Leguminosas, insetos, novas culturas… Cientistas desafiam futuros sistemas alimentares

A pandemia de Covid-19 revisitou os padrões de consumo, o aquecimento global está nos levando a reconsiderar nossas práticas agrícolas, a guerra na Ucrânia está interrompendo o fornecimento global de matérias-primas...

O período é marcado por uma sucessão de eventos que nos convidam a repensar os sistemas alimentares atuais para torná-los mais sustentáveis, desde a produção de matérias-primas até o consumo de alimentos. Mas os desafios científicos a serem enfrentados para conseguir isso são muitos e variados.

Novas matérias-primas agrícolas

Na França, de novos métodos de produção estão sendo implantados, como a agricultura orgânica, ou em estudo, como a agroecologia. Ao mesmo tempo, o aquecimento global está levando os agricultores a plantar novas culturas – por exemplo, videiras na Bretanha – ou a optar por variedades mais resistentes para combater o estresse abiótico (seca, temperaturas extremas, etc.) e o estresse biótico (pragas, doenças). ...), limitando o uso de pesticidas, como septoria de trigo mole. Inclusive para desenvolver culturas específicas, como soja para consumo humano ou ervilhas, destinadas à pecuária.

Campo de ervilhas. As leguminosas estão destinadas a ocupar um novo lugar nos sistemas alimentares de amanhã.
Tuchodi/Flickr

Essas práticas, que são recentes e ainda em evolução, induzem variabilidade nas matérias-primas devido a variações nas condições de cultivo (clima, solo, etc.), manejo de culturas e escolha de variedades genéticas animais e vegetais. Isso envolve, notadamente, a determinação do perfil nutricional dessas novas matérias-primas, sua alergenicidade e a evolução de seus compostos do campo para o prato. Por exemplo, as leguminosas são uma boa fonte de proteína, mas seu conteúdo de metionina, um dos nove aminoácidos essenciais, é insuficiente.

Processos industriais para se adaptar

Outro aspecto decorre do primeiro: a indústria de processamento hoje está amplamente adaptada às matérias-primas produzidas pela agricultura convencional.

Para transformar as novas matérias-primas em alimentos, será uma questão de escolher o processo alimentar e seu modo de condução (por exemplo, a temperatura, a taxa de fracionamento) para que seja pelo menos tão robusto e capaz de usar um material primeiro mais diversa, variável e heterogênea. Assim, uma combinação adequada da variabilidade genética do fruto, como a maçã, e das condições de cozedura (temperatura, tempo, pressão e velocidade de moagem) permite obter compotas com texturas contrastantes.

A aquisição de dados por sensores e o desenho de modelos matemáticos e de simulação como ferramenta de apoio à decisão para adaptação mútua entre processo e matéria-prima serão essenciais para explorar e controlar a variabilidade das matérias-primas.

La transição alimentar, testado durante a crise do Covid, levanta a questão das condições a serem reunidas para melhorar a durabilidade dos curtos-circuitos, produção local ou mesmo processamento doméstico. Propor produtos locais implica ter processos eficientes em pequena escala, sendo a dificuldade de determinar quais escalas são relevantes. E também, compreender as condições de aceitação de uma escolha mais restrita de alimentos pelos consumidores.

Desenvolver canais para matérias-primas disruptivas

No caso de insetos, algas ou leguminosas, é necessário inventar sectores inteiros, com a introdução de tecnologias adequadas, cujos benefícios e riscos terão de ser avaliados.

Pesquisas estão sendo desenvolvidas para detectar e mitigar riscos químicos de contaminantes ambientais e/ou resultantes do processamento, formulação e preparação de alimentos. Estes incluem problemas fisiológicos, como alergias alimentares e deficiências nutricionais. Novos ingredientes alimentícios, como proteínas de origem vegetal, microbiana ou de insetos, requerem vigilância especial, pois os estudos sobre esses produtos são recentes e muitas vezes incompletos.

