Que ferions-nous sans lait dans la société moderne ? Bien que la lactation ait évolué à l’origine comme un moyen de fournir à un mammifère nouveau-né des nutriments et les autres éléments essentiels au cours des premières semaines de sa vie, le lait est depuis des milliers d’années un aliment de base dans les cultures humaines. Qu’il s’agisse de vaches, de chameaux, de moutons ou d’autres mammifères, les humains consomment chaque année de nombreux litres de cette substance mythique, dont le nom de notre galaxie – la Voie lactée – vient de la mythologie grecque et d’un accident de lait renversé.
Un problème majeur avec le lait de mammifère, cependant, est qu’il n’est produit par les femelles que pendant un certain temps après la mise bas, ce qui oblige par exemple une vache laitière à vivre constamment des gestations, ce qui est à la fois encombrant et peu respectueux des animaux. Simultanément, la progéniture nouveau-née ne peut pas boire ce lait, mais doit disposer d’une alternative. Pour ces raisons, le lait synthétique devient une alternative de plus en plus populaire, respectueuse des animaux et de l’environnement.
Depuis des années, des entreprises telles que Perfect Day, basée aux États-Unis, produisent du lait qui est à toutes fins utiles identique au lait de vache, avec l’avantage supplémentaire d’être exempt de lactose et d’autres ajouts problématiques. La meilleure partie de tout cela ? Tout est fait avec les techniques de fermentation existantes.
Pétillant à propos de la fermentation
La production de protéines de manière bon marché et efficace a été l’un des triomphes du XXe siècle, avec des réussites telles que l’insuline, le vaccin contre l’hépatite B et la chymosine, tous produits à l’aide d’une fermentation industrielle qui utilise de l’ADN recombinant avec des bactéries, des levures et des champignons. Ces organismes unicellulaires sont cultivés dans des bioréacteurs où ils absorbent les nutriments de leur environnement et les utilisent pour créer les protéines qui sont codées dans l’ADN nouvellement inséré. Une fois que suffisamment de ces protéines sont créées, le contenu du bioréacteur est envoyé pour être lysé. Cela décompose les cellules, libérant les protéines intracellulaires pour un traitement ultérieur.
À l’origine, l’insuline de remplacement pour les patients diabétiques était extraite d’animaux. Depuis les années 1980, modifié E. coli les bactéries produisent maintenant la quasi-totalité de l’approvisionnement mondial en insuline. De même, la chymosine est un élément clé de la présure, la collection d’enzymes essentielle à la production de fromage et de produits connexes. À l’origine, cette substance était généralement extraite de l’estomac des veaux de boucherie, mais grâce à l’ADN recombinant, les bactéries peuvent également produire cette enzyme. De nos jours, plus de 95 % des fromages produits aux États-Unis utilisent de la présure provenant de sources bactériennes.
Le vaccin recombinant contre l’hépatite B à base de levure modifiée a remplacé les vaccins dérivés du sang, et au cours des dernières années, la société Impossible Foods a fait des vagues avec son utilisation de levure modifiée qui produit de la léghémoglobine. Ceci est similaire à l’hémoglobine que l’on trouve chez les animaux et s’ajoute aux produits similaires à la viande de cette société comme son Impossible Burger.
En ce qui concerne la fermentation industrielle, on distingue plusieurs types :
- Production de biomasse
- Métabolites extracellulaires (ex. alcools)
- Métabolites intracellulaires (protéines)
- Transformation de substrat
Le processus de fermentation tel que nous le connaissons depuis le brassage de la bière, la création de vin, de pain, de yaourt et d’autres types d’aliments fermentés est le deuxième type (extracellulaire). Les sucres sont utilisés par les micro-organismes et convertis en alcools, acides et autres produits chimiques cibles qui modifient les propriétés des matières premières en le produit souhaité. Dans le cas de l’insuline, des vaccins et d’autres types de production de protéines, nous utilisons le troisième type, avec une production intracellulaire de la protéine souhaitée.
Afin d’appliquer la même approche au lait synthétique, nous devons identifier la ou les protéines afin qu’une séquence d’ADN codante puisse être insérée dans un micro-organisme .
Protéines De Lait Sans L’Animal
Le lait est défini comme une émulsion de globules de matière grasse dans un liquide à base d’eau, contenant des glucides, des protéines, des vitamines et des minéraux. Les protéines présentes dans le lait sont à la fois les protéines de lactosérum (comme la β-lactoglobuline) et les caséines (comme la K-caséine) qui forment des micelles : des agrégats de milliers de ces protéines. La société Perfect Day se concentre sur la β-lactoglobuline, car il s’agit de la principale protéine de lactosérum dans le lait des mammifères. Le lactosérum est un sous-produit de la production de fromage et a de nombreuses utilisations commerciales.
