par Dr Verena Böschen & Dr Werner Sitzmann, Research Institute of Feed Technology of IFF, Braunschweig, Allemagne

 

Dans le monde entier, la demande de supports protéiques alternatifs augmente en raison de la croissance de la population mondiale. Dans ce contexte, les insectes et les développements industriels qui en découlent sont particulièrement remarquables.

Dans le monde entier, on observe le développement d'une nouvelle branche industrielle qui s'occupe de l'engraissement et de l'élevage d'insectes, ainsi que le développement ou l'automatisation des machines et des installations correspondantes.

C'est pourquoi l'Institut allemand de recherche sur les technologies de l'alimentation animale (IFF) a organisé un événement en ligne de trois jours sur le thème "La révolution des insectes ! Sain, durable, riche en protéines et délicieux". 

Un total fier de 15 nations de trois continents ont participé à cet événement, avec une série de présentations et de discussions couvrant les sujets d'actualité suivants : le cadre légal, les insectes en général, l'élevage et la récolte des insectes, comment les transformer en farines protéinées et en lipides et les propriétés de ces produits. Le programme a également abordé les aspects nutritionnels des animaux, la durabilité et la viabilité économique.  

 

Cadre juridique

Le cadre réglementaire et l'estimation du futur potentiel de marché de cette industrie nouvellement développée ont été présentés lors de l'événement d'ouverture. Comme le montre l'infographie de Statista, les ventes d'insectes comestibles devraient à elles seules augmenter de manière significative dans toutes les régions du monde d'ici 2023. L'ensemble du marché mondial représenterait alors plus d'un milliard de dollars US (figure 1).

Mais face au potentiel du marché, il faut d'abord déterminer les bases juridiques. En juin de l'année dernière, la Plateforme internationale des insectes pour l'alimentation humaine et animale (IPIFF) a donné un bref aperçu de cette nouvelle industrie en plein essor et a souligné, entre autres, la situation juridique dans l'UE, qui diffère du marché international (figure 2).

Pour pouvoir produire et vendre un produit de manière à créer de la valeur, la première étape consiste à obtenir une autorisation légale. Du côté de l'UE, les insectes ont été inclus dans le groupe des sous-produits animaux avec le règlement (UE) n° 2017/893.

Ainsi, avec la modification du règlement (CE) n° 999/2002 et du règlement (UE) n° 142/2011, les insectes ont été autorisés à être donnés aux poissons en aquaculture depuis 2017 et sont en conséquence définis comme des animaux d'élevage.

Cela inclut la levée de l'interdiction de nourrir les porcs et les volailles avec des insectes, qui résultait de la crise de l'ESB il y a 20 ans. L'approbation pour ces deux espèces animales cibles peut être attendue pour l'automne de cette année, car ce n'est qu'à ce moment-là que le Parlement de l'UE discutera finalement de la proposition.

Cependant, les insectes peuvent être utilisés de manière innovante non seulement dans l'industrie de l'alimentation animale - qui inclut l'industrie des aliments pour animaux de compagnie - mais aussi dans l'industrie alimentaire, comme l'illustre la figure 1.

Depuis le 1er janvier 2018, le règlement (UE) 2015/2283 sur les nouveaux aliments est entré en vigueur. Ici, l'insecte entier et les parties d'insectes ainsi que les ingrédients dérivés d'insectes sont considérés comme de nouveaux aliments et doivent être évalués sur le plan sanitaire et approuvés avant d'être mis sur le marché.

La pertinence actuelle du thème des "insectes" se reflète, entre autres, dans le fait que les États membres de l'UE ont approuvé pour la première fois une proposition de la Commission européenne visant à autoriser les vers de farine jaunes séchés en tant que nouvel aliment dans l'UE, à compter du 4 mai 2021. Il s'agit de la première approbation d'un insecte en tant que nouvel aliment sur le marché de l'UE.

 

Élevage et récolte

Cependant, depuis l'éclosion des larves jusqu'au produit fini dans l'industrie alimentaire ou fourragère, de nombreuses étapes du processus et conditions limites doivent être prises en compte (figure 3). Outre le choix de l'emplacement, qui est essentiel pour l'approvisionnement en substrat et la livraison des espèces d'insectes correspondantes, les paramètres de climatisation et le cycle de vie, et couplé à cela le moment de la récolte des insectes, jouent un rôle déterminant. 

Toutes les entreprises utilisent des boîtes de différentes tailles dans des systèmes d'étagères adaptés pour l'élevage ou l'engraissement des larves. Les larves grandissent dans ces boîtes et doivent être nourries en fonction de leur stade de croissance. 

En fonction de l'espèce d'insecte et des exigences de l'utilisateur ultérieur, il existe donc de nombreux paramètres de variation qui influencent les temps de génération/croissance ainsi que les temps de récolte. Par exemple, la durée de croissance du ver de farine, qui est la forme larvaire du ténébrion (Tenebrio molitor), peut être d'environ 80 jours.

