Hülsenfrüchte, Insekten, neue Nutzpflanzen … Wissenschaftler fordern zukünftige Ernährungssysteme heraus

Die Covid-19-Pandemie hat die Konsummuster überarbeitet, die globale Erwärmung zwingt uns dazu, unsere landwirtschaftlichen Praktiken zu überdenken, der Krieg in der Ukraine stört die globale Versorgung mit Rohstoffen...

Der Zeitraum ist geprägt von einer Reihe von Ereignissen, die uns einladen, die derzeitigen Ernährungssysteme zu überdenken, um sie nachhaltiger zu gestalten, von der Produktion von Rohstoffen bis zum Verzehr von Lebensmitteln. Doch die wissenschaftlichen Herausforderungen, die dafür zu meistern sind, sind vielfältig.

Neue landwirtschaftliche Rohstoffe

In Frankreich, von neue Produktionsverfahren werden eingeführt, wie der ökologische Landbau, oder werden untersucht, wie die Agrarökologie. Gleichzeitig drängt die globale Erwärmung die Landwirte dazu, neue Pflanzen anzubauen – zum Beispiel Weinreben in der Bretagne – oder sich für widerstandsfähigere Sorten zu entscheiden, um gegen abiotischen Stress (Dürre, extreme Temperaturen usw.) und biotischen Stress (Schädlinge, Krankheiten) zu kämpfen. …) bei gleichzeitiger Begrenzung des Einsatzes von Pestiziden, wie z Weichweizen septoria. Sogar zur Entwicklung spezifischer Nutzpflanzen wie Soja für den menschlichen Verzehr oder Erbsen, die für die Viehzucht bestimmt sind.

Diese Praktiken, die neu sind und sich noch in der Entwicklung befinden, führen zu einer Variabilität der Rohstoffe aufgrund von Variationen der Anbaubedingungen (Klima, Boden usw.), des Anbaumanagements und der Auswahl tier- und pflanzengenetischer Sorten. Dazu gehört insbesondere die Bestimmung des Nährwertprofils dieser neuen Rohstoffe, ihrer Allergenität und der Entwicklung ihrer Verbindungen vom Feld bis zum Teller. Hülsenfrüchte sind zum Beispiel eine gute Proteinquelle, aber ihr Gehalt an Methionin, einer der neun essentiellen Aminosäuren, ist unzureichend.

Industrielle Prozesse anpassen

Aus dem ersten folgt ein weiterer Aspekt: ​​Die verarbeitende Industrie ist heute weitgehend an die Rohstoffe der konventionellen Landwirtschaft angepasst.

Um die neuen Rohstoffe in Lebensmittel umzuwandeln, wird es darauf ankommen, den Lebensmittelprozess und seine Verhaltensweise (z. B. die Temperatur, die Fraktionierungsrate) so zu wählen, dass er mindestens genauso robust ist und einen Stoff erst mehr verwerten kann vielfältig, variabel und heterogen. So ermöglicht eine geeignete Kombination der genetischen Variabilität der Früchte, wie des Apfels, und der Kochbedingungen (Temperatur, Zeit, Druck und Mahlgeschwindigkeit), Kompotte mit kontrastierenden Texturen zu erhalten.

Die Erfassung von Daten durch Sensoren und der Entwurf von mathematischen Modellen und Simulationsmodellen als Entscheidungsunterstützungswerkzeug für die gegenseitige Anpassung zwischen Prozess und Rohmaterial wird wesentlich sein, um die Variabilität von Rohmaterialien auszunutzen und zu kontrollieren.

La Lebensmittelübergang, getestet während der Covid-Krise, wirft die Frage auf, welche Bedingungen erfüllt sein müssen, um die zu verbessern Dauerhaftigkeit von Kurzschlüssen, lokale Produktion oder sogar Heimverarbeitung. Das Angebot lokaler Produkte impliziert effiziente Prozesse in kleinem Maßstab, wobei die Schwierigkeit darin besteht, zu bestimmen, welche Maßstäbe relevant sind. Und auch, um die Bedingungen für die Akzeptanz einer eingeschränkteren Auswahl an Lebensmitteln durch die Verbraucher zu verstehen.

Entwickeln Sie Kanäle für disruptive Rohstoffe

Im Falle von Insekten, Algen oder Hülsenfrüchte, ganze Sektoren müssen erfunden werden, mit der Einführung geeigneter Technologien, deren Nutzen und Risiken abzuwägen sind.

Es werden Forschungsarbeiten entwickelt, um chemische Gefahren durch Umweltschadstoffe und/oder durch Lebensmittelverarbeitung, -formulierung und -zubereitung zu erkennen und zu mindern. Dazu gehören physiologische Probleme wie Nahrungsmittelallergien und Ernährungsmängel. Neue Lebensmittelzutaten wie Proteine ​​pflanzlichen, mikrobiellen oder insektischen Ursprungs erfordern besondere Wachsamkeit, da die Studien zu diesen Produkten neu und oft unvollständig sind.

