris­tiques fonc­tion­nelles et sen­so­rielles des ali­ments dans les­quels ils sont intégrés. 

Ce mode de fer­men­ta­tion ne laisse pas de place au hasard et requiert un niveau d’expertise impor­tant. En s’appuyant notam­ment sur les pro­grès réa­li­sés dans l’édition géné­tique, la fer­men­ta­tion de pré­ci­sion per­met de repro­duire à la per­fec­tion des molé­cules pré­sentes dans la nature.

L’importance de la recherche

La fer­men­ta­tion consti­tue une alter­na­tive durable aux sys­tèmes actuel­le­ment exploi­tés. Grâce à elle, on obtient des pro­duits sur l’ensemble d’une chaîne de valeur. Par exemple, Lesaffre qui pro­duit notam­ment de la levure de pani­fi­ca­tion a mis en place un cycle ver­tueux de la levure avec la valo­ri­sa­tion de ses pro­duits déri­vés de ses pro­cess indus­triels. Ces pro­duits déri­vés sont valo­ri­sés en fer­ti­li­sants orga­niques pour les cultures agri­coles, mais aus­si en nutri­tion ani­male en sub­sti­tut d’une par­tie des tour­teaux de soja impor­té des­ti­nés aux rumi­nants (Vita­pro­tal riche en apport protéique).

Ain­si la fer­men­ta­tion peut deve­nir une solu­tion inté­res­sante pour la pro­duc­tion ali­men­taire durable. Les indus­triels de l’agroalimentaire convain­cus du poten­tiel infi­ni de la fer­men­ta­tion s’attellent à une meilleure com­pré­hen­sion des micro-orga­nismes, mais aus­si des consor­tia micro­biens, impli­qués dans les pro­ces­sus de fer­men­ta­tion, de leurs capa­ci­tés méta­bo­liques et de leurs inter­ac­tions. À cette fin, la maî­trise des tech­no­lo­gies ‑omiques (géno­mique, méta­gé­no­mique, pro­téo­mique…) et de la bio-infor­ma­tique asso­ciée aux outils inté­grés au sein de la bio­fon­de­rie, comme le cri­blage à haut débit, per­mettent d’accélérer l’innovation et aug­mentent les chances de trou­ver rapi­de­ment des souches d’intérêt pour un besoin défi­ni. 

Le soutien à la recherche et à la réindustrialisation

L’alimentation de demain, c’est la recherche d’aujourd’hui. Ain­si, le sou­tien à la recherche doit décou­ler d’une poli­tique volon­ta­riste et ambi­tieuse de la part des auto­ri­tés avec qui nous tra­vaillons quo­ti­dien­ne­ment. Le sou­tien du gou­ver­ne­ment est éga­le­ment essen­tiel pour ren­for­cer les filières scien­ti­fiques. Il est néces­saire de déve­lop­per des pro­grammes sco­laires solides et struc­tu­rés, qui offrent une for­ma­tion appro­fon­die en mathé­ma­tiques, phy­sique et bio­lo­gie dès le niveau du bac­ca­lau­réat. De plus, une poli­tique volon­ta­riste est indis­pen­sable pour orien­ter les étu­diants vers l’industrie agroalimentaire.

“L’alimentation de demain, c’est la recherche d’aujourd’hui.”

Autre clé du suc­cès : la réindustriali­sation de la France. Pour l’industrie de la fer­men­ta­tion, la filière sucrière joue un rôle majeur en rai­son de la dis­po­ni­bi­li­té et de la diver­si­té des sucres qu’elle four­nit. Les sucres, tels que le glu­cose, le fruc­tose et le sac­cha­rose, sont des sub­strats essen­tiels pour la fer­men­ta­tion, car ils servent de source d’énergie pour les micro-orga­nismes. La canne à sucre et la bet­te­rave sucrière sont les prin­ci­pales sources de sucre uti­li­sées dans l’industrie de la fer­men­ta­tion mon­diale. Elles sont la matière pre­mière essen­tielle de l’industrie de la fer­men­ta­tion. La sou­ve­rai­ne­té de l’industrie de la fer­men­ta­tion pas­se­ra donc aus­si par la sou­ve­rai­ne­té de l’économie sucrière flé­chée vers l’industrie de la fer­men­ta­tion. 

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