Les champignons devraient devenir une source importante de protéines à l’avenir

Pendant des décennies, les protéines animales ont dominé l'alimentation mondiale. Aujourd'hui, un nouvel acteur émerge : les champignons. Des recherches avancées en génie génétique et en fermentation de précision transforment le mycélium, la structure de soutien des champignons, en une source prometteuse de mycoprotéines (protéines dérivées de champignons), qui allient une valeur nutritionnelle élevée, une texture proche de celle de la viande et un faible impact environnemental. Selon des projections récentes, le marché mondial de ces produits devrait dépasser les 32 milliards de dollars américains d'ici 2032.

Les progrès du génie génétique, comme l’édition de l’ADN à l’aide de la technique CRISPR-Cas9 combinée à l’efficacité de la fermentation de précision, permettent le développement de mycoprotéines à haute valeur nutritionnelle, à la texture semblable à celle de la viande et au potentiel de production à grande échelle.

Transformer les champignons en usines cellulaires

André Damasio, chercheur et professeur à l'Université de Campinas (Unicamp), explique que la combinaison de ces technologies transforme les champignons filamenteux et les levures en véritables « usines cellulaires », capables de produire des protéines recombinantes – comme celles présentes dans le lait, les œufs et la viande – avec un impact environnemental réduit et une sécurité alimentaire accrue. Des entreprises comme Meati, Quorn et Enough opèrent déjà à l'échelle industrielle, se concentrant sur le modèle B2B et promouvant des changements importants dans le secteur alimentaire traditionnel.

« La production de mycoprotéines se distingue par sa consommation réduite de terres et d'eau et par ses émissions de gaz à effet de serre inférieures à celles de l'élevage conventionnel. Ce nouveau système de production alimentaire peut atténuer les effets environnementaux de l'agriculture intensive, tels que la déforestation, la dégradation des sols et l'épuisement des ressources en eau », explique Damasio.

Cependant, pour que ces protéines occupent une place durable dans les rayons et les assiettes des consommateurs, des obstacles restent à surmonter. Les propriétés du mycélium, telles que sa richesse en fibres et sa composition nutritionnelle distincte de celles des protéines végétales et animales, nécessitent des recherches plus poussées et des adaptations technologiques. Cela inclut des améliorations de texture, de saveur et de fonctionnalité pour diverses applications dans l'industrie agroalimentaire, telles que des substituts potentiels à la viande et aux produits laitiers.

Des recherches supplémentaires sont nécessaires

Gabriel Mascarin, ingénieur agronome à l'Embrapa Meio Ambiente (SP), estime qu'au-delà de l'acceptation par les consommateurs, des défis se posent également en matière de sécurité et de réglementation. Les études cliniques sur la biodisponibilité des acides aminés présents dans les mycoprotéines, leur contribution à la satiété et leurs effets à long terme sur la santé humaine font défaut. Il est urgent de normaliser les valeurs nutritionnelles et d'établir une réglementation stricte pour contrôler les toxines et les métaux lourds, notamment compte tenu de la diversité des substrats utilisés dans les processus de fermentation.

« D'un point de vue technique, les obstacles vont du génie génétique des souches fongiques à l'optimisation et à la mise à l'échelle des bioprocédés, en passant par l'étape de purification du produit (appelée « traitement en aval »). Des stratégies utilisant de nouveaux outils biotechnologiques ont été appliquées pour accroître l'efficacité des usines cellulaires », explique Mascarin, soulignant que des données récentes montrent des progrès dans l'ingénierie des champignons et des levures pour produire des protéines aux fonctionnalités similaires à celles d'origine animale.

De plus, les outils de biologie synthétique et les technologies « omiques » (telles que la transcriptomique et la protéomique) ont accéléré le développement de souches plus productives et plus résilientes. La combinaison de l'édition génétique précise et de l'analyse moléculaire s'est révélée prometteuse pour surmonter les obstacles à la production industrielle.

Les champignons compléteront l’approvisionnement mondial en protéines

Pour la chercheuse Paula Cunha de l'Unicamp, l'objectif de la biotechnologie fongique n'est pas d'éliminer la viande animale, mais plutôt de proposer des alternatives viables et abordables qui diversifient les régimes alimentaires et réduisent l'impact environnemental de la production alimentaire. En intégrant ces mycoprotéines aux chaînes alimentaires existantes, il est possible de renforcer la sécurité alimentaire mondiale et d'accroître la résilience des systèmes agro-industriels face au changement climatique et à la pression sur les ressources naturelles.

L'avenir de l'alimentation humaine pourrait être de plus en plus lié au règne fongique. Si la recherche continue de progresser et que les défis sont surmontés, les usines de cellules fongiques pourraient devenir des acteurs clés de la construction d'un système alimentaire plus durable, plus nutritif et plus inclusif.