En fonction du substrat à nourrir et du moment de la récolte, la composition corporelle des larves peut changer si, par exemple, la composition varie en protéines, en graisses, en chitine, ainsi qu'en teneur en eau, comme le montre la figure 4, qui illustre le cycle de vie du coléoptère du ver de farine.

À la suite de la figure 3, les aspects logistique, climatisation et récolte à prendre en compte peuvent également être représentés comme dans la figure 5. 

La zone délimitée par des lignes pointillées concerne l'insecte vivant - œufs, larves et coléoptères - dans la production de vers de farine. Les entreprises actives dans ce domaine sur le marché européen sont Ynsect en France, Tebrito en Suède ou Tenetrio en Allemagne.

Suivant la figure 3, la récolte des larves peut se faire par des méthodes mécaniques telles que le tamisage ou le criblage. De cette manière, les larves sont séparées du reste du substrat et des excrétions des larves (vers blancs). 

Cependant, d'autres méthodes de séparation peuvent également être utilisées, par exemple le tamisage dans le cas de substrats très secs et de différences de densité correspondantes.  

Pour le marché des petits animaux ou des reptiles, la chaîne de traitement est achevée à ce stade et les larves sont nourries vivantes. Cette option existe également dans la production animale (porcs, volailles, poissons) et est légalement autorisée (figure 2).

 

Traitement des insectes

Cependant, pour une conception précise des recettes dans le secteur de l'élevage ou dans l'industrie alimentaire, il est avantageux de convertir les larves en leurs composants déterminant la valeur, tels que les protéines et les graisses. Pour la suite du traitement, les larves doivent donc être inactivées ou tuées. Il existe plusieurs possibilités pour cette étape du processus, mais aucune exigence légale. 

En fonction de la stratégie de transformation ultérieure, l'inactivation des larves par la chaleur (blanchiment) ou le froid (congélation) s'est établie sur le marché. Deux procédés se sont également imposés pour la production d'une farine protéique destinée à l'industrie alimentaire ou fourragère : le traitement par voie humide et le traitement par voie sèche (figure 6).

Au bout des chaînes de traitement, dans les deux cas (traitement par voie humide et traitement par voie sèche), on obtient une farine protéique et un lipide (graisse). Cependant, selon la stratégie de préparation, les propriétés des produits finis diffèrent. 

Ces propriétés comprennent, par exemple, la couleur du support protéique, la composition de la protéine brute due aux acides aminés, les différentes teneurs en graisses résiduelles ou la stabilité au stockage des produits. En ce qui concerne les lipides résultant des processus, il existe des différences similaires dans les propriétés telles que la couleur et la stabilité au stockage, pour n'en citer que quelques-unes.

Cependant, les propriétés des farines protéiques ou des lipides sont d'une importance décisive pour leur utilisation ultérieure, par exemple dans l'industrie des aliments composés pour animaux. Par exemple, la teneur en graisse résiduelle dans la farine protéique a une influence significative sur l'utilisation ultérieure. Des teneurs en graisses résiduelles inférieures à 10 % de la matière sèche sont avantageuses pour une conception optimale de la formulation. Pourtant, une larve de mouche ou un ver de farine séché peut avoir une teneur finale en matières grasses de 25 à 40 % selon le substrat utilisé. Par conséquent, les différentes méthodes de traitement sont utilisées pour réduire la teneur en matières grasses des farines protéiques.

 

Propriétés et utilisation

Dans l'hypothèse d'une utilisation dans l'industrie de l'alimentation animale, l'influence de la teneur en graisse résiduelle dans la farine protéique sera examinée plus en détail sur la base d'un exemple.

Dans l'industrie de l'alimentation animale, environ 80 % des produits sont transformés en granulés. Les facteurs influençant la granulation sont présentés dans la figure 7.

Dans la formulation d'un aliment composé destiné à être granulé, la teneur résiduelle en matières grasses de la farine protéique est prise en compte dans les propriétés chimiques des matériaux. La teneur totale en graisse de la formulation reste constante, seule la composition des composants contenant de la graisse dans la formulation de l'aliment composé change. 

Dans le projet de recherche collective industrielle pour les PME "Modèle fonctionnel d'une installation industrielle de production et de fractionnement (protéines, graisses) d'insectes" qui a été financé par le ministère fédéral allemand de l'économie et de l'énergie par l'intermédiaire de la Fédération allemande des associations de recherche industrielle (AiF), la farine d'extraction de soja a été remplacée par une farine de vers de farine à 25, 50 et 75 pour cent dans une formulation d'aliments pour porcs à l'IFF (tableau 1). 

En raison de la teneur en graisse résiduelle de 5,5 pour cent, supérieure à celle du tourteau de soja utilisé (3 %), l'ajout d'huile de soja a ainsi été réduit dans la formulation. La teneur totale en matières grasses de la formulation est restée constante.

