Lutz Grossmann s’est donné pour mission scientifique de créer des protéines savoureuses sans animaux, à faible empreinte carbone et produites sans dépendre des terres agricoles, une source habituelle et de plus en plus sollicitée de l’approvisionnement alimentaire mondial.
« L’augmentation de la population mondiale et le changement climatique accroissent la pression sur notre approvisionnement en nourriture et en protéines provenant de ces habitats naturels« , explique Grossmann, professeur adjoint de sciences alimentaires à l’université du Massachusetts Amherst.
« D’ici 2050, nous devrons produire jusqu’à 60 % de nourriture en plus, mais nous ne voulons pas transformer davantage de terres en terres agricoles. C’est la raison pour laquelle il est urgent de mettre en place d’autres chaînes d’approvisionnement en protéines durables pour garantir la sécurité alimentaire à l’avenir. »
Pour lancer sa mission à long terme en tant que chercheur en début de carrière, Grossmann a reçu une bourse de 430 485 dollars de la Fondation pour la recherche sur l’alimentation et l’agriculture (Foundation for Food & Agriculture Research). « Nous voulons prouver que l’humanité est exceptionnellement résiliente en matière de production alimentaire« , explique-t-il.
M. Grossmann est l’un des dix chercheurs à avoir reçu la dernière série de subventions New Innovator.
« La FFAR est fière de soutenir ces scientifiques en début de carrière dans leurs recherches créatives qui permettront de relever les défis actuels et futurs de nos systèmes agricoles et alimentaires« , a déclaré Saharah Moon Chapotin, directrice exécutive de la FFAR, lors de l’annonce des lauréats le 24 avril.
En bref, l’objectif ultime du laboratoire Grossmann est d’essayer de produire des aliments riches en protéines à partir d’une bactérie, alimentée par de l’hydrogène. « Nous avons découvert une technique intéressante qui permet d’utiliser des gaz pour cultiver des bactéries riches en protéines que l’on peut ensuite consommer« , explique-t-il.
Grossmann prévoit d’utiliser de l’ « électricité verte » renouvelable – solaire, hydraulique ou éolienne – pour diviser l’eau en hydrogène et en oxygène – le processus d’électrolyse – et d’utiliser ensuite l’hydrogène comme source d’énergie pour les bactéries, connues sous le nom d’hydrogénotrophes.
« La culture de ces bactéries ne nécessite aucun intrant provenant de l’agriculture traditionnelle« , explique M. Grossmann. « En fait, les bactéries peuvent être cultivées en faisant barboter de l’hydrogène, du CO2 et de l’O2 dans un réacteur rempli d’eau enrichie en azote et en minéraux.«
Dans les années 1960, la NASA a étudié la possibilité d’utiliser des bactéries hydrogénotrophes pour nourrir les astronautes lors des missions spatiales. Ces dernières années, l’idée a refait surface à la lumière de la nécessité de trouver des sources d’alimentation alternatives et durables à l’échelle mondiale.
Les recherches antérieures de M. Grossmann ont porté sur la culture d’autres protéines unicellulaires – des microalgues – en utilisant la lumière du soleil, le dioxyde de carbone et des engrais. Les microalgues restent une biomasse très intéressante », explique-t-il, « mais elles ont besoin de beaucoup de lumière solaire et, pour cela, d’une grande surface, ce qui pose certaines limites.
Une fois que Grossmann et son équipe auront cultivé les bactéries, ils se concentreront sur les sous-produits riches en protéines qui en résultent – une sorte de bouillie cellulaire. « Nous devons trouver comment extraire les protéines et optimiser le processus pour préserver la fonctionnalité des protéines. Ensuite, nous devons comprendre quel type d’aliments nous pouvons former« , explique M. Grossmann.
Pour cela, il bénéficiera d’un soutien important. La formation de protéines alternatives durables à base de plantes est l’un des principaux objectifs des scientifiques de l’alimentation de l’UMass, dont beaucoup sont spécialisés dans le domaine complexe et multidisciplinaire de la conception structurelle, de la nanotechnologie, de la fonctionnalité des protéines, de la biodisponibilité et du métabolisme. « Nous devons être en mesure de concevoir des aliments nutritifs et savoureux« , explique Grossmann. « En fin de compte, nous voulons nourrir les gens.«
Crédit / UMass Amherst
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