La Fermentation de Précision : l’avenir de l’alimentation

14 min readNov 9, 2023

*Photo de* *Claude Piché* *sur* *Unsplash*

Ce n’est un secret pour personne : l’agriculture animale est l’une des principales causes du changement climatique et de la dégradation de l’environnement. Nous ne pouvons pas élever et abattre 86 milliards d’animaux terrestres et extraire 2 à 3 000 milliards d’animaux marins des mers chaque année sans en subir les conséquences. Oui, ces opérations sont bien cachées et oui, si vous êtes suffisamment engagé, vous réussirez peut-être à vivre dans une parfaite ignorance. Si vous avez des doutes, jetez un œil à nos autres articles.

Au Royaume-Uni, 50 % de nos terres sont utilisées pour l’agriculture animale. Les terres qui étaient auparavant publiques et appartenaient aux biens communs ont été saisies et clôturées au XVIe siècle. À l’échelle mondiale, un tiers de nos terres arables totales est utilisé pour l’agriculture animale, soit une superficie équivalente à la taille des États-Unis, de la Russie, de la Chine et de l’Inde réunis. Pourtant, malgré son étendue gargantuesque, l’agriculture animale produit une quantité incommensurable de calories, seulement 18 %. L’élevage d’animaux pour la viande est un processus terriblement inefficace : pour 100 calories données à une vache, nous n’en récupérons que 3 sous forme de viande. Une perte de calories de 97%. Cela fonctionnait bien il y a 10 000 ans, lorsque nous avons pour la première fois domestiqué les animaux et disposions de toutes les terres dont nous pouvions avoir besoin pour paître, mais nous n’avons plus ce luxe. Nous manquons de terres arables et nous brûlons donc nos forêts pour faire pousser des cultures destinées à nourrir les animaux que nous nourrissons ensuite nous-mêmes, avec une perte calorique importante. L’industrie de la viande fonctionne avec des marges très minces, ce qui l’oblige à faire des économies en ignorant les normes environnementales, humaines et animales.

La façon dont nous nous nourrissons n’a en réalité pas beaucoup changé au cours des derniers millénaires. La vache est une « technologie » assez ancienne : la vache mange de l’herbe, nous mangeons de la vache. Même les Luddites semblent high-tech en comparaison. Il est temps de faire place au nouveau et de s’adapter. Soit nous embarquons, soit nous restons sur place.

Alors, qui est partant pour une petite leçon d’histoire ?

Dans les années 1970, les diabétiques dépendaient de l’insuline provenant des glandes pancréatiques des vaches et des porcs. 50 000 animaux étaient nécessaires pour produire 1 kilogramme d’insuline. On estime qu’il aurait fallu 56 millions d’animaux pour lutter contre l’épidémie croissante de diabète aux États-Unis. Cette méthode présentait cependant de nombreux problèmes, notamment en ce qui concerne le traitement, la pureté, les allergies et les pénuries. En 1982, une insuline humaine artificielle, Humulin, a été créée. Il a été produit via un processus de fermentation qui impliquait l’injection d’une séquence d’ADN dans un micro-organisme, Escherichia coli, l’encourageant à produire une molécule d’insuline humaine spécifique. Cela présentait de nombreux avantages. D’une part, il produisait la véritable forme humaine d’insuline par rapport à la variété porcine ou bovine, ce qui éliminait le risque de contamination virale ou de réactions allergiques associées au processus de purification. Cela a également réduit considérablement les coûts et stabilisé l’offre. En 2000, 99 % de toute l’insuline était produite de cette manière.

La fabrication du fromage a connu une transformation similaire avec la présure. Le composant principal de la présure est une protéase appelée chymosine B qui clive la protéine du lait, la caillant essentiellement pour former le caillé et séparer le lactosérum. Comme on peut s’y attendre, on le trouve naturellement chez les veaux nouveau-nés afin qu’ils puissent digérer le lait de leur mère. Historiquement, nous obtenions la présure sous forme de pâte en grattant la muqueuse gastrique des veaux abattus et non sevrés. Dans les années 1990, en insérant le gène producteur de présure dans des micro-organismes, nous avons pu produire de la chymosine B approuvée par la FDA, identique à celle des veaux. Aujourd’hui, 80 % de la présure mondiale est produite de cette manière.

Cette technologie a radicalement changé les industries du fromage et de l’insuline en produisant des produits moins chers, plus sûrs, plus efficaces et plus fiables. C’est ce qu’on appelle la Fermentation de précision.

Alors, comment ça marche?