Au fur et à mesure que la proportion de farine de vers de farine augmente, la qualité des granulés augmente : on a mesuré par exemple des valeurs d'abrasion inférieures et une dureté croissante des granulés produits.  

L'utilisation du nouvel aliment pur (farine de vers de farine) a donc eu une nette influence sur le processus ultérieur, la granulation, dans des conditions par ailleurs constantes.

 

Durabilité et efficacité économique

Outre la production de transporteurs de protéines alternatifs, un autre aspect du thème des insectes est le défi global de les produire d'une manière qui n'entraîne pas de conséquences négatives pour l'environnement et le climat. 

L'hypothèse générale est que les insectes peuvent être produits d'une manière respectueuse du climat, de l'espace et des ressources (figure 8). La conversion des aliments est considérée comme bonne, ainsi dans des conditions optimales, 0,8 kg d'insectes peuvent être produits à partir d'un kilo d'aliments4.

Cependant, comme les insectes sont considérés comme du bétail par la loi sur les aliments pour animaux, ils doivent également être nourris avec des aliments approuvés en conséquence. Il en résulte une situation de concurrence avec l'élevage conventionnel. Ce n'est que lorsque les insectes sont nourris de manière durable que leurs caractéristiques positives, telles que leur valeur nutritive ou leur faible encombrement, peuvent être utilisées de manière optimale. 

Un autre avantage des insectes est leur faible spécificité de substrat, les larves peuvent utiliser de nombreuses matières premières comme substrat de croissance. Dans ce contexte, on peut transformer un inconvénient en avantage.  

En ce qui concerne l'industrie alimentaire, il est critiqué que dans la production de nourriture, environ un tiers des aliments finissent en déchets sur le chemin de l'agriculteur au consommateur. Le long de cette chaîne, environ 11 millions de tonnes de déchets alimentaires par an sont générés rien qu'en Allemagne par l'industrie, le commerce, les grands consommateurs et les ménages privés6. 

Les insectes pourraient utiliser efficacement cette ressource, puisqu'ils utilisent, entre autres, les flux secondaires de l'industrie alimentaire comme nourriture. Les produits dérivés des insectes pourraient alors constituer une alternative peu coûteuse à la farine de poisson et aux protéines de soja, ce qui les rendrait attrayants pour l'industrie de l'alimentation animale et les investisseurs. Pour que cela se produise, les conditions suivantes, entre autres, doivent être remplies.

Des études appropriées concernant la transformation des nutriments sur le rendement et la qualité du produit doivent être disponibles.

Les étapes du processus tout au long de la chaîne de production doivent être connues et optimisées. 

L'état hygiénique et la qualité des produits à base d'insectes correspondants tout au long de la chaîne de valeur doivent être garantis.

 

Dans le projet "Effets de la gestion de l'exploitation et de la technologie de transformation sur le statut hygiénique et la qualité des larves de la mouche du soldat (BSFL) et des produits qui en sont issus", financé par le ministère fédéral de l'économie et de l'énergie par l'intermédiaire de la Fédération allemande des associations de recherche industrielle (AiF), ces questions sont étudiées par l'Institut de recherche sur la technologie des aliments pour animaux (IFF) et l'Institut allemand des technologies alimentaires (DIL). 

Nombreuses dépendances et paramètres d'influence

Tout au long de la chaîne de processus (figure 3), de l'élevage des larves à la farine protéinée, de nombreuses dépendances et paramètres d'influence ont été mis en évidence. Afin de garantir économiquement une composition équilibrée et définie des insectes au niveau industriel, tant au niveau du rapport graisse-protéine que des acides aminés pertinents pour l'élevage, la surveillance et le contrôle de l'alimentation des larves ainsi qu'un degré d'automatisation correspondant sont essentiels. 

En outre, un contrôle continu de la qualité des matières premières et des processus est essentiel dans la production de denrées alimentaires et d'aliments pour animaux, car les fabricants sont légalement tenus de ne commercialiser que des produits sûrs. Il est également nécessaire de mener des recherches sur ces points.

Dans le cadre d'un projet de recherche collective industrielle financé par le ministère fédéral de l'économie et de l'énergie via l'AiF, les trois instituts de recherche IFF Research Institute of Feed Technology, Bremerhaven University of Applied Sciences et l'université d'Erlangen-Nuremberg collaborent à cet égard pour étudier l'optimisation du traitement des larves de ténébrion (Tenebrio molitor) et des produits qui en résultent par un contrôle automatisé du processus basé sur un système de mesure non invasif dans le proche infrarouge.  

Afin de contribuer à une plus grande sensibilisation et de faire avancer la recherche, l'IFF propose un autre séminaire axé sur les applications en octobre.

N'hésitez pas à les suivre et à les rejoindre lors de la conférence en ligne 'La révolution des insectes ! Sain, durable, riche en protéines et délicieux" les 13 et 14 octobre 2021.

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