Legumi, insetti, nuove colture... Gli scienziati sfidano i futuri sistemi alimentari

La pandemia di Covid-19 ha rivisitato i modelli di consumo, il riscaldamento globale ci sta spingendo a riconsiderare le nostre pratiche agricole, la guerra in Ucraina sta interrompendo l'approvvigionamento globale di materie prime...

Il periodo è segnato da un susseguirsi di eventi che invitano a ripensare gli attuali sistemi alimentari per renderli più sostenibili, dalla produzione delle materie prime al consumo degli alimenti. Ma le sfide scientifiche da affrontare per raggiungere questo obiettivo sono molte e varie.

Nuove materie prime agricole

In Francia, di nuovi metodi di produzione sono in fase di implementazione, come l'agricoltura biologica, o in fase di studio, come l'agroecologia. Allo stesso tempo, il riscaldamento globale sta spingendo gli agricoltori a piantare nuove colture – ad esempio la vite in Bretagna – o a optare per varietà più resistenti per combattere lo stress abiotico (siccità, temperature estreme, ecc.) e lo stress biotico (parassiti, malattie). . …) limitando l'uso di pesticidi, come septoria di grano tenero. Anche per sviluppare colture specifiche, come la soia per il consumo umano oi piselli, destinati al bestiame.

Queste pratiche, recenti e tuttora in evoluzione, inducono variabilità delle materie prime a causa delle variazioni delle condizioni di coltivazione (clima, suolo, ecc.), della gestione delle colture e della scelta di varietà animali e vegetali. Ciò implica in particolare la determinazione del profilo nutrizionale di queste nuove materie prime, la loro allergenicità e l'evoluzione dei loro composti dal campo al piatto. Ad esempio, i legumi sono una buona fonte di proteine, ma il loro contenuto di metionina, uno dei nove aminoacidi essenziali, è insufficiente.

Processi industriali da adattare

Un altro aspetto deriva dal primo: l'industria di trasformazione oggi è ampiamente adattata alle materie prime prodotte dall'agricoltura convenzionale.

Per trasformare le nuove materie prime in cibo, si tratterà di scegliere il processo alimentare e le sue modalità di condotta (ad esempio la temperatura, il tasso di frazionamento) in modo che sia almeno altrettanto robusto e capace di utilizzare prima un materiale più diversi, variabili ed eterogenei. Così, un'opportuna combinazione tra la variabilità genetica del frutto, come la mela, e le condizioni di cottura (temperatura, tempo, pressione e velocità di macinazione) permette di ottenere composte con consistenze contrastanti.

L'acquisizione di dati da parte di sensori e la progettazione di modelli matematici e di simulazione come strumento di supporto alle decisioni per l'adattamento reciproco tra processo e materia prima sarà essenziale per sfruttare e controllare la variabilità delle materie prime.

La transizione alimentare, testato durante la crisi del Covid, solleva la questione delle condizioni da soddisfare per migliorare la durata dei cortocircuiti, produzione locale o anche lavorazione casalinga. Proporre prodotti locali implica avere processi efficienti su piccola scala, la difficoltà sta nel determinare quali scale siano rilevanti. E anche, per comprendere le condizioni di accettazione di una scelta più ristretta di alimenti da parte dei consumatori.

Sviluppare canali per materie prime dirompenti

In caso di insetti, alghe o legumi, occorre inventare interi settori, con l'introduzione di tecnologie adeguate, di cui si dovranno valutare benefici e rischi.

La ricerca è in fase di sviluppo per rilevare e mitigare i rischi chimici derivanti da contaminanti ambientali e/o risultanti dalla lavorazione, formulazione e preparazione degli alimenti. Questi includono problemi fisiologici come allergie alimentari e carenze nutrizionali. I nuovi ingredienti alimentari, come le proteine ​​di origine vegetale, microbica o di insetti, richiedono una vigilanza particolare perché gli studi su questi prodotti sono recenti e spesso incompleti.

