Les microbes derrière votre barre de chocolat
Bien qu’il puisse y avoir un discussion sur les causes du changement climatique et la façon de faire pousser des plantes dans des milieux défavorables où elles ont prospéré auparavant, il y a une chose sur laquelle la plupart des gens peuvent s’accorder : le chocolat est déliceux.
Le chocolat a toujours été plus qu’une friandise sucrée. Pour certains, il s’agit d’un rituel quotidien. Pour les autres, un réconfort rare. Mais pour les scientifiques, le chocolat représente quelque chose d’encore plus grand : un cas test sur la façon dont nous pouvons repenser l’alimentation elle-même à l’ère du changement climatique .
À mesure que le réchauffement mondial refaçonne les les zones de culture, le cacaoyer (ou cacaotier), la source du chocolat, est devenu un arbre de plus en plus vulnérable. Autrefois abondant en Afrique de l’Ouest et en Amérique du Sud, le cacoyer est maintenant confronté à l’évolution du régime des pluies, à des températures plus élevées et à de nouvelles maladies frappant les cultures. Alors que la demande de chocolat ne cesse d’augmenter, les chercheurs se posent une question essentielle : la science peut-elle récréer l’avenir du chocolat tout en gardant intacte sa saveur typique?
Si le processus de fermentation naturelle dépend de microbes, la manipulation de ces microbes pourrait détenir la clé de la production de chocolat en laboratoire.
Le chocolat comme aliment fermenté
Pour comprendre comment les chercheurs réinventent le chocolat, il est utile de comprendre comment le chocolat est né. Comme le kimchi et la choucroute, le chocolat est un aliment fermenté.
Le processus de fabrication du chocolat commence par la collecte de gros fruits en forme de ballon sur le cacoyer. À l’intérieur de chacun de ces fruits se trouvent les pépins (maintenant appelés « fèves ») et la pulpe, qui sont évidés et laissés à sécher au soleil pendant environ 10 jours. Pendant cette période, une symphonie microbienne se développe. Les levures et les bactéries décomposent les sucres de la pulpe, ce qui fait augmenter la température et abaisse le pH. Cette activité microbienne est à l’origine des réactions chimiques qui transforment les composés de la saveur des fèves.
Il y a un rebondissement que voici : avant la fermentation, les graines de café sont violettes et non brunes, et elles sont incroyablement amères. La saveur et l’arôme familiers du chocolat n’apparaissent que grâce à ce travail microbien invisible. Une fois la maturation terminée, les fèves sont torréfiées et moulues, puis mélangées à du sucre et parfois au lait pour créer une substance soyeuse que nous appelons le « chocolat ».
Pendant des siécles, ce processus s’est déroulé à l’extérieur, davantage guidé par la tradition que par le contrôle. Mais comme indiqué dans Scientific American, les microbes impliqués dans la fermentation du cacao ne sont pas des voyageurs aléatoires. Ils suivent des schémas structuraux prévisibles que les scientifiques peuvent désormais cartographier et manipuler.
Cette connaissance fait plus que satisfaire la curiosité quant à la façon dont le chocolat obtient sa saveur. Il s’agit d’une pièce essentielle du casse-tête, car le changement biologique menace les cultures de cacaoyers dans le monde entier.
Les microbes répondent aux changements climatiques
Cette découverte a fourni aux chercheurs de nouveaux outils pour répondre à la crise climatique du cacao. Si le processus de fermentation naturelle dépend de microbes, la manipulation de ces microbes pourrait détenir la clé de la production de chocolat en laboratoire.
La modélisation du temps indique que d’ici 2050, les zones convenant à la culture du café en Afrique de l’Ouest et en Afrique centrale pourraient diminuer jusqu’à 50 % en raison de la hausse des températures et de la modification du régime des pluies. Ces changements menacent les moyens d’existence des planteurs de régions comme la Côte d’IVoire et le Ghana, qui connaissent déjà des rendements de récoltes irréguliers. Cette vulnérabilité a incité les scientifiques à explorer d’autres méthodes de production de chocolat, comme la fermentation microbienne en laboratoire pour assurer un approvisionnement stable et durable en chocolat.
Dans un récent article de Nature, les chercheurs ont cartographié comment le pH, la température et les populations microbiennes façonnent le profil de saveur du chocolat. En isolant les principales souches microbiennes et en les recréant en laboratoire, ils ont découvert qu’ils pouvaient générer les mêmes signatures gustatives, parfois de manière encore plus constante que la nature.
