Métamorphose dans le bocal

Les couteaux s’activent : débités en tranches fines, chou rouge, carottes et pommes sont disposés en couches avec les épices dans un grand bocal. Une odeur d’ail et de gingembre flotte dans l’air, tandis que l’incubateur ronronne en arrière-plan. Cette pièce ne paie pas de mine, elle ressemble plus à un laboratoire qu’à une cuisine. Et pourtant, c’est ici que démarre un processus inarrêtable.

Que se passe-t-il ?

Le processus invisible qui démarre dans le bocal, c’est la fermentation. Et ce sont des microorganismes qui font le travail. Le produit visé : du kimchi. Il se fabrique comme la choucroute, simplement avec d’autres épices. Chez nous encore une nouveauté, en Corée, c’est un mets traditionnel millénaire.

« Des bactéries ou champignons métabolisent et transforment les nutriments présents dans les aliments, par exemple les sucres ou les protéines », précise Lisamaria Bracher, collaboratrice scientifique dans le groupe « Bioconversion et cultures protectrices » du domaine Food Science & Management. Ils forment notamment de l’acide lactique, du dioxyde de carbone et divers composés aromatiques, qui modifient le gout, la texture et la durée de conservation des aliments. Une des fermentations les plus connues est la fermentation lactique, utilisée pour fabriquer le kimchi, mais aussi le yogourt : les bactéries lactiques décomposent les sucres et rendent le milieu acide, ce qui inhibe les microorganismes indésirables, par exemple les moisissures.

« C’est comme un petit écosystème », observe Simeon Streit, assistant dans le groupe « Bioconversion et cultures de protection ». Le chou est naturellement déjà colonisé par des microorganismes. Par l’ajout de sel, la création de conditions anoxiques et le contrôle de la température, les chercheurs et chercheuses favorisent le développement des « bonnes » bactéries. La suite ne requiert plus qu’un seul ingrédient : de la patience.

Un processus qui a son propre rythme

Après une première mesure du pH, les bocaux sont mis à incuber dans l’armoire thermostatique. Il y fait exactement 25 °C, une température à laquelle les bactéries lactiques se développent bien et la fermentation est stable. Mais même dans des conditions idéales, le résultat de la fermentation n’est jamais totalement prévisible.

« Le comportement des microorganismes et la maturation de l’aliment suivent leurs dynamiques biologiques propres », ajoute L. Bracher. C’est à la recherche d’essayer de cerner ces interactions et d’accompagner avec doigté le processus. Dans le local de fermentation, les deux scientifiques observent, comparent et mesurent les processus pendant des jours et des semaines, afin d’en tirer de nouvelles applications, tels des cultures de protection ou des sous-produits fermentés.

Et si le processus se déroule de A à Z dans cette pièce, ce n’est pas un hasard. « Ce local est une zone à part, exclusivement dédiée aux produits comestibles et séparée physiquement des autres laboratoires », pour des motifs règlementaires et de sécurité au travail. Plus simplement : « Il est interdit de fabriquer des aliments destinés à la consommation dans un laboratoire chimique. »

Il est possible d’accompagner judicieusement une fermentation, mais jamais de la contrôler complètement. Selon notre interlocuteur, « de prime abord, la fermentation semble être un processus simple. Mais en réalité, l’interaction de nombreuses variables lui confère un rythme biologique, qu’il faut comprendre pour en tirer profit. »

Mesurer, sentir, gouter

Ce rythme se manifeste très concrètement au quotidien dans le local de fermentation. S. Streit sort du réfrigérateur un échantillon de Kimchi vieux de quelques semaines et ouvre le bocal. Il en émane une odeur très reconnaissable, à la fois acidulée et épicée.

Les échantillons sont contrôlés à intervalles fixes, par des mesures tant analytiques que sensorielles. Quelle odeur s’en dégage ? Comment est la texture ? « Au début, selon L. Bracher, le chou rouge contient beaucoup de microorganismes différents, y compris des bactéries lactiques. Plus la fermentation avance, plus ces dernières s’imposent. »

Mais le processus n’est pas infini : le sucre finit par s’épuiser ou l’acidité du milieu stoppe la croissance des microorganismes. « Notre travail consiste à décider quand la fermentation a atteint l’optimum recherché – et aussi à vérifier qu’elle est sans danger », ajoute S. Streit. En effet, les aliments doivent toujours être soumis à un contrôle microbiologique. Et il n’y a pas que le chou : la recherche et l’enseignement ne se limitent plus à ce légume traditionnel, mais testent depuis longtemps d’autres aliments.

Par exemple les frites. La fermentation simplifie leur conservation et économise de l’énergie, car il n’est plus nécessaire de les congeler. Ou des boissons comme le kéfir d’eau : des microorganismes ajoutés de manière contrôlée synthétisent des vitamines supplémentaires pendant la fermentation. L’exploitation de résidus de fabrication, comme les noyaux de fruits, est un autre sujet de recherche. « À la BFH-HAFL, nous explique L. Bracher, recherche, enseignement et pratique travaillent ensemble pour mieux comprendre les processus de fermentation et en tirer de nouvelles applications, c’est-à-dire des produits inédits durables et savoureux. »

Principes millénaires et nouvelles voies

Si le principe est simple, les possibilités sont infinies. « Ce qui me passionne, c’est l’incroyable diversité des microorganismes », s’enthousiasme L. Bracher.

« La plupart sont encore très peu étudiés, même si nous en connaissons déjà beaucoup parmi ceux qui importent dans l’alimentation. » La fermentation rend les interactions entre microorganismes visibles et montre comment les mettre à profit judicieusement. C’est bien là que réside l’intérêt pour la recherche : « Le rythme est dicté par la biologie, nous ne pouvons que le préciser », explique S. Streit. Les surprises font donc partie de son quotidien de chercheur. Par exemple, des matières premières végétales qui développent soudain des arômes fromagers, laissant augurer de nouvelles alternatives végétales au fromage.

« De telles observations peuvent suggérer des sujets de recherche et des applications inédites. » L’attention portée à la fermentation est dans l’air du temps. Le pain au levain, le kimchi ou le kéfir sont très populaires. « La demande en produits naturels et peu transformés est en hausse », résume L. Bracher. Tout comme l’intérêt à l’égard des procédés durables, peu énergivores et qui valorisent des résidus.

La fermentation combine tout cela : principes millénaires et préoccupations actuelles. Elle montre comment tirer profit de processus biologiques pour ouvrir de nouvelles voies durables dans la production alimentaire – y compris dans le local de fermentation de la BFH-HAFL.