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Quais as consequências dos processos de transformação na ocorrência, evolução ou desaparecimento dos riscos associados a estes ingredientes? O desafio aqui é determinar se o processo de transformação é um agravante na geração de novas fontes de risco como a formação de produtos neoformados ou se, ao contrário, constitui uma alavanca para mitigar os perigos.

Aproveitar melhor a produção agrícola

A eficiência dos sistemas alimentares é muito afetada pelas perdas, ou seja, as matérias-primas destinadas ao consumo humano que são retiradas involuntariamente, da produção ao processamento, incluindo transporte e armazenamento.

No entanto, esta definição deixa muitas questões sem resposta: e as partes não comestíveis (pedras, ossos, etc.), coprodutos resultantes do processamento (farelo, amêndoas, bagaço, etc.)?

Uma estratégia amplamente estudada é usar esses coprodutos em uma avaliação em cascata para escoar a maior parte do material inicial. A pesquisa atual concentra-se nas propriedades e funções desses coprodutos animais ou vegetais, bem como nos processos de extração e nas rotas de recuperação.

Na França, as perdas e desperdícios de alimentos representam 10 milhões de toneladas de produtos por ano, representando um valor comercial estimado em 16 bilhões de euros.
consoGlobe/Phoenix

Reduza o desperdício e seu custo de energia

O desperdício, porque envolve os alimentos na fase da sua venda e consumo, é tanto uma perda de géneros alimentícios como de tudo o que foi implementado (energia, água, trabalho, etc.) para os levar ao consumidor.

Existem várias maneiras de limitá-lo:

  • Processos de estabilização para alimentos perecíveis como leite, ovos, carnes, frutas e legumes. Por exemplo, o desenvolvimento de produtos fermentados (iogurtes, queijos), alimentos em pó (leite em pó) e alimentos estabilizados pelo calor (leite UHT) facilitam a conservação. Daí maior conveniência para distribuidores e consumidores em comparação com o alimento inicial.
  • Respeito pelo cadeia fria durante o processamento, venda e no consumidor também é essencial. Pesquisas estão sendo realizadas para projetar sistemas de refrigeração mais eficientes e, assim, reduzir o desperdício de alimentos e o custo de energia associado.
  • A embalagem está em plena (r)evolução, em particular devido à consideração dos perigos associados à plásticos em toda a cadeia alimentar como a produção de nanoplásticos, partículas de plástico menores que um micrômetro cuja nocividade levanta cada vez mais questões. Materiais de base biológica recicláveis ​​ou reutilizáveis ​​com as diferentes funcionalidades necessárias para embalar produtos frescos são particularmente promissores.

Atender as expectativas do consumidor

Projetar outros alimentos também envolve considerar as perspectivas dos consumidores, que exigem produtos apetitosos, seguros e saudáveis. Cabe aos cientistas identificar os determinantes das qualidades sensoriais dos alimentos, em especial os derivados de novas matérias-primas, e indagar sobre sua percepção pelo consumidor.

Conhecer os mecanismos físico-químicos responsáveis ​​pela textura e estabilidade dos alimentos servirá também para reforçar a sua qualidade sanitária e nutricional e a sua durabilidade, reduzindo, por exemplo, o teor de ingredientes prejudiciais à saúde como o sal ou substituindo as proteínas animais por vegetais .

Para responder ao conceito emergente de alimentação sustentável e alinhá-lo com os requisitos de saúde, é essencial entender melhor o que acontece com os alimentos no trato digestivo. Da boca ao cólon, os modelos de digestão são úteis para projetar novos produtos capazes de atender a necessidades nutricionais específicas, principalmente em diferentes fases da vida.

Acelerar a produção de conhecimento científico e tecnologias apoiará o desenvolvimento sustentável de alimentos que satisfaçam a todos nos próximos anos.

Catherine Fox, Chefe Adjunto do Departamento de Alimentos, Produtos de Origem Biológica e Resíduos da TRANSFORM, Diretor da Carnot Qualiment, Inrae et Rachel Bourou, Pesquisador de ciência de alimentos, Inrae

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob licença Creative Commons. Leia oartigo original.

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