Utiliser la science pour aider les avocats à rester murs

«Utiliser la science pour aider les avocats à rester murs», source ACS News.

Traitements post-récolte de l'avocat Hass (Persea americana Mill.) et estimation de sa qualité à l'aide de l'imagerie hyperspectrale (HSI), artile publié dans ACS Food Science & Technology.

Écrasés dans du pain grillé, en mousse dans du guacamole ou mélangés à une vinaigrette, les avocats semblent toujours être populaires. Cependant, les fruits sont notoirement capricieux, passant du vert pâle et ferme au brun et pâteux en un clin d'œil. Désormais, des chercheurs dans ACS Food Science & Technology rapportent un enrobage à base de chitosane qui les conserve plus longtemps. L'équipe a également développé une technique d'imagerie pour prédire rapidement leur durée de conservation.

Pour savoir si les avocats sont mûrs, la plupart des gens les pressent doucement, et un peu de spongiosité indique qu'ils sont mûrs. Les producteurs effectuent des évaluations similaires pour déterminer quels avocats peuvent supporter le transport vers les magasins. Malgré ces tests, certains d'entre eux se gâtent prématurément. Par conséquent, des chercheurs ont développé des techniques pour retarder la maturation, en utilisant des composés tels que le 1-méthyl-cyclopropène (1-MCP). Et plus récemment, des études ont montré que le chitosan d'origine naturelle, un biomatériau dérivé d'exosquelettes de coquillages, confère une activité antimicrobienne lorsqu'il est appliqué comme enrobage sur des fruits, dont des avocats. Ainsi, Angie Homez-Jara, Angelica Sandoval-Aldana et leurs collègues ont voulu comparer l'efficacité des deux méthodes de conservation sur la qualité et la durée de conservation des avocats.

Les chercheurs ont traité des avocats Hass commercialement matures avec du 1-MCP gazeux ou des solutions à base d'eau contenant différentes concentrations de chitosan. Imitant des conditions de transport réalistes, les avocats traités et non traités ont été réfrigérés à 5°C pendant 21 jours, puis déplacés à température ambiante pour simuler l'environnement d'un magasin, jusqu'à ce qu'ils soient pourris. Les échantillons non traités et ceux traités avec un revêtement à base de 1-MCP ou de 1% de chitosan étaient à maturité optimale pendant 6 jours. Les fruits traités avec un enrobage à base de chitosan à 1,5% étaient meilleurs pendant 12 jours. Cependant, ces échantillons présentaient également une fermeté inégale une fois mûrs, ainsi que des taches vertes et violacées dans la peau, ce qui, selon les chercheurs, montre que le revêtement de chitosane pourrait être amélioré à l'avenir.

Tout au long de l'étude, les chercheurs ont également imagé toute la surface des fruits avec des caméras hyperspectrales dans le spectre visible et proche infrarouge. Ensuite, les données de réflectance des images ont été comparées à la fermeté, à la couleur de la peau, à la consommation d'oxygène et à la perte de poids des avocats, à l'aide de plusieurs modèles informatiques. Deux modèles d'apprentissage automatique expliquaient le mieux les changements survenus pendant la maturation des avocats et pouvaient prédire leur durée de conservation restante. Les chercheurs disent que leur technique de revêtement et de prédiction à base de chitosan pourrait aider à améliorer la durée de conservation et la qualité des avocats dans le commerce.

NB : La photo illustre un enrobage à base de chitosan (utilisé sur les fruits présentés ici) et une technique de prédiction pourraient améliorer la qualité des avocats.

Vers la fin du gaspillage alimentaire ? Une startup du MIT enveloppe les aliments de soie pour une meilleure durée de conservation

Photos gracieusement fournies par Cambridge Crops.

« Une startup du MIT enveloppe les aliments de soie pour une meilleure durée de conservation », source MIT News.

Cambridge Crops a développé un revêtement comestible et imperceptible qui pourrait remplacer les emballages en plastique afin de préserver les viandes et les produits.

Benedetto Marelli, professeur de génie civil et environnemental au MIT, était postdoctorant au laboratoire d'Omenetto de l'Université Tufts lorsqu'il est tombé sur une nouvelle utilisation de la soie. En se préparant à un concours de cuisine à l'échelle du laboratoire dont l'unique exigence était d'incorporer de la soie dans chaque plat, Marelli a accidentellement laissé une fraise trempée de soie sur son banc: «Je suis revenu presque une semaine plus tard, et les fraises enrobées étaient encore comestibles. Celles qui n'étaient pas enduites de soie étaient complètement pourries.» Marelli, dont les recherches antérieures portaient sur les applications biomédicales de la soie, a été stupéfait. «Cela m'a ouvert un nouveau monde», ajoute-t-il. Marelli a vu sa découverte par inadvertance comme une opportunité d'explorer la capacité de la soie à résoudre le problème des déchets alimentaires.

Marelli s'est associé à plusieurs scientifiques basés à Boston, dont Adam Behrens, alors post-doctorant dans le laboratoire du professeur Robert Langer de l'Institut afin de créer Cambridge Crops. La société vise à répéter et à étendre la découverte initiale, en utilisant de la soie comme ingrédient de base pour développer des produits qui prolongent la durée de conservation de toutes sortes d'aliments périssables. La technologie de l’entreprise a un impact considérable sur la prolongation de la durée de conservation des produits entiers et coupés, des viandes, du poisson et d’autres aliments. Avec le soutien pour le démarrage et d'un capital-risque subséquent, Cambridge Crops est équipé pour accroître l'accès mondial aux aliments frais, améliorer l'efficacité de la chaîne d'approvisionnement et même permettre de nouveaux produits.

