La durabilité est le moteur de la transition protéique, qui continue de gagner du terrain à l’échelle mondiale. Mais pour réussir sur le long terme, elle doit être soutenue par des retombées économiques pour le constructeur. Face à des facteurs externes tels que la volatilité du marché de l’énergie et les efforts législatifs visant à réduire les gaz à effet de serre, les fabricants peuvent chercher à améliorer la valeur des protéines alternatives en réduisant le coût de leur production. Mais Kevin van Koerten, chef de projet Transformation chez NIZO, explique qu’il existe une autre approche : renforcer la durabilité dans la transition alimentaire grâce à un traitement innovant et à une extraction et une purification séquentielles, afin de fournir des protéines alternatives de plus grande valeur.
Comment augmenter la valeur d’une protéine végétale ?
Toute conversation sur la valeur des protéines doit commencer par la fonctionnalité, car le développement de produits alimentaires repose sur des ingrédients fonctionnels. Il peut s’agir de matériaux structurés qui donnent du mordant, de liants qui maintiennent les produits ensemble ou d’émulsifiants qui maintiennent les boissons mélangées. Bien qu’il y ait une certaine innovation dans l’extraction légère de protéines moins raffinées avec des fractions plus générales qui peuvent fournir, par exemple, des fonctionnalités combinées, cette approche nécessiterait un changement radical dans la façon dont les produits sont développés. Par conséquent, avec l’approche actuelle de développement de produits, lorsque vous souhaitez remplacer un ingrédient d’origine animale par une alternative, vous devez extraire un ingrédient protéique avec les fonctions que vous désirez.
La valeur et le coût augmentent avec la fonctionnalité des protéines. Cependant, l’industrie laitière nous montre qu’il ne s’agit pas d’une relation linéaire : les protéines plus fonctionnelles coûtent plus cher à extraire, mais leur valeur marchande augmente alors de façon exponentielle. De plus, il est possible d’optimiser la pleine valeur d’une source de protéines grâce à la purification séquentielle des protéines.
Qu’est-ce que la purification séquentielle des protéines ?
La purification séquentielle consiste à extraire plusieurs types de protéines de la source de protéines, en utilisant différentes techniques d’extraction. L’industrie laitière a perfectionné cette approche au cours des 50 à 70 dernières années. Il vous permet de maximiser la valeur extraite de la source de protéines et d’utiliser une plus grande quantité de matière première, ce qui réduit les déchets et les pertes de produit. Il a été démontré que la réduction des déchets de produits entraîne des réductions plus importantes des gaz à effet de serre et des coûts énergétiques que les efforts visant à réduire la consommation d’énergie.
Est-il possible d’obtenir les mêmes résultats avec des protéines végétales ?
Les fabricants de protéines végétales font déjà leurs premiers pas, en extrayant plusieurs protéines avec des fonctionnalités différentes à partir d’une seule source. Ainsi, alors que vous aviez l’habitude d’avoir une seule « protéine de pomme de terre » ou « protéine de pois », vous pouvez maintenant avoir une fraction protéique soluble dans l’acide et une fraction protéique soluble neutre. Cependant, il y a beaucoup de travail exploratoire à faire, pour identifier toutes les différentes protéines qui peuvent être extraites, puis pour optimiser la conception du processus afin d’obtenir le plus de valeur possible. C’est un défi complexe.
Quels sont les enjeux de l’optimisation de la conception des procédés de transformation des protéines végétales ?
Tout d’abord, tous les laits sont essentiellement les mêmes et réagissent de la même manière à la transformation. Mais chaque source et composition de protéines alternatives est différente et présente ses propres défis. D’autre part, il existe des défis communs à la plupart des protéines végétales, tels qu’une viscosité plus élevée, qui a un impact négatif sur l’efficacité du traitement en raison, par exemple, d’un blocage accru de l’équipement.
