Cet article est une traduction de l’article “Microbes matter – Eine Reise durch die Welt der Präzisionsfermentation” qui a été publié sur le site de Öko-Progressives Netzwerk par M. Reich et C.F. Kaiser le 17 novembre 2022. Retrouvez la version originale en allemand ici.
Et si on pouvait savourer un burger bien juteux au bon goût de viande, mais dont les ingrédients n’ont jamais fait partie d’aucun animal ? Et si nous pouvions abolir la souffrance animale et transformer des pâturages et des champs de fourrage en espaces sauvages ? C’est ce qui pourrait faire partie de l’avenir de l’agriculture, avec l’aide de nos petits amis !
La nourriture est un sujet émotionnel. Après tout, elle ne nous fournit pas seulement des nutriments, elle est aussi délicieuse (espérons-le), elle nous relie à notre culture, à nos origines et nous rassemble en tant que groupe – c’est un plaisir pour tous les sens ! Qu’est-ce qui vient à l’esprit quand on pense à l’origine de la viande, du poisson et des légumes ? Un troupeau de vaches qui paissent dans l’Allgäu [l’Aubrac ndlt], un pêcheur au bord d’une rivière embrumée ou une idylle rurale au coucher du soleil ? Ou bien, des champs uniformes qui s’étendent jusqu’à l’horizon et de nombreux animaux dans un espace restreint ? Les deux existent, mais l’augmentation de la population mondiale fait que les deux deviennent un problème.
Intensif ou extensif : la peste ou le choléra ?
Car s’il est vrai que la forme de production alimentaire dite “intensive” entraîne des problèmes écologiques sur les terres et dans les eaux, notamment en raison de l’apport d’azote, il n’en reste pas moins que l’agriculture intensive est une forme d’élevage qui ne peut être pratiquée qu’à l’intérieur des exploitations. Et l’élevage intensif se fait au détriment du bien-être des animaux. Mais la forme d’agriculture d’apparence idyllique appelée “extensive”, que l’on voit de préférence sur les briques de lait et les affiches publicitaires, a elle aussi de graves conséquences écologiques. En effet, elle nécessite beaucoup plus de surface agricole. C’est logique, car les animaux doivent avoir plus d’espace, à cela s’ajoute le renoncement aux engrais minéraux et à une certaine protection phytosanitaire qui entraîne des pertes de récolte, de sorte qu’il faut utiliser plus de champs pour obtenir une quantité de céréales donnée. On pourrait dire que cela en vaut la peine et que cette forme d’agriculture plus respectueuse de l’environnement a donc besoin de plus de surface. Mais c’est là que se révèle l’une des erreurs les plus répandues de notre époque lorsqu’il s’agit d’agriculture : la surface n’est pas illimitée. Bien au contraire.
La consommation mondiale augmente, tout le monde veut et devrait avoir suffisamment à manger. En même temps, nous utilisons déjà aujourd’hui plus de surface sur la planète pour l’agriculture (surtout l’élevage en pâturage et la culture de fourrage) que ce qui est bon pour les écosystèmes. Il est facile de calculer qu’une expansion mondiale des cultures, encouragée par une extensification (par exemple en passant à ce que l’on appelle actuellement “l’agriculture biologique”), constitue une menace majeure pour la biodiversité et l’équilibre écologique mondial.
Aucune de ces deux formes d’agriculture existantes ne constitue donc une solution à notre problème. Et c’est précisément pour cette raison que le dualisme entre “conventionnel” (aka intensif) et “écologique” (aka extensif) est si paralysant pour le développement d’un système alimentaire réellement durable1.
Mais quelque chose de révolutionnaire se prépare. Quelque chose qui pourrait fondamentalement bouleverser le lien du champ à la bouche et stopper la destruction apparemment inéluctable des écosystèmes par notre alimentation. C’est la porte ouverte à un avenir où le lien qui nous est si familier entre le sol, la terre et la nourriture sera rompu. Grâce aux capacités de créatures microscopiques.
