Améliorer la qualité, la sécurité et la durabilité des légumes et boissons fermentés en utilisant une approche d'écologie synthétique et de modélisation fondées sur la connaissance – MetaSimFOOD

La consommation croissante d'aliments et de boissons fermentés est l'une des transitions alimentaires actuellement observées dans nos sociétés. Cependant, la forte demande pour le clean label (rejet des conservateurs) et pour des pratiques agricoles durables (itinéraires bio avec modification des intrants par exemple) peut entraîner des modifications de qualité et de sécurité pour ces aliments, notamment ceux fabriqués à partir de produits végétaux (légumes et fruits). Certaines matières premières subissent en effet des modifications biochimiques (notamment de contenu en sucres) dues au changement climatique et à l’augmentation des stress hydriques. Ce changement des matières premières entraîne des modifications imprévues de l’écologie microbienne qui peuvent être préjudiciables au bon déroulement des procédés de fermentations et à la qualité des aliments et boissons fermentés. Dans ce contexte, le développement d’approches scientifiques génériques pour aider à comprendre rapidement et anticiper les effets des changements multiples et complexes dans ces productions est un besoin réel.
Des approches d'écologie microbienne sont nécessaires pour comprendre et anticiper ces changements mais les solutions à apporter devront se focaliser des approches durables, notamment en utilisant le levier des micro-organismes. Nous appliquerons cette approche à deux types d’aliments fermentés : le vin (liquide) et des légumes (solide) et pour lesquels des défis différents se posent : A) le vin en vue d’une production de boisson à faible teneur en alcool dans un contexte de changement climatique, d’itinéraire agronomique biologique et de réduction de la teneur en sulfites ; B) divers légumes fermentés répondant à des enjeux de salubrité et de qualité sanitaire dans un contexte de changement d’échelle de production (domestique versus semi-industrielle), de production biologique et de réduction de la teneur en sel.

L’enjeu du projet est de développer une démarche cognitive en utilisant une approche d'écologie synthétique qui vise, au travers de la reconstitution d’aliments modèles, la prédiction du comportement de communautés microbiennes sous différentes contraintes. L’objectif de cette stratégie consiste à démontrer que la production de données méta-omique (expressions de gènes à l’échelle de l’écosystème ; analyses globales des métabolites produits) organisées en réseaux écologiques microbiens par des approches computationnelles, est pertinente pour anticiper les impacts décrits ci-dessus. Par ailleurs, le projet tirera parti de la biodiversité des souches microbiennes déjà disponibles dans des collections publiques pour la construction raisonnée, de microbiotes à façon basés sur l’association des propriétés fonctionnelles requises pour s’adapter au réseau écologique attendu (changements). Enfin nos hypothèses et solutions seront vérifiées à l’échelle pilote des fermentations (aliments réels) pour évaluer leur validité et la pertinence organoleptiques et/ou nutritionnelles des solutions obtenues sur les aliments modèles et simplifiés.
Dans un contexte où les aliments fermentés sont au cœur d’un enjeu sociétal (transition alimentaire, nutrition saine) et environnementale (durabilité des productions et des procédés), les résultats du projet METASIMFOOD auront trois impacts majeurs. Nous démontrerons l’efficacité et la rapidité de la discipline scientifique d’écologie synthétique à prévoir, anticiper et maîtriser le comportement des communautés microbiennes intervenant dans les processus de fermentations alimentaires. Notre projet servira de levier pour le déploiement de cette stratégie à d’autres exemples d’aliments. Il apportera le socle de connaissances nécessaires pour l’élaboration de programmes de recherche en aval avec des partenaires industriels dans le domaine des aliments fermentés. Enfin, nous assurerons une communication très forte vers le grand public avec un objectif éducatif et de vulgarisation.