Un outil d’aide à la décision en temps réel axé sur le microbiome pour lutter contre le gaspillage alimentaire et améliorer la sécurité des aliments
Le suivi de la qualité et de la sécurité des aliments reposait traditionnellement sur des analyses rétrospectives fondées sur la mise en culture, des dates de durée de conservation fixes et des registres de traçabilité fragmentés. Les aliments sont souvent jetés plus tôt que nécessaire et leur altération n’est détectée qu’une fois qu’elle a commencé. En outre, les approches actuelles rendent rarement compte de la complexité du microbiome alimentaire ou de ses interactions fonctionnelles. Contrairement aux approches précédentes étudiant l’application de technologies proactives prises individuellement, le projet FOODGUARD(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, a combiné plusieurs technologies avancées au sein d’un même système. Le système intelligent de gestion FoodGuard (iFGMS) permet de surveiller en temps réel la qualité des aliments, de prédire leur durée de conservation restante, d’évaluer dynamiquement les risques et de partager des informations de manière transparente tout au long de la chaîne d’approvisionnement alimentaire.
Bioconservateurs, capteurs intelligents, IA et technologie blockchain
«L’iFGMS associe la multiomique (métagénomique, métabolomique et métatranscriptomique), la détection IdO non invasive par spectroscopies infrarouges et imagerie par spectrométrie de masse, la modélisation prédictive fondée sur l’IA et la traçabilité reposant sur la blockchain», explique George-John Nychas, coordinateur du projet à l’Université agricole d’Athènes(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Il assure une traçabilité sécurisée des aliments de bout en bout ainsi qu’une gestion dynamique et en temps réel de leur durée de conservation, grâce au partage des données dans l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement alimentaire. Les utilisateurs sur le terrain accèdent directement aux informations de l’IdO par l’intermédiaire de l’application iFGMS, tandis que son interface destinée aux consommateurs présente l’historique des produits et des informations sur leur durabilité. Parallèlement à ce système numérique d’aide à la décision, FOODGUARD a utilisé des bioconservateurs – des bactéries produisant des métabolites qui inhibent l’altération et la prolifération d’agents pathogènes – comme solutions de remplacement plus saines et plus sûres que des produits chimiques tels que le chlore. Le projet a testé à la fois des bactéries lactiques conventionnelles et une nouvelle huile essentielle d’origan.
Des projets pilotes testent les approches sur différents groupes d’aliments
FOODGUARD a testé ses méthodes dans le cadre de quatre projets pilotes portant sur des légumes prêts à consommer, de la dorade, de la viande et de la feta. Selon les aliments, les bioconservateurs ont prolongé leur durée de conservation d’un à quatre jours en retardant leur altération. L’efficacité du suivi variait selon le type d’aliment. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier et l’imagerie par spectrométrie de masse ont permis de prédire l’altération du poisson et de la viande avec une précision pouvant atteindre 92 %, ce qui montre que ces matrices se prêtent bien à une évaluation numérique rapide. «Les légumes-feuilles se sont révélés plus difficiles à analyser. Leur apparence restait souvent inchangée malgré des populations stables ou croissantes de bactéries nocives courantes, ce qui laisse penser que la bioconservation peut masquer la présence de bactéries nocives dans les légumes. Un déploiement à l’échelle commerciale nécessitera un étalonnage des capteurs spécifique à chaque matrice», indique George-John Nychas.
Nouveaux outils numériques et lacunes des politiques
En complément de l’iFGMS, le consortium a créé un outil Web de prédiction de la croissance microbienne accessible au public. Outre l’évaluation de la conformité, cet outil modélise la croissance, réalise des évaluations des risques de la ferme à l’assiette et estime la durée de conservation, contribuant ainsi aux décisions relatives à la sécurité des aliments dans l’ensemble du secteur. Un module d’automatisation de la traçabilité relie les données de production, de stockage, de transport et de qualité à des lots d’aliments précis, réduisant ainsi le travail manuel et améliorant la traçabilité. Un capteur CHIPSENSE adapté à l’évaluation rapide de l’état des aliments transmet des données à l’outil de prédiction de la croissance et à l’iFGMS. Le projet a également mis en évidence des lacunes dans les politiques. À mesure que l’évaluation de la sécurité des aliments évoluera vers une évaluation intégrée des risques sanitaires, économiques et environnementaux, il sera nécessaire de prendre en compte les écosystèmes microbiens dynamiques plutôt que les micro-organismes pris individuellement. FOODGUARD a également été à l’origine d’un livre blanc de l’UE sur la réglementation relative à la traçabilité dans le secteur de la pêche, contribuant ainsi à la mise en œuvre en cours du règlement de l’UE relatif au contrôle des pêches(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et de son système obligatoire et entièrement numérisé de certification des captures. Malgré des épidémies ayant perturbé les activités pilotes en Grèce, le consortium a adapté ses protocoles, son calendrier et ses ressources et a atteint tous ses objectifs. «L’intégration des connaissances biologiques approfondies issues de la génomique à la rapidité en temps réel des capteurs spectroscopiques offre un niveau de détail et une capacité prédictive sans précédent», explique George-John Nychas. Le projet fait évoluer la gestion de la qualité des aliments d’une approche réactive fondée sur l’analyse d’espèces individuelles vers une prise de décision proactive, guidée par les données et fondée sur l’évolution dynamique du microbiome alimentaire. Il promet également de réduire le gaspillage alimentaire, d’améliorer la sécurité des aliments et de renforcer la confiance des consommateurs tout au long de la chaîne d’approvisionnement alimentaire.