Fermentation : notre symbiose avec les micro-organismes
Tout a commencé il y a des milliers d’années, lorsqu’un minuscule microbe a réalisé le grand miracle : le raisin est devenu du vin et l’orge de la bière ! Ou, pour le dire de manière plus scientifique, du saccharose est devenu éthanol. Un véritable miracle, il y a plus de 9000 ans, qui a peut-être convaincu nos arrière-arrière-arrière-arrière(…) grands-parents de l’âge de pierre de troquer la cueillette et la chasse contre une vie sédentaire et une bière détendue à la fin de la journée. La responsabilité en incombe à un champignon microscopique appelé saccharomyces cerevisiae, également connu sous le nom de levure de boulanger, loin des traités scientifiques spécialisés.
Notre lien avec le microscopique ne faisait que commencer et il allait se développer au cours des millénaires suivants. Les bactéries transforment le lait en yaourt, font mûrir les saucisses, produisent du vinaigre, conservent les cornichons et les légumes. D’autres microbes se développent sur nos fromages et produisent ainsi de délicieuses variations comme le camembert ou le brie [ou encore le roquefort, ndlt]. Dans d’autres régions du monde, les microbes fermentent les graines de soja en miso, le chou blanc en kimchi, le poisson en sushi traditionnel et la cassave en sauce condimentaire tucupi.
Partout où il y a des gens, la fermentation est une partie importante de leur culture alimentaire, pour rendre les aliments plus savoureux, plus sains ou plus faciles à conserver. Et les microbes sont de toutes façons partout – du sol à l’assiette, jusqu’à notre propre corps. Ces petites créatures vivent dans leurs propres sociétés de champignons, de bactéries et de divers autres microorganismes. Ensemble, ils accomplissent des choses étonnantes, comme la production de protéines à partir de l’azote de l’air, ce que ni les plantes ni les animaux (nous y compris) ne sont capables de faire. Ils fournissent ainsi des nutriments essentiels aux plantes et, par ce biais, à nous aussi. Depuis quelques décennies, nous utilisons également ces petites usines chimiques biologiques pour produire toute une série de substances remarquables telles que des arômes, des colorants et même des médicaments.
Comment les microbes ont déjà sauvé le monde
Notre rapport aux microbes a radicalement changé en 1917, lorsque James Currie a découvert qu’un champignon, plus précisément la moisissure noire des arrosoirs, aspergillus niger en latin, pouvait transformer le sucre en acide citrique. Le début de la révolution biotechnologique !
De l’acide citrique ? Cela peut paraître un peu ennuyeux, mais l’acide citrique est partout : dans les aliments, les médicaments, les cosmétiques – la liste est interminable. Son nom vient de sa source originelle : les agrumes. Mais en réalité, le jus de citron ne contient que 3 à 5 % d’acide citrique. Aujourd’hui, nous produisons 2 000 000 de tonnes d’acide citrique, en grande partie grâce à cette moisissure sympathique.
Mais pourquoi est-ce important ? Dans le même temps, la récolte mondiale de citrons s’élève à 1.000.000 de tonnes. Cela semble beaucoup, mais avec une teneur en acide citrique de 5 %, nous aurions besoin d’au moins 54 fois plus de citrons pour répondre à la demande mondiale en acide citrique. Nous pouvons donc dire, en forçant le trait, qu’une petite moisissure a empêché l’Italie et l’Espagne de devenir un désert de citrons.
L’économie de surface est l’une des grandes réussites des auxiliaires microbiens, mais ce n’est pas tout. Dans les lessives en poudre modernes, les enzymes produites par les microbes aident à dissoudre la saleté des textiles et à abaisser ainsi la température de lavage. Cela permet d’économiser des quantités d’énergie depuis des décennies. La présure (utilisée pour la fabrication du fromage) et l’insuline produites par des levures et des bactéries nous rendent indépendants des organes des veaux (présure) et des porcs (insuline) et ont ainsi permis de produire ces substances (et d’autres) sans recourir aux animaux.
La durabilité peut donc progresser si nous utilisons les superpouvoirs chimiques de la nature. Et les microbes ont très probablement contribué à l’émergence des civilisations modernes, non seulement par la fermentation traditionnelle, mais aussi par des applications modernes telles que l’acide citrique, la médecine et les détergents, qui ont peut-être déjà sauvé le monde à plusieurs reprises.
