Une équipe de recherche a transformé les protéines végétales sèches et astringentes en protéines juteuses et grasses en créant des microgels qui retiennent l’eau, améliorant la texture et la sensation en bouche sans ajouter de produits chimiques. Les résultats pourraient potentiellement stimuler l’intérêt des consommateurs pour les protéines végétales et contribuer à atteindre les objectifs mondiaux en matière de changement climatique en réduisant la dépendance à l’égard des produits d’origine animale.
L’un des obstacles les plus importants à l’adoption de substituts de viande à base de plantes est leur texture souvent sèche et astringente au moment de la consommation.
Une équipe de scientifiques, dirigée par le professeur Anwesha Sarkar de l’Université de Leeds, est pionnière dans une transformation de la texture des protéines végétales. Ils s’efforcent de modifier la perception des protéines végétales, passant d’une sensation collante et sèche à une sensation juteuse et riche, semblable à la graisse.
Et la seule substance qu’ils ajoutent aux protéines végétales est l’eau.
Microgels de protéines végétales
Pour provoquer ce changement, les scientifiques ont créé des microgels de protéines végétales, grâce à un processus appelé microgeletion.
Les protéines végétales – qui sont au départ sèches et de texture rugueuse – sont placées dans l’eau et soumises à un chauffage. Cela modifie la structure des molécules protéiques qui se rassemblent pour former un réseau ou gel interconnecté qui emprisonne l’eau autour des protéines végétales.
Le gel est ensuite homogénéisé, ce qui brise le réseau protéique en un microgel constitué de minuscules particules invisibles à l’œil nu. Sous pression, comme ils le seraient lorsqu’ils sont consommés, les microgels suintent de l’eau, créant un pouvoir lubrifiant semblable à celui d’une crème liquide.
L’analyse au microscope à force atomique a révélé que les microgels de protéines végétales ne s’agglutinaient pas et étaient hydratés avec de l’eau. Crédit : Ben Kew, Université de Leeds
Le professeur Sarkar a déclaré : « Ce que nous avons fait, c’est convertir la protéine végétale sèche en protéine hydratée, en utilisant la protéine végétale pour former une toile d’araignée qui retient l’eau autour de la protéine végétale. Cela donne l’hydratation indispensable et la sensation juteuse en bouche. Des microgels de protéines végétales peuvent être créés sans avoir recours à des produits chimiques ou à des agents ajoutés, grâce à une technique largement disponible et actuellement utilisée dans l’industrie alimentaire. L’ingrédient clé est l’eau.
Revitaliser l’intérêt des consommateurs
L’équipe de recherche, qui a publié ses résultats dans la revue scientifique Communications naturellesaffirment que la sécheresse des protéines végétales a été un «… goulot d’étranglement majeur pour l’acceptabilité du consommateur».
Grâce à cette avancée, l’équipe de recherche espère que l’intérêt des consommateurs pour les protéines végétales sera revitalisé, les encourageant à réduire leur dépendance à l’égard des produits d’origine animale pour leur apport en protéines, une étape nécessaire si l’on veut atteindre les objectifs mondiaux en matière de changement climatique.
Plus de la moitié des 18 milliards de tonnes d’équivalent dioxyde de carbone produites chaque année par la production alimentaire proviennent de l’élevage et de la transformation de produits d’origine animale.
Les chercheurs affirment que les microgels protéiques «… offrent une plateforme unique pour concevoir la prochaine génération d’aliments sains, savoureux et durables».
Moment Eurêka
Tout au long de l’enquête, l’équipe avait modélisé mathématiquement le comportement des microgels de protéines végétales et était convaincue que leur approche fonctionnerait.
Mais la preuve est venue des visualisations produites dans la suite de microscopie à force atomique de la Faculté d’ingénierie et des sciences physiques de Leeds. La microscopie à force atomique implique une minuscule sonde balayant la surface d’une molécule pour obtenir une image de sa forme.
Ce que ces images ont révélé équivalait à une preuve de concept.
Les protéines végétales sont initialement grumeleuses et mal hydratées. De l’eau est ajoutée et ils sont chauffés. Les protéines changent de forme et emprisonnent l’eau autour d’elles, créant ainsi un gel. Ce gel est divisé en un microgel de protéines végétales, avec des particules de protéines végétales entourées d’eau. Crédit : Ben Kew, Université de Leeds
Le professeur Sarkar a ajouté : « Voir les images du microscope à force atomique a été un moment tellement excitant pour nous. Les visualisations ont révélé que les microgels protéiques étaient à peu près sphériques et ne s’agrégeaient pas ou ne s’agglutinaient pas. Nous avons pu voir des microgels de protéines végétales individuellement espacés.
« Nos études théoriques disaient que c’était ce qui se produirait, mais il n’y a rien de tel que de le voir en vrai. »
Le Dr Mel Holmes, professeur agrégé à l’École des sciences alimentaires et de la nutrition de Leeds et l’un des auteurs de l’article, a déclaré : « Cette étude révèle l’ingéniosité et la profondeur de la science impliquée dans la technologie alimentaire moderne, depuis la chimie des protéines, la la façon dont les aliments sont perçus dans la bouche jusqu’à une compréhension de la tribologie – la friction entre les matériaux et les cellules sensorielles dans la bouche.
« Aborder les grandes questions de la science alimentaire nécessite une science interdisciplinaire. »
Des retombées plus larges des microgels de protéines végétales
Étant donné le pouvoir lubrifiant des microgels, semblable à celui d’une seule crème, cela signifie qu’ils pourraient être adaptés à d’autres utilisations dans l’industrie agroalimentaire, comme remplacer la graisse qui a été retirée d’un aliment pour développer des options plus saines.
Ben Kew, doctorant à l’École des sciences de l’alimentation et de la nutrition de Leeds et chercheur principal du projet, a déclaré : « Il s’agit d’une découverte tout à fait remarquable. Il est frappant de constater que sans ajouter une goutte de graisse, les microgels ressemblent au pouvoir lubrifiant d’une émulsion à 20 % de graisse, ce que nous sommes les premiers à signaler.
« Nos données expérimentales étayées par des analyses théoriques signifient également que nous pourrions commencer à utiliser ces microgels de protéines végétales dans des aliments dont les graisses doivent être éliminées pour les reformuler en options alimentaires à base de protéines végétales de nouvelle génération plus saines. »
L’étude a été financée par HORIZON EUROPE, le Conseil européen de la recherche et UK Research and Innovation.
