Peulvruchten, insecten, nieuwe gewassen… Wetenschappers dagen toekomstige voedselsystemen uit

De Covid-19-pandemie heeft de consumptiepatronen opnieuw bekeken, de opwarming van de aarde dwingt ons om onze landbouwpraktijken te heroverwegen, de oorlog in Oekraïne verstoort de wereldwijde aanvoer van grondstoffen...

De periode wordt gekenmerkt door een opeenvolging van gebeurtenissen die ons uitnodigen om de huidige voedselsystemen te heroverwegen om ze duurzamer te maken, van de productie van grondstoffen tot de consumptie van voedsel. Maar de wetenschappelijke uitdagingen die moeten worden aangegaan om dit te bereiken, zijn talrijk en gevarieerd.

Nieuwe landbouwgrondstoffen

In Frankrijk, van nieuwe productiemethoden worden uitgerold, zoals biologische landbouw, of in studie, zoals agro-ecologie. Tegelijkertijd dwingt de opwarming van de aarde boeren om nieuwe gewassen te planten – bijvoorbeeld wijnstokken in Bretagne – of om te kiezen voor meer resistente rassen om te vechten tegen abiotische stress (droogte, extreme temperaturen, enz.) en biotische stress (plagen, ziekten) …) terwijl het gebruik van pesticiden wordt beperkt, zoals: zachte tarwe septoria. Zelfs om specifieke gewassen te ontwikkelen, zoals soja voor menselijke consumptie of erwten, bestemd voor vee.

Deze praktijken, die recent zijn en nog steeds in ontwikkeling zijn, veroorzaken variabiliteit in grondstoffen als gevolg van variaties in groeiomstandigheden (klimaat, bodem, enz.), gewasbeheer en de keuze van genetische variëteiten van dieren en planten. Dit omvat met name het bepalen van het voedingsprofiel van deze nieuwe grondstoffen, hun allergeniciteit en de evolutie van hun verbindingen van veld tot bord. Peulvruchten zijn bijvoorbeeld een goede bron van eiwitten, maar hun gehalte aan methionine, een van de negen essentiële aminozuren, is onvoldoende.

Industriële processen om aan te passen

Uit het eerste volgt nog een ander aspect: de verwerkende industrie is tegenwoordig grotendeels aangepast aan de grondstoffen die door de conventionele landbouw worden geproduceerd.

Om de nieuwe grondstoffen om te zetten in voedsel, zal het een kwestie zijn van het voedselproces en de wijze van gedrag ervan (bijvoorbeeld de temperatuur, de fractioneringssnelheid) zo te kiezen dat het minstens zo robuust is en in staat is om eerst een materiaal te gebruiken divers, variabel en heterogeen. Zo maakt een geschikte combinatie van de genetische variabiliteit van het fruit, zoals de appel, en de kookomstandigheden (temperatuur, tijd, druk en maalsnelheid) het mogelijk om compotes met contrasterende texturen te verkrijgen.

De verwerving van gegevens door sensoren en het ontwerp van wiskundige en simulatiemodellen als beslissingsondersteunend instrument voor wederzijdse aanpassing tussen proces en grondstof zal essentieel zijn om de variabiliteit van grondstoffen te benutten en te beheersen.

La voedselovergang, getest tijdens de Covid-crisis, roept de vraag op aan welke voorwaarden moet worden voldaan om de duurzaamheid van kortsluitingen, lokale productie of zelfs thuisverwerking. Het aanbieden van lokale producten impliceert het hebben van efficiënte processen op kleine schaal, waarbij het moeilijk is om te bepalen welke schalen relevant zijn. En ook om de voorwaarden voor acceptatie van een meer beperkte keuze aan voedingsmiddelen door consumenten te begrijpen.

Ontwikkel kanalen voor disruptieve grondstoffen

In het geval van insecten, zeewier of peulvruchten, hele sectoren moeten worden uitgevonden, met de introductie van geschikte technologieën, waarvan de voordelen en risico's zullen moeten worden beoordeeld.

Er wordt onderzoek ontwikkeld om chemische gevaren van milieuverontreinigingen en/of als gevolg van voedselverwerking, formulering en bereiding te detecteren en te verminderen. Deze omvatten fysiologische problemen zoals voedselallergieën en voedingstekorten. Nieuwe voedselingrediënten, zoals eiwitten van plantaardige, microbiële of insectenoorsprong, vereisen speciale waakzaamheid omdat de studies over deze producten recent en vaak onvolledig zijn.