L'agriculture en crise - les microbes à la rescousse
L’agriculture est à la croisée des chemins. D’une part, elle subit des pressions sans précédent dues au changement climatique, à l’augmentation de la population mondiale et à la limitation des terres cultivables. D’autre part, elle contribue elle-même de manière significative à la pression sur les écosystèmes et à la crise de la biodiversité.
Grâce à la connaissance de la génétique sous-jacente des capacités de fermentation de ces micro-organismes et à notre aptitude à les modifier de manière ciblée, nous sommes donc désormais prêts pour une renaissance de la fermentation. À l’avenir, presque tout pourra être brassé dans des bioréacteurs, de grands récipients en métal. Quelques exemples suivent dans la section suivante. Le principe reste le même que pour la bière et le vin : des micro-organismes transforment une substance en une autre. La connaissance des bases génétiques de cette transformation et la capacité à les modifier élargissent énormément les possibilités. En ce sens, la fermentation de précision et la biotechnologie en général ne sont que le prolongement de quelque chose que nous faisons de toute façon depuis longtemps: nous coopérons avec la biologie de la nature pour rendre notre vie meilleure.
Et maintenant, il est temps de protéger également la nature grâce à cette coopération.
Fermenting the Future - une journée ordinaire de fermentation de précision
Imagine-toi que nous sommes en 2042, disons au début de l’été (la meilleure saison, tout simplement). Après avoir été réveillé par les premiers rayons de soleil, le fil d’actualité personnalisé s’allume sur ton mur intelligent. Eh bien! Sans un café fort, il est difficile d’entendre les premières nouvelles de la journée sur les conséquences persistantes du changement climatique. Tout en buvant, tu réfléchis au fait qu’il n’y a pas si longtemps, le café était encore fabriqué à partir de grains de café torréfiés. À partir de vraies plantes, donc. Cela existe toujours, mais c’est devenu une exception exotique. La majeure partie est désormais produite par des micro-organismes dans des fermenteurs. Dans les années 20, quelques personnes ingénieuses d’une start-up ont réussi à introduire le gène de l’arôme du café dans des bactéries, ou quelque chose comme ça. Aujourd’hui, il y a des producteurs partout dans le monde, si bien que presque tout le monde peut s’offrir du café.
Tu vas dans la cuisine et tu bois un verre de lait qui n’a jamais été en contact avec une vache et tu te rappelles que cette idée a commencé aux États-Unis et que l’UE a longtemps été en désaccord sur le statut juridique, puis qu’elle a ensuite réglementé cela de manière assez stricte. Il y a même eu une start-up en Allemagne qui produit du lait et du fromage via la fermentation de précision. Il faut beaucoup moins de terrain que pour produire du lait conventionnel – dit la science. C’est ce qui est écrit sur l’emballage. Lentement, le café déploie ses effets et ton humeur s’améliore. Alors que tu tiens l’emballage de lait entre tes mains, tu essaies d’imaginer combien de vaches seraient nécessaires pour produire du lait pour toute la population mondiale. La Terre ne serait probablement qu’un immense pâturage.
Bon, assez de rêveries. Ta lentille intelligente te dit qu’il est temps de te dépêcher. Tu es en route pour le travail, à vélo. Pour les repas, tu as toujours un shake protéiné avec toi. Celui-ci a également été fabriqué par des micro-organismes, et ce uniquement à partir d’air et d’énergie solaire.
Pour le déjeuner, tu vas avec des collègues dans un restaurant qui fait d’excellents burgers. Ils ont une nouvelle recette, avec un ingrédient appelé “hème”, qui est produit à partir de bœufs de Kobe. Quoique… cet “hème” donne son arôme au bœuf de Kobe, mais il est désormais produit par des micro-organismes. Si tu as bien compris. Mais les burgers ne sont quasiment jamais fabriqués à partir de viande hachée, comme c’était le cas autrefois, mais sont d’origine végétale.
Plus tard, tu te récompenses avec un peu de chocolat. Et que pouvons-nous dire : le beurre de cacao qu’il contient est également produit par fermentation de précision. Les écosystèmes équatoriaux restants ont ainsi été préservés de la déforestation. Aujourd’hui, près de 9 milliards de personnes veulent manger du chocolat et il n’y a tout simplement pas assez de terres pour cultiver tous ces cacaoyers.
