Innovations dans le domaine du microbiome pour des systèmes alimentaires durables
L’ensemble des micro-organismes tels que les bactéries, les champignons et les virus, connu sous le nom de microbiome, contribue à notre bien-être, jouant un rôle important dans des domaines aussi variés que la digestion ou les réponses immunitaires. Les microbiomes sont également présents dans tous les systèmes agroalimentaires. Une parfaite compréhension de ces micro-organismes et des interactions complexes entre ceux-ci, et avec leur environnement, est essentielle à une production alimentaire plus sûre et plus durable.
Des procédures cohérentes pour une cartographie du microbiome
Le projet MASTER, financé par l’UE, s’est attaché à déchiffrer les relations complexes entre les microbiomes dans des systèmes alimentaires interconnectés tels que le milieu marin, les plantes, le sol, le rumen et les aliments. «En s’appuyant sur des technologies de séquençage de l’ADN basées sur les microbiomes, l’objectif principal était d’améliorer la qualité, la durabilité et la capacité de promotion de la santé des chaînes agroalimentaires et des denrées alimentaires, ainsi que des aliments pour animaux produits», explique le coordinateur du projet, Paul Cotter. Pour atteindre cet objectif, garantir une analyse cohérente des microbiomes et maintenir la comparabilité tout au long de la chaîne alimentaire, le consortium a normalisé les procédures de collecte, de conservation et de stockage des échantillons. Des procédures opératoires standard à toutes les étapes du processus d’analyse ont permis de minimiser les erreurs potentielles, d’éviter les biais et les erreurs d’interprétation des données.
Une nouvelle technologie
MASTER a mis au point un nouveau protocole et un kit d’extraction d’ADN associé afin de permettre un échantillonnage efficace destiné à l’analyse des microbiomes basée sur l’ADN, même lorsque le nombre de micro-organismes présents est peu élevé. L’application de ce protocole à des milliers d’échantillons provenant de différents environnements de transformation des aliments a permis de créer la base de données CuratedFoodMetagenomic, une ressource inestimable que l’industrie peut exploiter pour détecter avec précision les micro-organismes présents dans les aliments. Ces outils peuvent être utilisés en combinaison avec un outil portable de séquençage rapide de l’ADN afin de détecter les micro-organismes problématiques.
Améliorer la production de denrées alimentaires et d’aliments pour animaux
Reconnaissant le rôle essentiel que jouent les microbiomes végétaux dans le renforcement des mécanismes de défense des plantes contre les agents pathogènes et dans la stimulation de leur croissance, les scientifiques ont mis au point des souches microbiennes destinées à lutter contre les agents pathogènes fongiques dans des cultures telles que le maïs et des biofertilisants pour améliorer la qualité de l’herbe. En aquaculture, les solutions à base de microbiomes, notamment les souches probiotiques et les biopréservateurs, ont donné des résultats prometteurs en améliorant la croissance des poissons et la qualité des filets. MASTER s’est également intéressé au microbiome des ruminants tels que les vaches, les moutons et les chèvres. L’importance de ce microbiome est capitale car, selon sa composition, il peut influer sur la proportion de protéines et d’autres nutriments qui peuvent être extraits des aliments pour animaux, et contribue également aux émissions de gaz à effet de serre (principalement le méthane). «Moduler le microbiome des ruminants peut réduire l’impact environnemental et améliorer la qualité et la durabilité de la viande et des produits laitiers», déclare Paul Cotter.
Lutte contre le gaspillage alimentaire et au-delà
Les déchets alimentaires globaux, qui représentent près d’un tiers de la production alimentaire totale, ont été traités par la technologie de transformation des aliments afin de convertir les déchets en ingrédients bénéfiques. Les chercheurs ont également étudié la fermentation en tant que méthode de conservation naturelle. «Les aliments fermentés, riches en bactéries bénéfiques, améliorent la qualité, la sécurité et la digestion des aliments et sont bénéfiques pour la santé», explique Paul Cotter. Une étude détaillée de plusieurs aliments fermentés ouvre la voie à de nouveaux aliments optimisés en fonction de ces attributs. Paul Cotter souligne: «MASTER a généré plus d’une vingtaine d’innovations, chacune reconnue pour l’immense potentiel qui la caractérise». Le consortium MASTER poursuivra ses recherches dans le cadre de nouveaux projets européens, tels que DOMINO et HoloRuminant, afin de garantir des progrès soutenus et des avancées permanentes dans ces domaines cruciaux.
Mots‑clés
MASTER, microbiome, plantes, déchets alimentaires, technologies de séquençage de l’ADN, ruminants, fermentation, aquaculture