Un autre défi est que lors de l’extraction et du traitement des protéines, les protéines végétales peuvent perdre leur fonctionnalité, leur saveur et leur solubilité. Des techniques innovantes de traitement doux peuvent apporter une solution à ce problème, offrant une alternative à la précipitation acide, qui peut être moins chère et plus facile à utiliser, mais qui augmente la perte de produit et réduit la fonctionnalité.
Quelles techniques douces peut-on utiliser ? Un développement important a été l’utilisation de membranes polymères ou céramiques pour filtrer le flux de matériaux. Il a fait ses preuves dans l’industrie laitière et s’étend maintenant à l’extraction de protéines végétales. La filtration membranaire offre des rendements plus élevés et une meilleure fonctionnalité que la précipitation acide, et est plus respectueuse de l’environnement. En combinant différentes conditions membranaires et de traitement à différentes étapes, vous pouvez extraire différentes protéines avec des fonctionnalités différentes.
Y a-t-il des obstacles à l’utilisation des membranes ?
Les protéines végétales peuvent entraîner une augmentation de l’encrassement des membranes, en raison de divers mécanismes : la viscosité élevée déjà mentionnée, par exemple. Des techniques telles que les ultrasons ou les nanobulles, ou l’adaptation du prétraitement, peuvent être en mesure de résoudre ce problème. De plus, il n’y a pas deIl y a beaucoup de recherche et de développement sur les membranes elles-mêmes, par exemple en adaptant la polarité, ce qui peut réduire la capacité des polyphénols à se fixer et à bloquer les pores de la membrane. Nous avons besoin de ce type d’innovation pour optimiser le potentiel des protéines végétales.
Comment les fabricants peuvent-ils proposer cette innovation ?
Heureusement, nous n’avons pas besoin de repartir de zéro : les fabricants et les sociétés de recherche alimentaire comme NIZO ont collecté de nombreuses données qui peuvent être utiles. Chez NIZO, par exemple, nous disposons d’un très large éventail de données qui peuvent être utilisées pour nous aider à sélectionner le meilleur point de départ ou la prochaine étape optimale, y compris l’exploration des protéines végétales qui pourraient être en mesure de fournir les fonctionnalités requises.
Les fabricants, quant à eux, disposent d’une masse de données approfondies sur leurs processus et produits spécifiques. Et grâce aux capteurs désormais si facilement disponibles, ils peuvent collecter encore plus, à chaque étape du traitement. Ces données pourraient fournir un aperçu des possibilités spécifiques d’optimisation. Des techniques telles que la modélisation et l’intelligence artificielle (IA) sont essentielles pour exploiter ces données, afin de permettre à la fois une trajectoire de conception plus rapide et un taux de réussite plus élevé pour l’optimisation des processus.
Comment des techniques telles que la modélisation et l’IA peuvent-elles donner un « coup de pouce » aux fabricants ?
La modélisation, par exemple, peut aider à « combler les vides » des données manquantes : pensez à utiliser le criblage à haut débit pour définir les conditions optimales d’hydrolyse. L’IA peut alors examiner l’ensemble du paysage des données et trouver des modèles que les humains pourraient ne pas voir. Cependant, les résultats de l’IA sont loin d’être parfaits ; vous avez toujours besoin d’humains compétents pour passer au crible les résultats, pour filtrer les suggestions et les résultats irréalistes générés par l’IA.
Avec tous les défis à relever, cela vaut-il la peine pour les fabricants de regarder au-delà des « fruits à portée de main » ?
L’industrie n’a fait qu’effleurer la surface de ce que nous pouvons faire avec les protéines végétales. Peuvent-ils être durables ? Oui. Mais ils peuvent également être judicieux sur le plan commercial et financier pour les fabricants, surtout si vous pouvez en extraire toute la valeur potentielle. Vous devez comprendre à la fois les techniques de transformation et les sources de protéines. Et vous devez adopter une approche holistique, qui examine le processus du début à la fin. Il s’agit d’un défi majeur pour l’industrie, et nous n’en sommes qu’au début du voyage, mais nous pensons que les efforts et les investissements en vaudront la peine.