Aujourd’hui, après le travail, tu ne vas pas à la salle de sport, mais dans un pub avec quelques amis. La tenancière vous accueille et vous sert un bol de crackers hyperprotéinés à base de mycélium de champignon avant de prendre votre commande. Le mycélium de champignon est devenu de plus en plus populaire au cours des dernières décennies. On peut en faire beaucoup de choses différentes, il est quasiment omniprésent et produit en grande quantité dans des fermenteurs. On peut par exemple en faire des matériaux, mais aussi des aliments riches en protéines. En fait, l’une de ces installations se trouve non loin de chez toi, sur le toit d’un immeuble en pleine ville. Elle ressemble un peu à une brasserie. Non, en fait, c’est exactement comme une brasserie. Et tu as entendu dire que pour nourrir les champignons, on peut même utiliser des résidus et des déchets comme matière première. C’est fou !
La tenancière vous apporte votre bière. La bière est produite à l’aide de levures microbiennes qui transforment le saccharose en éthanol. Comme toujours, donc. Santé !
Construire le changement ensemble
Cela ne vous semble pas bien ? Ou trop optimiste ? Nous pensons que les visions optimistes de l’avenir sont autorisées et peuvent nous aider à nous mettre d’accord sur un avenir commun. Mais peut-être ne trouvez-vous cette vision que partiellement voire pas du tout souhaitable ? Discutons-en ensemble. Aujourd’hui, il y a encore beaucoup de questions en suspens concernant la fermentation de précision et la production alimentaire microbienne. Mais le potentiel est là et nous devrions l’exploiter dans l’optique de la durabilité.
L’agriculture a toujours été dans un processus de changement et d’adaptation aux conditions sociales, économiques, géographiques et culturelles. Cela a donné naissance à un réseau complexe et à des cycles interdépendants. Remplacer du jour au lendemain l’élevage par des microbes supprimerait par exemple aussi le recyclage des déchets comme le lisier pour la fertilisation et la production de biogaz. Comment allons-nous remplacer cela ? Les systèmes de pâturage extensif peuvent aussi contribuer à la biodiversité. Ils devraient probablement être la dernière forme d’élevage à disparaître. Dans un scénario idéal, la fermentation de précision pourrait mettre fin à la production animale industrielle, et l’élevage qui est à la fois acceptable du point de vue du bien-être animal et bénéfique pour la biodiversité pourrait continuer à exister. Mais comment créer des conditions cadres qui favorisent une telle évolution ?
Et si de plus en plus d’aliments proviennent de bioréacteurs, qu’adviendra-t-il des personnes qui vivent de l’agriculture et du pâturage, surtout dans le Sud ? A qui appartiennent les licences et les brevets derrière ces technologies : à beaucoup, ou à quelques-uns seulement ? Accepterons-nous ou rejetterons-nous ces technologies ? Ces questions socio-économiques doivent absolument être prises en compte et la justice sociale mondiale est un pilier central de la véritable durabilité.
En ce qui concerne la durabilité des produits issus de la fermentation de précision, les scientifiques s’accordent globalement sur leur potentiel. Et il est bien sûr important que les nouveaux produits soient sûrs pour l’Homme et l’environnement. Mais est-il vraiment juste et raisonnable que les nouveaux produits soient réglementés de manière beaucoup plus stricte que les aliments traditionnels ? C’est en effet ce que prévoit actuellement la loi européenne sur les nouveaux aliments. De nombreuses petites entreprises qui souhaitent produire et vendre de nouveaux aliments ne trouvent donc pas d’investisseurs en Europe et décident de porter leurs développements dans d’autres pays. Empêcher ainsi l’émergence de nouvelles solutions qui pourraient contribuer à une plus grande durabilité ne constitue-t-il pas un danger pour nous en tant que société ?
