La biotechnologie alimentaire

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La biotechnologie, c'est-à-dire l'utilisation d'organismes vivants pour fabriquer des produits, améliorer des végétaux ou des animaux, ou développer des microbes pour des applications spécifiques, permet d'améliorer les rendements agricoles et d'obtenir une production alimentaire durable au XXIe siècle...

Bien que son objectif d'amélioration des aliments existant actuellement soit analogue à celui des techniques de culture, d'élevage et de fermentation traditionnelles implantées de longue date, la biotechnologie moderne en diffère cependant par son plus grand potentiel de réalisation rapide de cet objectif et par le plus vaste champ ouvert aux améliorations.

La biotechnologie, au sens le plus large du terme, a commencé voici des milliers d'années, lorsque l'homme primitif est passé de la chasse et de la cueillette au travail de la terre. Il récolta des plantes sauvages afin de les cultiver et sélectionna les variétés les plus aromatiques et aux plus grands rendements pour les semis de la saison suivante. Les animaux furent peu à peu domestiqués pour fournir un apport permanent de viande et de lait. Ce fut une étape révolutionnaire de l'histoire de l'humanité, car elle jeta les bases de l'évolution culturelle.

Peu après, la biotechnologie fit un nouveau pas en avant lorsque l'homme découvrit que le processus de maturation des aliments modifiait parfois leur goût ou leur consistance ou les rendait moins périssables. C'est ainsi que le levain ajouté à la pâte donna au pain un goût plus agréable, que le jus de raisin fermenté se transforma en vin et que le lait versé dans des poches en panse de chameau donna une forme primitive de fromage.

Au fil des millénaires, les progrès ont succédé aux progrès pour aboutir à l'immense diversité de cultures et d'aliments que nous connaissons aujourd'hui. Les variétés de blé ou de maïs modernes n'ont plus grand-chose à voir avec les graminées simples dont elles sont issues. De même, les nombreux aliments fermentés que l'on trouve aujourd'hui - bière, vin, pain, yaourt, olives, choucroute, fromage, saucisson - ont parcouru un long chemin depuis l'époque où l'homme commençait à s'aventurer dans la fermentation.

Les jalons historiques

La plupart de ces développements ont été obtenus par tâtonnements, sans la moindre connaissance des principes qui les sous-tendaient. Très souvent, les aliments se gâtaient tout simplement parce que l'homme était incapable de maîtriser ou de limiter les processus naturels. Cette approche empirique de la production alimentaire connut un tournant au XIXe siècle, accéléré par les travaux de trois grands savants :

  • la théorie de l'évolution de Charles Darwin qui reconnaissait pour la première fois que les espèces ne sont pas stables, mais évoluent constamment en réaction aux modifications du milieu. Toutes les disciplines de la biologie ont confirmé la théorie de Darwin. Ainsi, les techniques moléculaires ont montré qu'une bonne partie du matériau génétique de l'homme est non seulement étroitement apparenté à celui des chimpanzés, mais aussi à celui des bactéries primitives.
  • Les lois de l'hérédité de Gregor Mendel, fondées sur les célèbres expériences d'hybridation faites par ce moine autrichien dans le jardin de son monastère. Fondateur de la science moderne qu'est la génétique, Mendel a découvert les lois de l'hérédité et a été le premier à énoncer que les caractéristiques d'un organisme dépendent d'unités spécifiques d'informations génétiques, qu'on appelle aujourd'hui les gènes. Ainsi, seule une plante contenant un gène du rouge peut développer des fleurs rouges. Cette théorie a complété la théorie darwinienne de l'évolution en permettant d'expliquer comment des populations d'organismes peuvent changer au fil du temps, simplement par l'échange des gènes qui déterminent leurs caractéristiques.
  • La découverte par Louis Pasteur que les fermentations alimentaires sont dues à des organismes microscopiques - bactéries, simples moisissures et levures. Ces micro-organismes sont capables de réaliser toute une série de réactions biochimiques, transformant le sucre en alcool et le lactose en acide lactique, et produisant des vitamines et des composés aromatiques.
Les origines de la fermentation des aliments

Contrairement à Darwin et à Mendel que l'on qualifierait aujourd'hui de chercheurs purs, Pasteur avait adopté la démarche plus pratique des sciences appliquées. Il s'intéressa tout particulièrement à la fabrication du vinaigre, un processus qui, dans le passé, avait connu un succès mitigé à cause de la contamination par des bactéries inadéquates. Pasteur fut le premier à identifier le type de bactéries nécessaires et à les isoler sous une forme pure. Dès lors, il fut possible de maîtriser la fabrication du vinaigre et de produire à grande échelle et de façon économique du vinaigre de qualité excellente et régulière.

De nos jours, de nombreux ingrédients alimentaires sont fabriqués par fermentation industrielle de micro-organismes. Ainsi, l'acide citrique est obtenu à l'aide de la moisissure Aspergillus niger, dans un processus qui est plus rentable et pratique que l'utilisation de citrons. Le glutamate de sodium, un agent de sapidité dont la production mondiale a dépassé les 300 000 tonnes en 1993, est obtenu à l'aide de la bactérie Corynebacterium glutamicum. De même, les extraits de levure utilisés comme arômes alimentaires sont produits par fermentation, une méthode qui sert également à la production d'acide lactique.

La naissance du génie génétique

Au XXe siècle, l'industrie alimentaire a bénéficié des investissements réalisés par l'industrie pharmaceutique dans la biotechnologie, au fur et à mesure du développement de techniques de fermentation permettant de produire des antibiotiques, et de l'approfondissement des connaissances des scientifiques dans le domaine de la génétique. Les fondements du génie génétique ont été jetés par James Watson et Francis Crick, avec la découverte, dans les années 50, du processus de réplication de l'ADN (acide désoxyribonucléique). Les progrès réalisées dans les années 70 ont permis d'obtenir des processus plus prévisibles et plus fiables qu'ils ne l'avaient jamais été, grâce à une maîtrise croissante au niveau moléculaire.

Mais les techniques du génie génétique ont également transformé la sélection des plantes. Traditionnellement, la sélection végétale vise à conjuguer des caractéristiques intéressantes provenant de deux variétés de plantes. C'est ainsi que la variété de tomate X peut donner des rendements plus élevés mais être sensible aux maladies, tandis que la variété Y résiste aux maladies mais donne un maigre rendement. Désormais, le génie génétique est en mesure de permettre l'identification du gène résistant de la variété Y et son transfert direct dans la variété X, rendant ainsi inutiles de très longs programmes de sélection.

SOURCE : EUFIC

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