Wat zijn de gevolgen van transformatieprocessen op het ontstaan, de evolutie of het verdwijnen van de risico's verbonden aan deze ingrediënten? De uitdaging hier is om te bepalen of het transformatieproces een verzwarende factor is bij het genereren van nieuwe bronnen van risico, zoals de vorming van neogevormde producten, of juist een hefboom vormt om de gevaren te mitigeren.

Maak beter gebruik van de landbouwproductie

De efficiëntie van voedselsystemen wordt sterk beïnvloed door verliezen, dat wil zeggen de voor menselijke consumptie bestemde grondstoffen die onvrijwillig worden onttrokken, van productie tot verwerking, inclusief transport en opslag.

Deze definitie laat echter veel vragen onbeantwoord: hoe zit het met niet-eetbare delen (stenen, botten, enz.), bijproducten die het gevolg zijn van verwerking (zemelen, amandelen, afvallen, enz.)?

Een veel bestudeerde strategie is om: gebruik deze co-producten in een trapsgewijze waardering om een ​​groter deel van het oorspronkelijke materiaal te laten vloeien. Huidig ​​onderzoek richt zich op de eigenschappen en functies van deze dierlijke of plantaardige bijproducten, evenals op de extractieprocessen en de terugwinningsroutes.

Verminder afval en de energiekosten ervan

Verspilling, omdat het voedsel betreft in het stadium van verkoop en consumptie, is zowel een verlies van voedsel als van alles wat is geïmplementeerd (energie, water, werk, enz.) om ze bij de consument te brengen.

Er zijn verschillende manieren om het te beperken:

• Stabilisatieprocessen voor bederfelijke voedingsmiddelen zoals melk, eieren, vlees, fruit en groenten. Zo vergemakkelijkt de ontwikkeling van gefermenteerde producten (yoghurt, kazen), voedingspoeders (melkpoeder) en hitte-gestabiliseerde voedingsmiddelen (UHT-melk) de conservering. Vandaar meer gemak voor distributeurs en consumenten in vergelijking met het oorspronkelijke voedsel.
• Respect voor de koude ketting ook tijdens verwerking, verkoop en bij de consument is essentieel. Er wordt onderzoek gedaan om efficiëntere koelsystemen te ontwerpen en zo voedselverspilling en de bijbehorende energiekosten te verminderen.
• De verpakking is in volle (r)evolutie, met name vanwege het rekening houden met de gevaren die gepaard gaan met plastic in de hele voedselketen zoals de productie van nanoplastics, plastic deeltjes kleiner dan één micrometer wiens schadelijkheid steeds meer vragen oproept. Vooral recyclebare of herbruikbare biobased materialen met de verschillende functionaliteiten die nodig zijn om verse producten te verpakken zijn veelbelovend.

Voldoen aan de verwachtingen van de consument

Bij het ontwerpen van andere voedingsmiddelen moet ook rekening worden gehouden met de perspectieven van consumenten, die smakelijke, veilige en gezonde producten eisen. Het is aan wetenschappers om de determinanten van de zintuiglijke eigenschappen van voedsel, met name die afkomstig van nieuwe grondstoffen, te identificeren en te informeren naar de perceptie ervan door de consument.

Het kennen van de fysisch-chemische mechanismen die verantwoordelijk zijn voor de textuur en stabiliteit van voedingsmiddelen zal ook dienen om hun hygiënische en voedingskwaliteit en hun duurzaamheid te versterken door bijvoorbeeld het gehalte aan ingrediënten die schadelijk zijn voor de gezondheid, zoals zout, te verminderen of door dierlijke eiwitten te vervangen door planten .

Om in te spelen op het opkomende concept van duurzaam voedsel en het af te stemmen op gezondheidseisen, is het essentieel om beter te begrijpen wat er met voedsel in het spijsverteringskanaal gebeurt. Van de mond tot de dikke darm zijn verteringsmodellen nuttig voor het ontwerpen van nieuwe producten die aan specifieke voedingsbehoeften kunnen voldoen, met name in verschillende levensfasen.

Het versnellen van de productie van wetenschappelijke kennis en technologieën zal de komende jaren de duurzame ontwikkeling van voedingsmiddelen ondersteunen die iedereen tevreden stellen.

Catherine Fox, plaatsvervangend hoofd van de afdeling TRANSFORM Food, Biosourced Products and Waste, directeur van Carnot Qualiment, Inrae et Rachel Bourou, Voedingswetenschappelijk onderzoeker, Inrae

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder Creative Commons-licentie. Lees deorigineel artikel.