Nous sommes confrontés à de grands défis pour fournir de la nourriture à tous, tout en épargnant des terres de l’exploitation afin de les renaturer. Parallèlement, les événements climatiques extrêmes provoqués par le changement climatique entraînent des pertes de récoltes, des sécheresses, favorisent l’érosion et la perte de fertilité des sols. La production alimentaire microbienne pourrait nous rendre moins dépendants de tout cela, établir une sorte de back-up pour la production alimentaire. En effet, les microbes n’ont pas besoin d’un sol spécifique et d’une surface de terre bien moindre. En outre, ils peuvent théoriquement produire toute l’année, indépendamment des conditions météorologiques, ce qui réduirait notre dépendance vis-à-vis de l’agriculture et des animaux d’élevage.
De notre point de vue, il y a donc de très nombreuses raisons pour que la société et le monde politique se penchent de plus près sur la fermentation de précision et permettent son développement le plus rapidement possible, afin qu’elle devienne une partie de la solution.
Parlons donc de la manière dont nous pouvons utiliser les superpouvoirs chimiques des microbes à nos fins et relancer la manière dont nous pensons et produisons la nourriture. #RebootFood
Références
Sur les auteurs
Christian-Frederic Kaiser est microbiologiste et prépare un doctorat à l’université de Düsseldorf, où il étudie l’interaction entre les plantes et les bactéries du sol. Martin Reich est un biologiste qui travaille comme communicateur en sciences de la vie sur des sujets liés à la durabilité, à la bioéconomie et aux biotechnologies. Ils sont tous deux cofondateurs d’ÖkoProg, un réseau écoprogressiste basé en Allemagne et membre de l’alliance RePlanet.
Le texte (ci-dessus et ci-dessous) publié sur le blog de l’association Ökoprogressives Netzwerk est inspiré d’un article en anglais publié par les mêmes auteurs sur le blog de RePlanet. Une conférence filmée existe aussi sur le même sujet.
Manger, c'est quoi au juste ?
Les micro-organismes peuvent donc contribuer à notre alimentation, c’est là que nous voulons en venir.
Mais par où commencer ? Peut-être en commençant par ce qu’est la “nourriture”.
Presque tout ce que nous mangeons est d’abord une plante, un champignon ou un animal. Nous en mangeons certains plus ou moins directement, et d’autres doivent être transformés en ingrédients tels que la farine, le lait et l’huile. C’est alors que la magie commence : nous mélangeons tous ces ingrédients pour obtenir quelque chose d’aussi merveilleux qu’une pizza, une crème brûlée ou un smoothie vert au matcha avec un soupçon de papaye. Au niveau microscopique, les aliments sont constitués de deux composants de base : un squelette structurant (également appelé “tissu”) et une sélection unique de produits chimiques caractéristiques.
Le mot “produits chimiques” fait encore peur à la plupart des gens, mais ce sont précisément ces produits (ou molécules) qui sont si importants pour les propriétés de nos aliments. Ils déterminent la valeur nutritionnelle, le goût, la couleur, les avantages pour la santé et la texture. La nourriture est de la biologie et la biologie est faite de chimie.
Et si nous pouvions redémarrer à zéro la manière dont nous produisons ces deux composants ? Si nous trouvions un nouveau fournisseur ? Si le prochain grand succès que nous devons aux microbes n’était pas de l’acide citrique ennuyeux, mais de la mozzarella et du chocolat ?
C’est là que nous pouvons tirer parti à la fois de la richesse inépuisable de la diversité microbienne et du progrès technique.
La renaissance de la fermentation - comment les microbes sauvent encore le monde
La transformation d’un substrat (substance de base) comme le sucre en un produit comme l’éthanol (par exemple dans le brassage de la bière) par des microbes est appelée fermentation, comme décrit plus haut. Mais grâce aux progrès étonnants de la microbiologie, du génie génétique et de la biotechnologie, le champ d’application de la fermentation va désormais bien au-delà du vin et du yaourt. Ceux-ci étaient “simplement” le résultat d’un processus d’essais et d’erreurs qui a duré des décennies, ou plutôt des siècles. Des produits formidables ont vu le jour et on pourrait dire, comme pour le thème de la sélection végétale plus précise, que cela a bien fonctionné jusqu’à présent, pourquoi avons-nous besoin de quelque chose de nouveau? Si le thème de la sélection végétale -avec CRISPR notamment- vous intéresse, consultez le site Progressive Agrarwende, où se trouve un article de Robert Hoffie à ce sujet.