Quali sono le conseguenze dei processi di trasformazione sul verificarsi, evoluzione o scomparsa dei rischi associati a questi ingredienti? La sfida qui è determinare se il processo di trasformazione sia un fattore aggravante nella generazione di nuove fonti di rischio come la formazione di prodotti neoformati o se, al contrario, costituisca una leva per mitigare i pericoli.

Fare un uso migliore della produzione agricola

L'efficienza dei sistemi alimentari risente fortemente delle perdite, ovvero delle materie prime destinate al consumo umano che vengono involontariamente ritirate, dalla produzione alla trasformazione, compreso il trasporto e lo stoccaggio.

Questa definizione lascia però molte domande senza risposta: che dire delle parti non commestibili (noccioli, ossa, ecc.), dei coprodotti derivanti dalla lavorazione (crusca, mandorle, vinacce, ecc.)?

Una strategia ampiamente studiata è quella di utilizzare questi co-prodotti in una valutazione a cascata per far fluire la maggior parte del materiale iniziale. La ricerca attuale si concentra sulle proprietà e le funzioni di questi coprodotti animali o vegetali, nonché sui processi di estrazione e le vie di recupero.

Ridurre gli sprechi e il loro costo energetico

Lo spreco, poiché riguarda il cibo nella fase della sua vendita e del suo consumo, è sia una perdita di alimenti che di tutto ciò che è stato messo in atto (energia, acqua, lavoro, ecc.) per portarli al consumatore.

Esistono diversi modi per limitarlo:

• Processi di stabilizzazione per alimenti deperibili come latte, uova, carne, frutta e verdura. Ad esempio, lo sviluppo di prodotti fermentati (yogurt, formaggi), alimenti in polvere (latte in polvere) e alimenti stabilizzati al calore (latte UHT) ne facilita la conservazione. Da qui una maggiore convenienza per distributori e consumatori rispetto al cibo iniziale.
• Rispetto per il catena del freddo è indispensabile anche durante la lavorazione, la vendita e presso il consumatore. Sono in corso ricerche per progettare sistemi di refrigerazione più efficienti e ridurre così gli sprechi alimentari e il relativo costo energetico.
• L'imballaggio è in piena (r)evoluzione, in particolare per la presa in considerazione dei pericoli associati plastica lungo tutta la catena alimentare come la produzione di nanoplastiche, particelle di plastica più piccole di un micrometro la cui nocività solleva sempre più interrogativi. Particolarmente promettenti sono i materiali a base biologica riciclabili o riutilizzabili con le diverse funzionalità richieste per confezionare i prodotti freschi.

Soddisfare le aspettative dei consumatori

Progettare altri alimenti implica anche considerare le prospettive dei consumatori, che richiedono prodotti appetitosi, sicuri e sani. Spetta agli scienziati identificare i determinanti delle qualità sensoriali degli alimenti, in particolare quelli derivati ​​da nuove materie prime, e indagare sulla loro percezione da parte del consumatore.

Conoscere i meccanismi fisico-chimici responsabili della strutturazione e della stabilità degli alimenti servirà anche a rafforzarne la qualità igienico-nutrizionale e la loro durabilità riducendo, ad esempio, il contenuto di ingredienti nocivi per la salute come il sale o sostituendo le proteine ​​animali con quelle vegetali .

Per rispondere al concetto emergente di cibo sostenibile e allinearlo ai requisiti di salute, è essenziale capire meglio cosa succede al cibo nel tratto digestivo. Dalla bocca al colon, i modelli di digestione sono utili per progettare nuovi prodotti in grado di soddisfare specifiche esigenze nutrizionali, in particolare nelle diverse fasi della vita.

Accelerare la produzione di conoscenze e tecnologie scientifiche sosterrà lo sviluppo sostenibile di alimenti che soddisfino tutti negli anni a venire.

Caterina Volpe, vicedirettore del dipartimento TRANSFORM Food, Biosourced Products and Waste, Direttore di Carnot Qualiment, Inrae et Rachel Bourou, Ricercatore in scienze alimentari, Inrae

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto licenza Creative Commons. Leggi ilarticolo originale.