Plus d’investissements dans les champignons que dans la viande cultivée

Avec une technologie moins complexe et une entrée rapide sur le marché, la fermentation de la biomasse fongique, dont le mycélium fait partie, a dépassé la viande cultivée en termes d'investissements au cours des cinq dernières années (628 millions d'euros contre 459 millions d'euros), attirant l'attention des startups et des investisseurs.

Les mycoprotéines dérivées du mycélium, comme celles produites par Quorn, Meati et Eternal, offrent des avantages tels qu'une teneur élevée en protéines (entre 45 % et 48 %), en fibres (entre 22 % et 35 %), un goût neutre et une texture proche de celle de la viande. Elles sont donc utilisées aussi bien dans les substituts de viande que dans les produits hybrides associant protéines animales ou végétales et mycélium, ce qui renforce leur acceptation auprès des consommateurs non végétaliens.

Cependant, le mycélium a une faible solubilité, ce qui limite son application dans les aliments liquides, bien que certaines entreprises, comme Nature's Fynd, aient commencé à explorer cette voie avec des yaourts à base de mycélium.

Un marché d'un milliard de dollars et de faibles émissions de carbone

La culture du mycélium se distingue par ses faibles émissions de CO₂, sa faible empreinte hydrique et son potentiel de circularité, car elle utilise des sous-produits comme substrats. Malgré une consommation énergétique élevée, notamment lors de la fermentation submergée, son impact est inférieur à celui de l'élevage traditionnel.

Le marché mondial des substituts de viande à base de mycélium est évalué à 7,2 milliards de dollars américains, avec une croissance annuelle prévue de 10,78 % jusqu'en 2032. Le secteur des substituts laitiers, qui commence également à explorer l'utilisation du mycélium, devrait croître à un rythme encore plus élevé de 13,85 % par an, pour atteindre 32,38 milliards de dollars américains d'ici 2032.

D'un point de vue nutritionnel, les mycoprotéines sont d'importantes sources d'acides aminés essentiels et de minéraux comme le zinc et le sélénium, bien qu'elles ne contiennent ni vitamine B12 ni fer. Des études cliniques indiquent que leur consommation peut contribuer à réduire le cholestérol, améliorer la satiété, réguler la glycémie et même stimuler la synthèse des protéines musculaires. Néanmoins, les experts soulignent la nécessité de recherches supplémentaires sur leur digestibilité et leur potentiel allergène, notamment compte tenu des effets indésirables observés chez les consommateurs de produits Quorn.

Bien que commercialisées depuis 1985, les mycoprotéines rencontrent encore des difficultés d'acceptation. Des facteurs tels que le goût, la préparation et la perception des bienfaits pour la santé sont déterminants dans la volonté des consommateurs d'intégrer le mycélium à leur alimentation. Cependant, les scientifiques estiment qu'avec de nouvelles applications et des avancées réglementaires, cette technologie a le potentiel de s'imposer comme un acteur clé de l'avenir de l'alimentation durable.

À quoi ressemblent ces nouveaux aliments ?

Les produits à base de mycoprotéines, comme ceux dérivés du mycélium, sont souvent classés comme « nouveaux aliments », nécessitant des évaluations de sécurité rigoureuses avant leur autorisation de mise sur le marché. Bien que la FDA américaine ait approuvé leur utilisation en 2001, il n'existe toujours pas de recommandations spécifiques quant à leur apport quotidien, et ces aliments sont déconseillés aux enfants de moins de trois ans en raison de leur teneur élevée en fibres et de leur faible densité énergétique.

Du point de vue de la production, la sélection de souches sûres, à croissance rapide et aux caractéristiques sensorielles intéressantes s'est avérée cruciale. Les champignons filamenteux tels que F. venenatum et A. oryzae sont privilégiés pour leur rendement protéique élevé, bien qu'ils se développent plus lentement que les levures. C'est là qu'interviennent des technologies comme le génie génétique et CRISPR/Cas9, améliorant l'efficacité des procédés et permettant le développement de souches aux caractéristiques améliorées. L'incorporation de protéines végétales et de microalgues a également été étudiée pour améliorer la valeur nutritionnelle de ces produits.

Des entreprises comme Quorn, Meati et The Better Meat Co. ouvrent la voie avec des processus évolutifs et des produits polyvalents comme la mycoprotéine Rhiza, qui alimente tout, des saucisses aux viandes végétales séchées.

L'équipe de recherche

Aux travaux de recherche ont participé les personnes suivantes : Paula Cunha, Everton Antoniel, Lana O'Hara Silva, Unicamp, Gabriele Maia, Alessandra Sydney, Eduardo Sydney, de l'Université Technologique Fédérale du Paraná (UTFPR) ; Gabriel Mascarin, d'Embrapa Environnement ; Juliano Bicas et André Damasio (Unicamp), Anna Rocha Pierucci, de l'Université fédérale de Rio de Janeiro (UFRJ), et Patrícia Duque-Estrada, Université de Copenhague, Danemark.