Un article de synthèse récent publié dans la revue Communications naturelles discute de la nécessité de traduire les efforts de sécurité alimentaire en applications commerciales, en soulignant le rôle des startups innovantes dans la promotion des sources alternatives de protéines.
Perspective : Sources alternatives de protéines : des startups propulsées par la science pour alimenter l'innovation alimentaire. Crédit d'image : Griffes de dragon/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
Le défi mondial consistant à nourrir 10 milliards de personnes d’ici 2050, dans un contexte de changement climatique et de maladies des cultures, nécessite d’augmenter la production alimentaire de 50 % au cours des 25 prochaines années.
Des recherches antérieures, notamment le Rapport sur les ressources mondiales, ont identifié plusieurs solutions, notamment la réduction de la croissance de la demande alimentaire, l'augmentation de la production sans étendre les terres agricoles, la protection des écosystèmes, l'augmentation de l'approvisionnement en poisson et la réduction des émissions de gaz à effet de serre d'origine agricole.
La résolution de ces problèmes nécessite des technologies innovantes telles que l’agriculture de précision, les modifications génétiques et les sources alternatives de protéines.
Cependant, traduire ces avancées technologiques en applications commerciales est crucial et souvent mené par des startups et des entreprises dérivées d’universités.
Malgré des efforts importants, il reste des lacunes dans la mise à l’échelle efficace de ces innovations, en particulier dans le développement et la commercialisation de sources alternatives de protéines pour répondre aux demandes en protéines entraînées par les différentes tendances alimentaires des populations à revenus faibles et élevés.
Cette revue s'est concentrée sur les dernières avancées et l'application commerciale de sources alternatives de protéines pour relever le défi de la sécurité alimentaire.
Un écosystème de startups
Cette auteure, Elena Lurie-Luke du Département des biosciences de l'Université de Durham, au Royaume-Uni, a utilisé les startups comme source de données pour évaluer les progrès des protéines alternatives en raison de leur agilité et de leur innovation.
Contrairement aux examens traditionnels axés sur les méthodes de production ou sur des sources de protéines spécifiques, cette approche aborde les alternatives aux protéines animales/poissons à travers trois stratégies : remplacer les éléments existants par des substituts disponibles, modifier les protéines non animales existantes et créer de nouvelles protéines en utilisant des technologies telles que trois- bio-impression dimensionnelle (3D) et fermentation de précision.
La pénétration de ces alternatives sur le marché dépend de leur évolutivité et de leur coût. Pour illustrer cela, les startups ont été sélectionnées en fonction de leurs offres de protéines, de leurs approches technologiques et de leur statut actif et classées en piliers Remplacer, Modifier et Créer.
Ces startups ont été analysées en fonction de leurs bases scientifiques, de leurs étapes de développement de produits et de leurs principaux défis, offrant ainsi une vue complète de l'écosystème des protéines alternatives.
Une approche stratégique d’innovation axée sur la résolution de problèmes a été utilisée pour concevoir l’écosystème des startups. Le problème à résoudre est de trouver une alternative aux protéines d'origine animale/poisson et lorsqu'il s'agit de trouver une alternative, il y a trois options principales à considérer : (1) utiliser un substitut, (2) modifier des protéines non animales/non existantes. -les sources de protéines du poisson, et (3) créer une source alternative de protéines. (1) Remplacer : cette option implique l'utilisation d'un substitut facilement disponible pour le composé cible, par exemple les options de régime végétarien actuel. (2) Modifier : cette option envisage de modifier les sources de protéines non animales/non marines existantes pour remplacer le composé cible, par exemple une protéine d'origine insecte. (3) Faire : Cette option vient du point de vue de l’innovation produit, offrant le plus grand potentiel, tout en présentant les plus grands défis. Cela inclut l'utilisation de nouveaux procédés technologiques pour fabriquer des protéines, par exemple la bio-impression 3D, les produits de culture cellulaire, la fermentation de précision, etc.
Remplacer les protéines de viande
La stratégie « Remplacer » consiste à utiliser des ingrédients existants non d'origine animale qui peuvent remplacer les protéines animales et de poisson. Même si cette approche ne semble pas très innovante, elle tire parti des avancées modernes en matière d’apprentissage automatique et de bases de données numériques.