« La technologie [de fermentation de précision] permet la création d’ingrédients « naturels » qui sont autrement difficiles à obtenir de manière durable », a déclaré Alex Woo, chef de la direction de WZO Food Innovations, dans une entrevue pour Food Technology Magazine. Et les ingrédients du chocolat, a-t-il noté, ne sont qu’un exemple.
Ce n’est pas de la science-Fiction : le cacao cultivé en cellules
Cette découverte a mené à une percée : le cacao cultivé à partir de cellules. Au lieu de faire pousser des cacaoyers, les scientifiques ont fait multiplier des cellules de cacao dans des bioréacteurs. Ces cellules reproduisaient la saveur, la texture et composition chimique du cacao traditionnel, sans utilisation de l’eau, déforestation ou préoccupations éthiques liées à la culture du cacao.
Planet A Foods, une jeune société allemande présentée dans Chemical & Engineering News, est l’une des nombreuses sociétés qui se ruent pour commercialiser ces solutions de rechange. L’objectif n’est pas seulement la durabilité, mais aussi la stabilité dans un secteur d’activité qui s’est longtemps appuyé sur des petits planteurs dans les régions vulnérables.
En travaillant sur ce problème, les chercheurs ont également découvert que la fermentation du cacao pourrait être entraînée par une communauté minimale de synthèse de seulement neuf souches microbiennes. En concevant cette « culture microbienne de départ », ils pourraient générer de manière fiable des saveurs de chocolat tout en éliminant une partie de la variabilité de la fermentation traditionnelle en extérieur.
Le résultat est un chocolat qui a non seulement un goût familier, mais qui peut aussi être personnalisé. Envie de notes plus foncées et plus fruitées ? Ajustez les microbes. Vous préférez un profil plus crémeux? Modifiez les conditions de fermentation. C’est toujours du chocolat, juste conçu pour la précision.
Au-delà du chocolat : la frontière de la science des aliments
Les implications de ces résultats s’étendent bien au-delà du cacao. Dans l’industrie alimentaire, les scientifiques utilisent déjà des outils similaires, comme la conception microbienne, la culture de cellules et l’intelligence artificielle, pour réimaginer la façon dont les aliments sont fabriqués.
Agriculture assistée par l’IA : Les modèles d’apprentissage automatique peuvent désormais prédire les conditions de croissance optimales des cultures, y compris pour le cacao. Ce qui a demandé des années d’essais et d’erreurs peut maintenant être simulé en laboratoire, ce qui permet d’effectuer des économies de temps et de ressources.
Innovation végétalienne : Le chocolat végétalien traditionnel existe depuis des décennies, mais la fermentation de précision permet désormais de créer des protéines laitières en laboratoire. Il en résulte des barres de chocolat végétaliennes presque impossibles à distinguer de leurs équivalents à base de lait.
Conception de la saveur : Les chercheurs mettent au point des boîtes à outils microbiennes pour fabriquer des saveurs auparavant rares ou d’un coût excessif. Qu’il s’agisse de vanille ou d’essences de fruits tropicaux, la fermentation de précision offre une voie plus durable pour obtenir une saveur constante.
Le chocolat est l’étude de cas, mais ce que les chercheurs sont vraiment en train de mettre en place, c’est un nouveau système alimentaire qui s’appuie moins sur des réseaux d’approvisionnement précaires et davantage sur l’ingéniérie microbienne.
Un avant-goût de l’avenir
Bien sûr, il y a des obstacles. Le chocolat cultivé en cellules coûte toujours cher à mettre à l’échelle, et les consommateurs pourraient hésiter au départ à adopter le chocolat cultivé en laboratoire. Les petites fermes de cacaoyers qui dépendent de l’agriculture traditionnelle pour leur subsistance, pourraient également disparaître en tant que telles si les solutions de rechange synthétiques prédominent.
Mais la trajectoire est claire : les microbes ne sont plus seulement les aides invisibles de la production alimentaire. Ils sont en train de devenir des ingénieurs étoilés.
Le chocolat à base de cellules donne un aperçu de ce qui est possible. En comprenant et en exploitant la danse microbienne qui lui donne sa saveur, les chercheurs développent des outils qui pourraient rendre notre système alimentaire plus résilient, plus durable et plus sain.
La prochaine fois que vous déballerez une barre de chocolat, vous ne goûterez peut-être pas la différence, mais vous goûterez peut-être l’avenir.
Sierra McConnell est rédactrice chez Thermo Fisher Scientific.
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