Eh bien, regardons d’abord comment fonctionne la fermentation conventionnelle. Il utilise des micro-organismes vivants pour décomposer les sucres en composants, saveurs, textures ou contenus nutritionnels utiles. La bière utilise une levure appelée Saccharomyces, « champignon du sucre » en latin, pour convertir le glucose du houblon ou de l’orge en alcool et en dioxyde de carbone (CO2). Le kimchi utilise des bactéries lactiques, les genres , Leuconostoc, , Weissella et and Lactobacillus pour convertir le glucose du chou en divers métabolites sains.¹-² Le yaourt utilise Lactobacillus bulgaricus et Streptococcus thermophilus pour transformer les sucres en acide lactique et donner au yaourt sa saveur acidulée.

La fermentation de précision fonctionne de la même manière mais utilise les micro-organismes, plutôt que leurs sous-produits, comme usines cellulaires pour produire des ingrédients fonctionnels très spécifiques tels que des enzymes, des graisses, des protéines, des pigments, essentiellement n’importe quelle molécule organique. Dans le contexte de la présure et de l’humuline, les micro-organismes produisaient les protéines chymosine B et l’insuline humaine.³

**Source:** GFI Fermentation de précision et agriculture cellulaire GFI Precision fermentation and cellular agriculture

Le processus n’est pas aussi compliqué qu’il y paraît, du moins sur le papier. Les gènes qui codent pour les protéines requises ou d’autres molécules organiques sont sélectionnés. Les gènes sont introduits dans un organisme hôte à croissance rapide et très efficace, tel qu’une levure ou une bactérie. Ces micro-organismes modifiés sont placés dans des fermenteurs appelés bioréacteurs à cuve agitée, de grands réservoirs en acier remplis d’un milieu nutritif comme ceux que l’on voit dans une brasserie. Ici, les organismes se répliquent rapidement et expriment les molécules souhaitées, soit en les sécrétant directement dans le milieu, soit dans leurs propres cellules. Les molécules sont ensuite séparées des cellules, du milieu nutritif, de l’ADN de l’hôte et des autres protéines pour donner une forme hautement purifiée de la molécule que nous avions sélectionnée à l’origine. Les méthodes analytiques modernes garantissent que la molécule est identique et suffisamment pure pour être utilisée en toute sécurité dans les produits de consommation.

Cool, des exemples contemporains ?

Bonne question. L’industrie laitière est un exemple intéressant. Ce secteur est déjà en déclin, les ventes ayant chuté de plus d’un milliard de dollars à l’échelle mondiale en 2019. Au Royaume-Uni, les bénéfices des fermes laitières ont chuté de 50 % en raison de l’augmentation des coûts du diesel, des aliments pour animaux et des engrais. Depuis le Brexit, les subventions européennes, qui représentaient 40 % des revenus des producteurs laitiers, ont été réduites. En conséquence, le nombre de producteurs laitiers est passé de 35 000 en 1995 à moins de 12 000 en 2020. La suppression des subventions a stimulé la consolidation des terres agricoles et entraîné le nombre de monopoles sous la forme de « méga-fermes » avec des troupeaux de plus de 700 vaches.

Cette image est représentative de la situation mondiale. Aux États-Unis, 3 000 fermes ont fermé leurs portes en 2018. Dean Foods, le plus grand producteur de lait américain, a déposé son bilan. En Nouvelle-Zélande, Fonterra a enregistré des pertes pour la deuxième année consécutive. La consommation aux États-Unis et dans les pays européens est passée de 113 litres à moins de 68 litres par personne et par an. Cette baisse de consommation est attribuée en partie à des problèmes de santé, notamment au cancer du sein et de la prostate, mais aussi au syndrome du côlon irritable (SCI) et au diabète de type 2.

Nous sommes également de plus en plus conscients des problèmes de bien-être animal. Une vache produit du lait pour son veau, donc les conditions préalables à la production de lait sont la grossesse, qui se produit de force, et la naissance du veau. Pour que nous puissions consommer son lait, nous devons empêcher le veau de le boire, ce qui signifie généralement le tuer immédiatement après la naissance, car cela coûte moins cher que de l’élever, causant une énorme détresse à la fois à la mère et au petit . Elle subira généralement ce processus 4 à 5 fois avant d’être « épuisée » et envoyée à l’abattoir. Les préoccupations environnementales sont également un facteur majeur, la consommation d’eau, de terres, de nourriture et de fumier par Big Dairy étant particulièrement flagrante.

Photo par Amber Kipp Amber Kipp sur Unsplash

Face à cette prise de conscience croissante, les consommateurs, en particulier les jeunes générations, optent déjà pour des alternatives au lait. Le marché du lait végétal devrait passer de 35 milliards de dollars américains en 2021 à 123 milliards de dollars en 2030. Au Royaume-Uni, 48 % des adultes préfèrent les laits végétaux au lait de vache.⁴-⁵

Il est clair que l’industrie est déjà à l’agonie avec des efforts de dernière minute sous la forme de campagnes victimaires comme « Februdairy » et l’anti-réveil « N’annulez pas la vache ».⁶ Tout comme pour l’insuline, l’industrie constate elle-même fonctionne de manière précaire avec des marges minuscules, enregistrant effectivement des pertes s’il n’y avait pas de subventions, d’économies d’échelle colossales et de mépris flagrant des normes de protection sociale . Et c’est ainsi que le dernier clou du cercueil se présente sous la forme d’une fermentation de précision.