Les protéines de lactosérum ne sont pas la seule option ici, bien sûr. Comme l’a récemment rapporté The Guardian, un certain nombre de start-up cherchent à produire le produit laitier complet, y compris les protéines de lactosérum, les protéines de caséine et les autres éléments qui confèrent au lait ses propriétés et son goût caractéristiques. Parmi les plus de 20 protéines du lait de vache, la plupart sont des protéines de caséine, les micelles de caséine jouant un rôle clé dans la stabilité thermique qui permet son utilisation dans les boissons chaudes.
La start-up australienne Eden Brew cherche à utiliser de la levure recombinante pour produire six des protéines laitières les plus courantes, avec des plans pour une glace en 2023, suivie d’un lait nature d’ici 2024. C’est le plus grand défi de cette nouvelle industrie. : à savoir la mise à l’échelle. Pour chaque protéine ajoutée, vous devez maintenir la souche recombinante du micro-organisme, mettre en place sa propre chaîne de production de bioréacteurs et d’équipements de traitement et fournir à ces bioréacteurs des nutriments.
Même si le processus général est similaire à celui de l’insuline, l’échelle est plus grande de quelques ordres de grandeur, car non seulement environ 80 % de la population mondiale consomment du lait, mais ils le font également à une échelle qui va bien au-delà de la taille relativement petite quantités d’insuline produites annuellement dans ces bioréacteurs. La mise à l’échelle des installations de production et la mise en place d’une chaîne d’approvisionnement prendront du temps, mais les avantages de le faire seraient étonnants. Il suffit d’imaginer le nombre d’animaux nécessaires pour produire de l’insuline aujourd’hui si nous n’avions pas créé d’insuline recombinante pour avoir une idée de l’ampleur de ce phénomène.
Couper la vache
Une bonne perspective sur l’empreinte environnementale requise par le lait de vache, ainsi que sur un certain nombre d’alternatives végétales, est fournie par Our World in Data sous la forme du tableau suivant :
Ce que ce tableau nous dit, c’est que bien que le lait de vache obtienne des résultats assez médiocres sur les mesures environnementales, les alternatives à base de plantes s’accompagnent de leurs propres ensembles de compromis. Ici, le lait synthétique offre une nouvelle option alléchante : étant produit dans des bioréacteurs par des micro-organismes, l’utilisation des terres est minimale, les autres paramètres étant limités par la source d’électricité et les nutriments pour les gaz à effet de serre, ainsi que la capacité globale de filtration et de recyclage de l’eau. de l’installation qui abrite les lignes de production.
Un autre aspect important ici est celui des monocultures. Pour les bovins laitiers, de grandes étendues de pâturages sont nécessaires, tandis que pour les alternatives à base de plantes, de grandes terres cultivées sont utilisées pour cultiver uniquement du soja, du riz, des amandes, etc. Une installation de bioréacteur éviterait les pesticides, le ruissellement des engrais et les gaz à effet de serre de la production naturelle de lait. .
Lactosérum vers le futur
Une chose que le lait synthétisé a définitivement pour lui, c’est qu’il ne fait pas nécessairement quelque chose de nouveau. En utilisant des techniques pionnières dès les années 1970 dans le domaine médical, nous avons maintenant atteint un point où nous pouvons modifier les micro-organismes pour produire des protéines facilement et de manière cohérente. Même si l’achat d’un litre de lait de synthèse à l’épicerie locale est encore dans quelques années, les protéines de lactosérum sont déjà produites de cette manière, déplaçant au moins une partie de la demande de lait de vache.
Bien que la consommation de lait par habitant soit restée relativement constante depuis les années 1960, la population mondiale a augmenté de quelques milliards (3 milliards en 1961, 8 milliards en 2023), ce qui signifie une augmentation correspondante de la demande de lait. Même si le lait de synthèse ne remplacera pas complètement le lait de vache et les fermes laitières avec lui au cours des prochaines années, il peut peut-être contribuer utilement à l’augmentation de la demande.
Il semble raisonnable de supposer qu’à mesure que les chaînes d’approvisionnement des bioréacteurs et des équipements connexes pour une telle fermentation industrielle à grande échelle s’intensifient, les producteurs de lait de synthèse pourraient commencer à approvisionner non seulement les marchés de la crème glacée et des produits de boulangerie, mais également à pénétrer le marché régulier. marché du lait. Ici, beaucoup dépend de la rapidité et du coût avec lesquels cela peut être mis à l’échelle.
À tout le moins, les start-up ne manquent certainement pas, avec en novembre 2022 la société américaine New Culture annonçant son fromage mozarella fabriqué à partir de caséines synthétisées. Tout comme l’Impossible Burger avec sa protéine de léghémoglobine de levure, cela en fait une option végétalienne puisqu’aucun animal n’a été impliqué à aucune étape de la production, ce qui est un aspect avec lequel, par exemple, la viande de culture cellulaire se débat.
Il est difficile de dire si cela suffira à ce stade, mais avec les produits approuvés sur le marché disponibles aujourd’hui et d’autres en préparation, un certain optimisme semble justifié. Même si certains voudront certainement se demander si le lait de synthèse est même du « vrai » lait.