Welche Auswirkungen haben Transformationsprozesse auf das Auftreten, die Entwicklung oder das Verschwinden der mit diesen Inhaltsstoffen verbundenen Risiken? Die Herausforderung dabei ist, festzustellen, ob der Transformationsprozess ein erschwerender Faktor bei der Generierung neuer Risikoquellen wie der Bildung von neogeformten Produkten ist oder ob er im Gegenteil einen Hebel zur Minderung der Gefahren darstellt.

Die landwirtschaftliche Produktion besser nutzen

Die Effizienz von Ernährungssystemen wird stark von Verlusten, dh den unfreiwillig entzogenen Rohstoffen für die menschliche Ernährung, von der Produktion bis zur Verarbeitung, einschließlich Transport und Lagerung, beeinträchtigt.

Diese Definition lässt jedoch viele Fragen offen: Was ist mit ungenießbaren Teilen (Steine, Knochen etc.), Nebenprodukten der Verarbeitung (Kleie, Mandeln, Trester etc.)?

Eine weithin untersuchte Strategie ist zu diese Kuppelprodukte in einer kaskadierenden Bewertung verwenden um einen größeren Teil des Ausgangsmaterials fließen zu lassen. Aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Eigenschaften und Funktionen dieser tierischen oder pflanzlichen Nebenprodukte sowie auf die Extraktionsverfahren und die Verwertungswege.

Reduzieren Sie Abfall und seine Energiekosten

Da es sich um Lebensmittel in der Phase ihres Verkaufs und Verbrauchs handelt, ist Verschwendung sowohl ein Verlust von Lebensmitteln als auch von allem, was eingesetzt wurde (Energie, Wasser, Arbeit usw.), um sie zum Verbraucher zu bringen.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, es zu begrenzen:

• Stabilisierungsverfahren für leicht verderbliche Lebensmittel wie Milch, Eier, Fleisch, Obst und Gemüse. Beispielsweise erleichtert die Entwicklung von fermentierten Produkten (Joghurt, Käse), Lebensmittelpulvern (Milchpulver) und hitzestabilisierten Lebensmitteln (UHT-Milch) die Konservierung. Dadurch erhöhte Convenience für Händler und Verbraucher im Vergleich zum Erstfutter.
• Respekt für die kalte Kette bei der Verarbeitung, dem Verkauf und beim Verbraucher ist ebenfalls unerlässlich. Es wird geforscht, um effizientere Kühlsysteme zu entwickeln und so die Lebensmittelverschwendung und die damit verbundenen Energiekosten zu reduzieren.
• Die Verpackung befindet sich in voller (R)Evolution, insbesondere wegen der Berücksichtigung der damit verbundenen Gefahren Kunststoffe in der gesamten Nahrungskette wie die Herstellung von Nanoplastik, Plastikpartikel kleiner als ein Mikrometer deren Schädlichkeit immer mehr Fragen aufwirft. Besonders vielversprechend sind recycelbare oder wiederverwendbare biobasierte Materialien mit den unterschiedlichen Funktionalitäten, die für die Verpackung von Frischprodukten erforderlich sind.

Verbrauchererwartungen erfüllen

Bei der Gestaltung anderer Lebensmittel müssen auch die Perspektiven der Verbraucher berücksichtigt werden, die appetitliche, sichere und gesunde Produkte verlangen. Es ist Aufgabe der Wissenschaft, die Determinanten der sensorischen Qualitäten von Lebensmitteln, insbesondere aus neuen Rohstoffen, zu identifizieren und deren Wahrnehmung durch den Verbraucher zu hinterfragen.

Die Kenntnis der physikalisch-chemischen Mechanismen, die für die Texturierung und Stabilität von Lebensmitteln verantwortlich sind, dient auch dazu, ihre hygienische und ernährungsphysiologische Qualität sowie ihre Haltbarkeit zu stärken, indem beispielsweise der Gehalt an gesundheitsschädlichen Inhaltsstoffen wie Salz reduziert oder tierische Proteine ​​​​durch pflanzliche ersetzt werden .

Um auf das aufkommende Konzept nachhaltiger Lebensmittel zu reagieren und es an gesundheitlichen Anforderungen auszurichten, ist es unerlässlich, besser zu verstehen, was mit Lebensmitteln im Verdauungstrakt passiert. Vom Mund bis zum Dickdarm sind Verdauungsmodelle nützlich, um neue Produkte zu entwickeln, die in der Lage sind, spezifische Ernährungsbedürfnisse zu erfüllen, insbesondere in verschiedenen Lebensphasen.

Die Beschleunigung der Produktion wissenschaftlicher Erkenntnisse und Technologien wird die nachhaltige Entwicklung von Lebensmitteln unterstützen, die in den kommenden Jahren alle zufrieden stellen.

Katharina Fuchs, Stellvertretender Leiter der Abteilung Lebensmittel, Bioprodukte und Abfall von TRANSFORM, Direktor von Carnot Qualiment, Inrae et Rachel Bourou, Lebensmittelwissenschaftler, Inrae

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