Les alternatives à base de plantes sont en bonne voie de bouleverser les industries du lait et du yaourt, mais le dernier problème à résoudre est le fromage. Les produits s’améliorent mais les progrès sont lents et c’est là que la fermentation de précision devient intéressante. En insérant des gènes producteurs de caséine et de lactosérum dans un micro-organisme de notre choix, nous pouvons produire ces protéines à moindre coût, indéfiniment et à l’identique. Nous pouvons recréer efficacement les protéines du lait sans utiliser d’animaux, puis les transformer en analogues moléculaires identiques des solides du lait traditionnellement fermentés (fromage), tout en laissant de côté le lactose, les antibiotiques et la cruauté.⁷

Poussée par les mêmes préoccupations que nous avons concernant le lait et les produits laitiers, l’industrie de la viande, estimée à 1 800 milliards de dollars, est également en train de passer sous notre nez à une forme de production basée sur la fermentation. Bien que les viandes d’origine végétale aient déjà déclenché cette perturbation, elles ne détiennent qu’une part de marché de 1 %, soit 9,9 milliards de dollars, et sont limitées par la longue liste d’ingrédients dont elles dépendent. Ils sont généralement riches en sel et nécessitent des céréales et des légumineuses de plus en plus coûteuses, tandis que les viandes contiennent des nitrates, des hormones animales, des antibiotiques et du sel. En comparaison, la fermentation de précision est considérée comme beaucoup plus « propre » et ne produit que les protéines de viande spécifiques que nous voulons et aucun des éléments désagréables mentionnés ci-dessus.

Selon Larissa Zimberoff , une écrivaine qui s’intéresse à l’interaction entre l’alimentation, la technologie et les affaires, les entreprises de fermentation de précision sont considérées comme les « meilleurs » de la technologie alimentaire. Prime Roots a levé un investissement de 18,5 millions de dollars en 2021 et produit de délicieuses charcuteries à des prix compétitifs en utilisant des champignons Koji pour produire des protéines de salami.⁸ Tout ce qu’il faut, c’est une solution de sucre de base et un kit de cuisson conventionnel. Pas de terre, pas d’émissions, pas de cruauté. Un autre chef de file de la fermentation de précision est The Every Company, qui produit de tout, des protéines d’œufs aux hamburgers en passant par les fromages.

L’application de la fermentation de précision à nos systèmes de production alimentaire est une avancée incroyable et un changement absolu ! Et c’est déjà bien parti !

Wow… C’est plutôt cool… mais et alors ?

Oui, c’est plutôt cool. Et ce mouvement prend un sérieux élan. Nous voyons des innovateurs décousus tels que The Every Company s’associer à des géants multinationaux tels partnering up with multinational behemoths such as qu’INBev, la plus grande société brassicole au monde, pour utiliser leurs ressources et leurs infrastructures afin de commercialiser ces nouveaux aliments. Perfect Day collabore avec ADM, un leader mondial de la nutrition, pour produire des produits laitiers et de savoureuses glaces. En fait, a leader in global nutrition, Perfect Day déclare utiliser 99 % d’eau en moins, émettre 97 % de carbone en moins et utiliser 60 % d’énergie en moins dans la production de ses produits par rapport à ses concurrents conventionnels. Un article estime que la fermentation de précision utilisera 1 700 terres de moins que même les méthodes agricoles conventionnelles les plus efficaces et beaucoup moins d’eau et d’énergie.⁹

Il y en a beaucoup d’autres dans cet espace tels que New Culture, , Better Dairy Better Dairy, Formo , All G Foods, et The Urgent Company pour n’en nommer que quelques-uns et l’industrie se développe rapidement. De la même manière que les fromages que nous avons achetés dans les années 1980 ont commencé à être fabriqués à notre insu avec de la présure issue de la fermentation de précision, les produits laitiers et carnés que nous consommerons le seront également dans les décennies à venir.