Les algorithmes d’apprentissage automatique peuvent concevoir des substituts alimentaires à base de plantes en analysant de nombreuses données sur la composition, la nutrition et les recettes des aliments. Par exemple, certaines startups ont développé des outils qui exploitent l’intelligence artificielle (IA) pour convertir n’importe quelle recette en une version à base de plantes en la saisissant simplement dans un champ de recherche sur le site Web.
En supposant la même perception des consommateurs à l’égard des différents produits protéinés alternatifs, leur pénétration du marché dépendrait principalement de leur évolutivité (capacité à passer d’un marché de niche au marché de masse sans compromettre la qualité) et de leur coût (au moins la parité avec les produits protéinés d’origine animale/poisson). Ces deux paramètres ont été utilisés pour cartographier le potentiel de pénétration du marché de différentes options alternatives de protéines en utilisant des exemples de marché actuels. Remarque : les exemples de produits sont destinés à illustrer une position relative et présentés dans un format sans échelle.
Utiliser des sources de protéines non animales
La stratégie « Modifier » utilise des sources de protéines non animales existantes, telles que les plantes et les insectes.
Les insectes, consommés par environ deux milliards de personnes dans le monde, constituent une source de protéines durable car ils nécessitent moins de ressources et ont moins d’impact sur l’environnement. Les aliments à base d’insectes gagnent du terrain sur les marchés occidentaux et le marché des insectes comestibles devrait connaître une croissance significative.
Certaines entreprises se développent grâce à des partenariats stratégiques et à des innovations telles que l’agriculture verticale et la technologie CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Le soutien du gouvernement contribue également à développer cette industrie. Malgré les avantages, des défis subsistent en matière d'acceptation par les consommateurs et de garantie de la sécurité alimentaire.
Les humains consomment depuis longtemps des protéines d’origine végétale, et les technologies de transformation modernes ont renforcé leur attrait en tant qu’alternatives à la viande et aux produits laitiers. Le marché des analogues de viande d’origine végétale (PBMA) et des alternatives laitières (PBDA) est en expansion, tiré par les startups et les grandes entreprises alimentaires.
Des innovations telles que la bio-impression 3D et les techniques d’amélioration de la texture répondent aux défis sensoriels et structurels des aliments d’origine végétale. Malgré les progrès, les défis incluent les problèmes d’allergènes, l’amélioration de la saveur et la nécessité de disposer de données de sécurité complètes.
Développement de viande cultivée en laboratoire
La stratégie « Make » se concentre sur la production de viande cultivée en laboratoire, ce qui implique la culture de cellules animales dans des bioréacteurs. Cette méthode a considérablement progressé, plusieurs entreprises développant des produits carnés cultivés comme le poulet ou le bœuf.
Cependant, la viande cultivée en laboratoire se heurte à des obstacles tels que l’approbation réglementaire, les coûts de production élevés et l’acceptation sensorielle. Les innovations en matière de bio-impression 3D et de fermentation de précision visent à surmonter ces défis.
Ces technologies promettent de réduire l’impact environnemental et d’améliorer la durabilité, mais nécessitent des investissements et un développement d’infrastructures importants.
Conclusions
Les nouvelles technologies font progresser les sources alternatives de protéines pour relever les défis de la sécurité alimentaire et de l’environnement en réduisant les émissions et l’utilisation des terres. L’écosystème protéique alternatif évolue grâce à des approches innovantes de remplacement, de modification et de fabrication de sources de protéines.
Chaque stratégie présente des avantages et des défis uniques, depuis l’exploitation de l’IA pour les substitutions à base de plantes jusqu’aux technologies pionnières en matière de viande cultivée en laboratoire. Le succès de ces alternatives dépendra de la capacité à surmonter les obstacles techniques, réglementaires et d’acceptation par les consommateurs.
Les protéines alternatives, notamment les protéines d’insectes, de champignons, de plantes et de cellules (viande et poisson cultivés), ont connu une croissance significative, avec des produits désormais disponibles dans les magasins et les restaurants.
Cependant, des défis subsistent en matière d'acceptation par les consommateurs, d'abordabilité et d'accessibilité au marché en raison des coûts de production élevés, des problèmes d'évolutivité et des obstacles réglementaires.
Relever ces défis implique une recherche interdisciplinaire, de nouveaux partenariats, des alliances mondiales et un investissement continu. Les organisations gouvernementales et non gouvernementales forment des collaborations pour soutenir l’innovation et le travail de réglementation, favorisant ainsi la croissance des startups et les innovations révolutionnaires.
