Steaks végétaux à base de protéines de pois
ETH Pioneer Fellow, Martin Hofmann a développé un procédé permettant de produire des alternatives végétales à la viande de haute qualité. Ses recherches sur les propriétés d'écoulement des matériaux mous lui permettent d'imiter le persillage de vrais steaks.
Saucisses à base de tofu, burgers à base de champignons fermentés ou poulet à base de protéines de pois : les substituts de viande sont de plus en plus populaires et sont devenus incontournables dans les supermarchés locaux. Mais ce qui manquait jusqu'à présent dans l'assortiment, ce sont des alternatives végétales aux produits carnés de qualité comme les steaks.
Si l'on en croit Martin Hofmann, cela va bient?t changer. Ce scientifique spécialisé dans les matériaux a développé un procédé permettant de produire des steaks végétaux à partir de protéines de pois et de graisse. Il s'adresse ainsi avant tout aux personnes qui, comme lui, ne sont certes pas végétariennes, mais qui souhaitent réduire leur consommation de viande et se nourrir plus souvent de végétaux.
"Je veux aider à mettre sur le marché un produit de remplacement de la viande de haute qualité qui soit sain, respectueux de l'environnement et des animaux, et dont le go?t se rapproche le plus possible de l'original animal", explique le chercheur de l'ETH.
La cuisine comme premier laboratoire
Martin Hofmann est presque né avec les sciences naturelles. Sa mère est biochimiste, son père botaniste et sa s?ur travaille comme géologue. Chez les Hofmann, les expériences scientifiques étaient aussi courantes que les jeux de société ou le football dans d'autres familles. "Après tout, chaque cuisine n'est rien d'autre qu'un petit laboratoire", explique le chercheur de l'ETH.
Hofmann étudie la chimie et l'ingénierie des matériaux à l'EPFL et vient faire son doctorat à la chaire des matériaux mous du professeur de l'ETH Jan Vermant. Il y étudie les propriétés d'écoulement et le comportement de mélange des émulsions. Hofmann montre qu'il est possible de contr?ler de très fines couches d'huile et d'eau qui s'écoulent l'une à c?té de l'autre de telle sorte qu'il en résulte une émulsion à la structure régulière. Il se rend rapidement compte que cette méthode peut également être utilisée pour imiter artificiellement la texture de la viande.
De la protéine de b?uf à celle de pois
La sensation de douceur dans la bouche, le go?t juteux et la teinte rose : deux choses rendent la morsure d'un steak si unique : la structure fibreuse de la viande et la répartition des tissus graisseux, également appelés marbrures. "La nature a pris beaucoup de temps pour développer un muscle de b?uf. Reproduire cela demande beaucoup de recherches", explique Hofmann.
Ce n'est que si l'on parvient à reproduire biochimiquement la structure protéique de la viande que l'alternative végétale ressemblera elle aussi à de la viande au toucher. Pour ses steaks végétaux, Hofmann utilise donc, en plus d'une série d'ar?mes et d'épices, une protéine de pois dont il rapproche la structure de son équivalent animal en laboratoire. Pour imiter la structure fibreuse de la viande, la masse de protéines est comprimée sous pression dans un accessoire spécialement con?u et enrichie de fibres de carotte, de pois et de blé hachées ainsi que d'un peu d'eau et d'huile.
Dans l'alternative végétale de Hofmann, le tissu gras caractéristique des steaks est constitué d'une simple émulsion d'eau et d'huile dans laquelle on peut intégrer des additifs tels que des vitamines et des oligo-éléments. Comme il est également possible de réduire fortement la teneur en graisse de l'émulsion, le steak végétal est non seulement plus écologique, mais aussi plus sain que l'original animal.
Des fibres grasses chaotiques
Le persillage est une caractéristique importante de la qualité des steaks. Si elle est très prononcée - comme par exemple chez le b?uf japonais de Kobe - la viande est considérée comme étant de très grande qualité. Mais la fabrication artificielle du persillage est loin d'être simple.
"Il faut reproduire quelque chose qui ne présente aucune régularité. Car si nous regardons la moitié d'un steak, nous ne pouvons tout simplement pas en déduire à quoi ressemble la seconde moitié", explique Hofmann. Seuls les produits qui tiennent compte de ce caractère aléatoire de la nature peuvent reproduire le go?t et la sensation en bouche uniques d'un steak.
"Je veux rendre un peu plus facile aux gens de renoncer à la viande bon marché issue de l'élevage intensif".Martin Hofmann
S'appuyant sur ses recherches sur le comportement de mélange des matériaux mous, Hofmann développe un procédé dans lequel la protéine de pois et la graisse s'écoulent l'une dans l'autre de telle sorte qu'il en résulte le marbrage typique d'une viande de qualité supérieure. Il appelle cette méthode "Advective Processing" qui, à la différence des procédés d'impression 3D courants, presse en continu la masse de protéines et la graisse dans un embout tout en les mélangeant.
Il combine pour cela deux composants : Le matériel, composé de deux buses d'extrusion pour la protéine de pois ainsi que d'une buse pour la graisse. Et un logiciel programmé par Hofmann lui-même, qui contr?le la manière dont les deux substances sont mélangées.
Steak végétal à base de protéines de pois et de graisse. (Image : Martin Hofmann / ETH Zurich) La protéine de pois et la graisse s'écoulent l'une dans l'autre de telle sorte qu'il en résulte le marbrage typique d'une viande de qualité supérieure. (Photo : Daniel Winkler / ETH Zurich) Un logiciel programmé par Hofmann commande les filières d'extrusion de la protéine de pois et de la graisse. (Image : Daniel Winkler / ETH Zurich)
Maturité commerciale en un an
Dans le cadre d'un Bourses de recherche Pioneer, qui est soutenu par la Fondation Alcea, Hofmann souhaite maintenant commercialiser son procédé et créer un spin-off. Ce serait déjà sa deuxième start-up, puisqu'en 2014, il fonde avec un camarade d'études l'entreprise Technis. Celle-ci se spécialise dans le développement de capteurs de sol et compte aujourd'hui 51 personnes.
Mais maintenant, Hofmann se voit plut?t dans le r?le de fournisseur. Au lieu de produire et de vendre lui-même des steaks végétaux, il souhaite utiliser sa technologie de production pour aider d'autres entreprises à produire d'authentiques alternatives végétales à la viande de qualité supérieure. Son objectif : "Je veux rendre un peu plus facile aux gens de renoncer à la viande bon marché issue de l'élevage industriel".