Concept
Entre 15 et 50% de la nourriture fraîche produite à l’échelle mondiale est perdue après la récolte et au stade du stockage. Ces pertes ont considérablement augmenté dans les pays en voie de développement, où les technologies appropriées de stockage font défaut. La qualité et la durée de conservation des aliments frais sont principalement affectées par des dommages mécaniques, l’altération microbiologique ainsi que par des attaques d’insectes. Ce sont les principales causes de dégradation des fruits et légumes. L’oxydation des acides gras insaturés peut être également considérée comme le principal facteur non microbiologique affectant la qualité et la durée de conservation de la viande et du fromage.
Des conditions de transports peu appropriées, des chaînes du froid brisées et des logistiques non optimales affectent la qualité et la durabilité des produits. Les fruits et légumes qui ne présentent pas de symptômes à la récolte peuvent avoir été attaqués par des champignons et des insectes ravageurs sur le terrain et développer plus tard des infestations, si les conditions de conservation ne sont pas adaptées. C’est aussi le cas pour la viande et les produits laitiers qui subissent des attaques d’insectes ravageurs lors de l’abattage ou de la maturation des produits et sont donc dépendant de bonnes conditions d’hygiène.
Les attaques de ravageurs et le développement de pathogènes fongiques réduisent non seulement la valeur marchande des aliments, mais exposent également les consommateurs au risque d’ingestion de métabolites toxiques, y compris des mycotoxines.
Contexte et contexte
La solution proposée avec FEDKITO, pour ces problèmes, est l’utilisation du chitosane (CHT) sous forme de liquide, de spray ou d’un emballage actif innovant à base de CHT aromatisé aux huiles essentielles (HE), ainsi que de technologies de biocapteur pour protéger les aliments frais des attaques d’insectes et de champignons dans toutes conditions et pour prolonger la durée de conservation des produits alimentaires périssables.
De plus, selon les critères de l’économie circulaire, la production de chitosane est un moyen de réutiliser des sous-produits et déchets alimentaires frais. En effet, ce polymère sera obtenu à partir des pupes et larves riches en chitine de la mouche soldat noire Hermetia illucens (Diptera Stratiomyidae), élevées sur des produits alimentaires frais de moindre intérêt et des déchets.
Le projet propose également de cibler l’utilisation de dispositifs de mesures des mycotoxines, pesticides, résidus et diverses caractéristiques de qualité des aliments frais, par la validation de biocapteurs électrochimiques à faible coût sur papier ou couplés à des smartphones, qui permettront en temps réel surveillance de la qualité des aliments frais pendant le stockage et le transport.
FEDKITO propose une approche multi-acteurs qui impliquera des entomologistes, des mycologues, des chimistes, des analystes sensoriels, des ingénieurs matériaux, des producteurs, des économistes, des experts en communication et des analystes de données caractérisant le cycle de recherche et d’innovation, et donc impliquera l’association complémentaire de diverses connaissances, compétences et technologie.
Objectifs généraux
Les objectifs généraux de FEDKITO sont de :
- Développer des stratégies innovantes de lutte contre les ravageurs et les agents pathogènes des aliments frais aux stades post-récolte et stockage, en ciblant les espèces clés pour chacun des produits considérés, comme Ceratitis capitata (Diptera Tephritidae) et Drosophila suzukii (Diptera Drosophilidae) pour les fruits frais, Spodoptera littoralis (Lepidoptera Noctuidae) pour les légumes, Calliphora vomitoria et Lucilia sericata (Diptera Calliphoridae) pour la viande et Piophila casei (Diptera Piophilidae) pour les produits laitiers. En ce qui concerne les pathogènes fongiques, Penicillum spp., ainsi que le producteur de mycotoxines P. expansum, seront inclus comme cible prioritaire ;
- Créer des matériaux d’emballage innovants qui empêcheront les attaques d’insectes nuisibles et de champignons pathogènes des aliments frais au moyen de chitosane couplé à des composés naturels tels que les huiles essentielles de plantes. Ces emballages seront améliorés par une technologie de biocapteur à faible coût qui permettra de surveiller les mycotoxines, les pesticides, les résidus et diverses qualités alimentaires caractéristiques ;
- Mettre en œuvre de nouvelles solutions techniques basées sur les besoins du marché et présentant une pertinence industrielle, qui favoriseront les progrès en matière de sécurité alimentaire lors de la transformation et du stockage des aliments frais ; établir de nouveaux protocoles pour la transformation, le stockage et le commerce des aliments frais ;
- Recycler les déchets et produits alimentaires de moindre intérêt dans l’élevage d’insectes servant à produire du chitosane selon les critères de l’économie circulaire ; évaluer l’impact de la nouvelle solution sur les attributs nutritionnels et organoleptiques des aliments frais
Impacts attendus
L’objectif du projet FEDKITO est de mettre en place des outils innovants pour une gestion durable des insectes et des champignons qui attaquent les aliments frais en post-culture. Les emballages intelligents à base de chitosane et les biocapteurs développés dans le cadre du projet réduiront les contaminants organiques dans les aliments frais, prolongeant la durée de conservation et améliorant leurs qualités. Selon les principes de l’économie circulaire, les larves et les pupes d’Hermetia illucens seront élevées sur des déchets alimentaires frais pour être utilisées comme source de chitosane.
Principaux résultats obtenus
FEDKITO explore la possibilité de contrôler l’attaque des insectes et des champignons en post-culture par des emballages à base de chitosane. De plus, le développement et la validation de biocapteurs pour l’évaluation de la sécurité et de la qualité des aliments seront développés pour mesurer les mycotoxines, les pesticides, les résidus et diverses caractéristiques de qualité des aliments. Dans le respect des principes de l’économie circulaire, les insectes seront élevés sur déchets et sous-produits de moindre intérêt comme source de chitine pour produire du chitosane.
Défis et opportunités futurs
Les activités opérationnelles de FEDKITO ont été conçues pour relever différents défis techniques, organisationnels et sociaux, contribuant à combler le fossé entre la science et sa mise en pratique. Appliquant une « approche systémique », FEDKITO couvre un large éventail de disciplines et d’expertises, impliquant des partenaires et des acteurs hautement qualifiés et expérimentés d’instituts de recherche, de PME des secteurs industriels et agroalimentaires, ainsi que des détaillants et des consommateurs.