Une solution simple pour un problème complexe

Un tiers de l'approvisionnement alimentaire mondial est gaspillé chaque année, mais plus de 10% de la population souffre de la faim.

Le gaspillage alimentaire a des implications sociales, économiques et sanitaires massives qui affectent aussi bien les pays développés que les pays en voie de développement. Bien que de nombreuses technologies soient apparues visant à prolonger la longévité des aliments frais, elles utilisent souvent des modifications génétiques, des matériaux d'emballage nocifs pour l'environnement ou sont coûteuses à mettre en œuvre. «Jusqu'à présent, la majorité des innovations dans les technologies agroalimentaires sont basées sur le génie génétique, le génie végétal, le génie mécanique, l'IA et l'informatique. Il y a beaucoup de place pour innover en utilisant des matériaux, comme les nanomatériaux et les biomatériaux», explique Marelli.

Le professeur considère la technologie de la soie comme une opportunité pour réduire bon nombre de problèmes auxquels est confrontée l'industrie alimentaire sans modifier les propriétés innées des aliments eux-mêmes.

Les atouts de la soie proviennent de la simplicité naturelle du matériau, affinée par des millénaires de biologie évolutive. Cambridge Crops utilise un procédé exclusif et efficace utilisant uniquement de l'eau et du sel pour isoler et réformer les protéines naturelles de la soie. Cela rend les enduits en soie de Cambridge Crops faciles à intégrer dans les lignes de transformation des aliments existantes sans avoir besoin de nouveaux équipements coûteux ou de modifications. Une fois déposé à la surface des aliments, le revêtement en soie forme une barrière insipide, inodore et autrement imperceptible qui ralentit les mécanismes naturels de dégradation des aliments. Selon l'aliment, le résultat peut montrer une augmentation de 200% de la durée de conservation. Non seulement cela permet de réduire le gaspillage alimentaire, mais cela réduit également la pression sur les chaînes du froid, permettant aux expéditeurs de réduire les gaz à effet de serre dans les transports.

Liens avec le MIT

Cambridge Crops a acquis une avance précoce dans l'industrie après avoir remporté la première place au Rabobank-MIT Food and Agribusiness Innovation Prize en 2017, un concours pour les start-ups en démarrage parrainé par Rabobank et le laboratoire Abdul Latif Jameel Water and Food Systems (J-WAFS) et soutenu par le club étudiant MIT Food and Agriculture.

Les commentaires techniques et les relations avec l'industrie que Cambridge Crops a tiré de sa participation au concours se sont révélés inestimables pour identifier les principaux problèmes et opportunités de marché dans l'industrie alimentaire qui pourraient être résolus grâce à sa technologie de base. «C'était génial pour nous», explique le directeur général Adam Behrens. «[Le prix] était important pour faire la validation technique en plus d'avoir des propositions précoces.»

Cambridge Crops a depuis levé deux rounds de financement, dirigés ou codirigés par The Engine, qui aident à incuber les startups travaillant sur des «technologies difficiles». Ceux-ci ont été combinés avec des récompenses d'AgFunder et de plusieurs subventions du Massachusetts Clean Energy Center. Les premiers succès ont même mérité une mention dans les «Notes Gates» de Bill Gates et par une entreprise qui s’attaque naturellement au gaspillage alimentaire.

Behrens soutient que les contributions des investisseurs dépassent strictement leur valeur monétaire. «Nos investisseurs ont fait partie intégrante de notre succès initial… en ajoutant de la valeur de toutes sortes de manières - du positionnement de la marque à la stratégie globale.»

Prochaines étapes

Behrens et Marelli considèrent la technologie de Cambridge Crops comme une véritable plate-forme, allant bien au-delà de cette fraise initiale. Non seulement la technologie peut prolonger la durée de conservation des produits entiers, mais elle voit également un effet dramatique sur les les produits découpés, viandes, poissons et aliments transformés. Cambridge Crops tire parti de son large éventail d'applications pour répondre aux besoins plus larges de l'industrie alimentaire grâce à des partenariats stratégiques.

Cambridge Crops est optimiste quant au potentiel de la soie pour réduire bon nombre des défis auxquels sont confrontés les réseaux alimentaires complexes. «Nous pensons que notre technologie est une technologie qui peut réellement permettre [l'élimination des emballages alimentaires en plastique]», ajoute Behrens.

Dans la salle de classe, Marelli essaie de susciter un sentiment d'excitation au sujet du rôle de la technologie dans l'avenir de l'alimentation et de l'agriculture, comme dans sa classe au Department of Civil and Environmental Engineering class, Materials in Agriculture, Food Security, and Food Safety. «Ils voient un angle sur l'agriculture et la science des aliments auquel ils n'ont jamais pensé», explique-t-il, «et ils voient à quel point il peut s'agir d'un secteur axé sur la technologie.» Alors que Cambridge Crops se prépare au lancement commercial de sa propre technologie brevetée, elle est prête à surmonter certains des obstacles les plus difficiles auxquels sont confrontés les réseaux alimentaires mondiaux pour réduire les déchets et rendre les aliments nutritifs plus accessibles à tous.