RethinkXest un groupe de réflexion indépendant basé à San Francisco et dirigé par Tony Seba et James Arbib. Le duo a l’habitude de prédire les technologies émergentes. En utilisant un cadre qu’ils ont développé et la compréhension fondamentale que les perturbations technologiques se produisent le long d’une courbe en S, ils prédisent que les technologies alimentaires émergentes perturberont l’agriculture animale d’ici la fin de la décennie.¹⁰

Leur rapport affirme que d’ici 2035, la demande de produits à base de vache, de poulet, de porc et de poisson aura diminué de 80 à 90 %. D’ici 2030, l’industrie bovine américaine sera en faillite depuis longtemps et le marché du bœuf haché, du steak et des produits laitiers aura diminué respectivement de 70 %, 30 % et 90 %. Comme la fermentation de précision utilise une fraction des ressources, les implications sont énormes. 60% des terres condamnées à l’élevage et à la production d’aliments pour animaux seront libérées pour d’autres usages. Rien qu’aux États-Unis, cela signifie que l’intégralité de la Louisiana Purchase est idéalement restituée à la nature et rendue accessible à tous sous la forme de projets de réensauvagement, de puits de carbone et de paysages naturels.

Puisque nous pouvons sélectionner jusqu’à la protéine désirée et laisser de côté les mauvaises choses, les aliments modernes seront supérieurs aux aliments d’origine animale. Le lait de fermentation de précision sera 10 fois moins cher que le lait conventionnel.¹⁰ Ces produits alimentaires peuvent être plus savoureux, plus nutritifs et plus sains, avec d’énormes implications sur notre santé et notre bien-être.

La fermentation de précision peut remplacer l’agriculture animale pour une fraction du coût, avec une fraction des ressources et aucune cruauté. Elle peut démocratiser et décentraliser la production alimentaire, atténuant ainsi la dépendance, les pressions sur la chaîne d’approvisionnement, les inégalités de distribution et les pénuries. Les brasseries peuvent être installées n’importe où, n’ayant besoin que de matières végétales comme nutriments, d’énergie, idéalement renouvelables, d’eau et du micro-organisme modifié approprié.

Bon, alors quel est l’essentiel ?

L’écriture est sur le mur. L’agriculture animale connaît la même transformation que l’industrie laitière. Cultiver des aliments pour nourrir les animaux dans des fermes industrielles, puis nous nourrir nous-mêmes, nuit à l’environnement, à notre climat, est terriblement inefficace et nécessite des quantités obscènes de ressources. Les fermes industrielles fournissent la grande majorité de nos produits animaux et leurs conditions sont abominables . Cette période restera dans les mémoires comme une période sombre de notre histoire. Bien qu’il existe de nombreuses alternatives à la viande, notre appétit toujours croissant pour les « vraies » protéines animales est une réalité, et s’il doit être satisfait, il doit le faire de manière durable et humaine.

Les objections courantes à la fermentation de précision tournent autour de la consommation d’« insectes », de la modification génétique de nos aliments, de l’utilisation de farines transformées et du risque de monopoliser cette nouvelle technologie. Premièrement, les micro-organismes sont partout, nous les mangeons déjà. On les retrouve dans notre pain, nos yaourts, notre bière, notre fromage et notre kimchi. Si vous pensez que c’est dégoûtant, regardez d’où vient notre viande. Deuxièmement, comme nous l’avons vu, les aliments génétiquement modifiés (OGM) sont présents sur les menus depuis les années 1970, sans aucun effet négatif signalé. De plus, les micro-organismes échangent naturellement des informations génétiques dans leur environnement par transfert horizontal de gènes. La fermentation de précision profite uniquement d’un processus naturel. En fait, l’agriculture animale est le principal moteur de l’échange de gènes de résistance aux antibiotiques, se propageant des réservoirs à lisier du bétail au sol, puis à la chaîne alimentaire et au monde vivant. Paradoxalement, l’utilisation de micro-organismes génétiquement modifiés dans la fermentation de précision réduirait en réalité la contamination génétique. Troisièmement, en produisant des protéines spécifiques telles que les protéines de la farine de blé plutôt qu’en utilisant des germes qui doivent être moulus, nous pouvons réellement réduire le besoin de transformation des aliments. Enfin, et cela s’étend plus largement à notre société, une surveillance, des réglementations et des lois anticoncurrentielles sont nécessaires pour garantir que les monopoles ne puissent pas réussir et soient démantelés avant qu’une minorité ne contrôle l’ensemble d’un marché.

Que nous le sachions ou non, nous consommons des produits de fermentation depuis des millénaires et la fermentation de précision est utilisée en toute sécurité dans nos systèmes alimentaires depuis des décennies. Ce n’est rien de plus qu’une extension d’une technologie sûre et commune destinée à offrir d’énormes opportunités dans une industrie valant des milliers de milliards de dollars à ceux qui ont la clairvoyance. Nous disposons de solutions technologiques, mais nous avons besoin des industries en place qui tentent activement de ralentir le changement et le progrès pour échapper à l’inévitable. Ils sont du mauvais côté de l’histoire et le changement arrive. Ils peuvent soit monter à bord, soit être anéantis.