La fermentation protéinée et ses enjeux pour l’industrie et la peau

La fermentation, ou lactofermentation, d’un ingrédient consiste à introduire des lactobacilles, aussi appelées « bonnes bactéries », dans son environnement. Ce dernier devient lors plus acide. L’ingrédient s’enrichit en nutriments (acides aminés, peptides…), les sucres et les protéines se transforment en acide lactique, et les toxines, les bactéries et les microbes sont éliminés. L’acide lactique est un composé qui assainit la peau en stimulant le renouvellement cellulaire, en exfoliant la peau en douceur et en restaurant le pH de la peau. Les produits fermentés sont donc mieux absorbés par la peau.

Le processus de fermentation est effectué à froid, sans chauffage ni cuisson des ingrédients ce qui leur permet de conserver toutes leurs propriétés. Les ingrédients fermentés sont donc plus concentrés en actifs et bien plus efficaces pour la peau. Les lactobacilles utilisés sont des bactéries dont la peau a besoin. Par conséquent, ces ingrédients sont très bien tolérés par la peau, et les produits sont parfaitement adaptés aux peaux sensibles, sujettes aux rougeurs et/ou aux imperfections, déshydratées et réactives.

Les produits et les acteurs de la fermentation appliquée à la peau

LES PRODUITS WHAMISA Ces micro-organismes "poussent" ensuite dans des fioles avant d'être transférés dans des fermenteurs où, mélangés à de l'eau, du sel, de l'azote et du sucre, ils se multiplient. Filtrés, centrifugés, délestés des micro-organismes génétiquement modifiés du départ, ils deviennent une poudre blanche que la start-up prévoit de fournir, en sacs de 25 kilogrammes, aux industriels. "A la fin, la protéine est la même que celle qui sort du pis de la vache", dit-il.

Transformer le blé en pain, le raisin en vin: la fermentation est une méthode éprouvée depuis des siècles dans l'alimentation. Aux Etats-Unis (Perfect Day, Every), en Allemagne (Formo), en Israël (ReMilk), d'autres entreprises se lancent sur ce créneau. C'est dans ce pays que Standing Ovation espère commercialiser sa poudre à partir de 2024, indique Romain Chayot. Le processus d'autorisation dans l'Union européenne, celui réservé aux "nouveaux aliments", est plus long. Standing Ovation y vise 2025 ou 2026. La start-up produit actuellement dans un fermenteur - une cuve en acier -, de 10 m3 mais veut passer à terme à un fermenteur de 200 m3.

Nestlé et Unilever mènent aussi des expérimentations. Les produits issus de la fermentation de précision "produisent une fraction des émissions de l'élevage", régulièrement épinglé pour le méthane issu des rots des ruminants, "et utilisent moins d'eau", remarque Stella Child, employée par Good Food Institute pour promouvoir la recherche dans ce domaine en Europe. La fermentation de précision révolutionne le monde de l’industrie en permettant de produire des protéines alternatives et d’améliorer le goût et la texture des aliments.

Qu’est-ce que la fermentation de précision ?

Définition: La fermentation de précision représente une avancée technologique majeure dans la production d'ingrédients alimentaires et pharmaceutiques. Cette technique utilise des micro-organismes hôtes (levures, champignons ou bactéries) comme de véritables "usines cellulaires" pour produire des molécules organiques spécifiques avec une pureté inégalée. Contrairement à la fermentation traditionnelle (utilisée pour le fromage ou le yaourt) qui transforme une matière première brute, ou à la fermentation de biomasse qui utilise le micro-organisme lui-même comme aliment, la fermentation de précision se concentre sur la biosynthèse de composés ciblés. Ces molécules - qu’il s’agisse de protéines fonctionnelles (caséine, lactosérum), d'enzymes, de graisses ou d'arômes - sont chimiquement identiques à celles produites par les animaux ou les plantes, mais sont obtenues sans les contraintes éthiques ou environnementales de l'élevage intensif.

Principes: La méthode repose sur des micro-organismes où les gènes responsables de la production des molécules d'intérêt sont insérés dans des micro-organismes hôtes. Le succès de cette méthode repose sur la programmation génétique. On insère une séquence d'ADN spécifique (le "plan de fabrication" de la molécule souhaitée) dans le génome du micro-organisme. Une fois "programmé", cet hôte est placé dans un environnement contrôlé où il est nourri avec des sources de carbone (sucres). Le micro-organisme lit alors les instructions génétiques pour synthétiser la protéine ou le composé cible. Cette technologie permet une personnalisation extrême : par exemple, pour produire des protéines de lait sans lactose ou du collagène sans source animale, les gènes qui codent ces protéines sont introduits dans des levures ou des bactéries. Sous bonnes conditions, elles produisent les protéines de lait avec une précision remarquable, offrant des fonctionnalités identiques (texture, goût, propriétés de cuisson) aux ingrédients conventionnels tout en garantissant une sécurité sanitaire optimale grâce à l'absence de contaminants ou de maladies animales.

Les étapes du processus et les applications

Les phases du processus de production: Le déploiement industriel de la fermentation de précision suit un cycle rigoureux divisé en trois segments :

• Phase amont (Upstream): sélection de la cible moléculaire et de la souche hôte, optimisation de la souche pour garantir un rendement élevé, préparation du milieu de culture durable.
• Fermentation (Processus central): multiplications dans des bioréacteurs sous atmosphère contrôlée, maîtrise des gaz, dissolution du gaz, apport d'oxygène précis, contrôle de la température et du pH pour que les cellules sécrètent la molécule désirée.
• Phase aval (Downstream Processing - DSP): séparation et purification, isolation de l'ingrédient cible de la biomasse et du bouillon.

Applications dans l'alimentation: La fermentation de précision révolutionne de nombreux secteurs en offrant des solutions innovantes pour produire des protéines et autres ingrédients :

• Protéines alternatives: la production de caséine peut désormais être réalisée sans utiliser d'animaux, permettant des produits laitiers alternatifs avec des caractéristiques identiques.
• Ingrédients fonctionnels: enzymes, vitamines et protéines d'œuf sans poule, offrant des solutions pour boulangerie et substituts de viande.
• Saveurs et textures améliorées: création d'ingrédients spécifiques pour améliorer le goût et la texture.

Avantages et considérations

Avantages: Efficacité et Durabilité, Qualité et Consistance, Flexibilité et Innovation. En produisant directement les molécules d'intérêt, la fermentation de précision réduit les besoins en ressources et les impacts environnementaux, assure une qualité constante et permet de nouvelles molécules non disponibles auparavant.

Rôle des gaz: Dans la fermentation de précision, la maîtrise des gaz est essentielle. L’oxygène (O2) est vital pour la respiration cellulaire; le dioxyde de carbone (CO2) régule le pH et l’environnement; l’azote (N2) protège et stabilise l’environnement. Des équipements dédiés assurent diffusion, dégazage, contrôle de pression et purge pour une stabilité optimale.

Avec la fermentation de précision, les industries alimentaires et de la good food bénéficient d’une avancée technologique pour produire des ingrédients de haute qualité tout en répondant aux préoccupations croissantes en matière de durabilité et d'empreinte écologique. Ces micro-organismes « poussent » ensuite dans des fioles avant d'être transférés dans des fermenteurs où, mélangés à de l'eau, du sel, de l'azote et du sucre, ils se multiplient. Filtrés, centrifugés, délestés des micro-organismes génétiquement modifiés du départ, ils deviennent une poudre blanche que la start-up prévoit de fournir, en sacs de 25 kilogrammes, aux industriels. Les produits se rapprochent plus de leurs équivalents d'origine animale que les substituts vegan, fabriqués à partir d'huile de coco ou de noix de cajou par exemple, assure Romain Chayot, cofondateur de Standing Ovation.

Transformer le blé en pain, le raisin en vin : la fermentation est une méthode éprouvée depuis des siècles dans l'alimentation. Aux Etats-Unis, en Allemagne, en Israël, d'autres entreprises se lancent sur ce créneau. Le processus d'autorisation dans l'Union européenne, celui réservé aux « nouveaux aliments », est plus long. La start-up produit actuellement dans un fermenteur - une cuve en acier -, de 10 m3 mais veut passer à terme à un fermenteur de 200 m3.

Les produits issus de la fermentation de précision promettent une réduction des émissions liées à l’élevage et à l’exploitation intensive des ressources, tout en offrant des protéines et ingrédients alimentaires de haute qualité. La fermentation de précision est ainsi présentée comme une révolution technologique qui peut transformer le paysage alimentaire et pharmaceutique.

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