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29 Avr, 2024

Du fromage végétalien crémeux fabriqué grâce à l’IA

Du fromage végétalien crémeux fabriqué grâce à l’IA

Climax Foods et d’autres entreprises utilisent l’apprentissage automatique (machine learning) pour créer des substituts convaincants aux fromages laitiers traditionnels. Même pour la Vache qui Rit

Mangerons-nous sous peu, du fromage à base de plantes ? La réponse semble que oui. En effet, Oliver Zahn, PDG de Climax Foods, a créé du brie, de la feta et du bleu végétaliens dans ses bureaux d’Emeryville, en Californie. La plupart des fromages végétaliens tombent dans une vallée de l’étrange comestible, pleine de versions suspectes et sans correspondre réellement à du vrai fromage. Mais le brie de la société Climax Foods semble doux, riche, velouté et délicieux. On pourrait facilement croire qu’il a été fabriqué à partir de lait de vache, mais il est entièrement fabriqué à partir de plantes. Et il n’aurait pas pu voir le jour, assure Oliver Zahn, sans l’utilisation de l’apprentissage automatique.

Climax Foods est l’une des nombreuses startups, dont Shiru (Alameda, Californie) et NotCo (Chili), qui ont utilisé l’intelligence artificielle pour concevoir des aliments à base de plantes. Les entreprises forment des algorithmes sur des ensembles de données d’ingrédients présentant des caractéristiques souhaitables telles que la saveur, le parfum ou l’extensibilité. Elles utilisent ensuite l’IA pour passer au peigne fin les données afin de développer de nouvelles combinaisons de ces ingrédients aux performances similaires.

« La recherche traditionnelle d’ingrédients peut prendre des années et des dizaines de millions de dollars, avec pour résultat des ingrédients qui sont meilleurs que ceux de la génération précédente que par incrémentation », explique Jasmin Hume, PDG de Shiru, qui a rédigé sa thèse de doctorat sur l’ingénierie des protéines. « Aujourd’hui, nous pouvons partir de zéro, c’est-à-dire de ce que la nature a à offrir, choisir les protéines qui fonctionneront le mieux, créer des prototypes et les tester en trois mois environ ».

Tous les acteurs du secteur ne sont pas favorables à la découverte d’ingrédients assistée par l’IA. Jonathan McIntyre, un consultant en alimentation qui a dirigé des équipes de R&D pour les boissons et les snacks chez Pepsi, pense que la technologie est « considérablement » surestimée en tant qu’outil pour son domaine. « L’IA ne vaut que ce que valent les données que vous lui fournissez », explique-t-il. Et compte tenu du fait que les entreprises agroalimentaires gardent jalousement leurs formules et leurs informations exclusives, ajoute-t-il, il n’y aura pas nécessairement suffisamment de données pour obtenir des résultats productifs. Jonathan McIntyre a une anecdote à raconter : lors de son passage chez Pepsi, l’entreprise a tenté d’utiliser Watson d’IBM pour créer un meilleur soda. « Il a formulé le produit le plus mauvais au niveau du goût », raconte-t-il.

Climax Foods a contourné le problème de la rareté des données en créant ses propres ensembles d’entraînement pour faire de la rétro-ingénierie et comprendre pourquoi le fromage a si bon goût. « Lorsque nous avons commencé, il y avait très peu de données sur les raisons pour lesquelles un produit d’origine animal a le goût qu’il a – cheddar, bleu, brie, mozzarella – parce qu’il est ce qu’il est », explique Oliver Zahn, qui a précédemment dirigé la science des données pour l’activité d’annonces massives de Google. « Il n’y avait aucune raison commerciale de le comprendre. » 

Dans le laboratoire de science alimentaire situé au rez-de-chaussée des bureaux de Climax, sur le site d’une ancienne chocolaterie, Oliver Zahn montre certains des instruments que son équipe a utilisés pour constituer son trésor de données. Il y a une machine qui utilise la chromatographie ionique pour montrer l’équilibre précis des différents acides après que les souches bactériennes ont décomposé le lactose. Un spectromètre de masse agit comme un « nez électronique » pour révéler quels sont les composés volatils qui génèrent notre réponse olfactive aux aliments. Un appareil appelé rhéomètre mesure la façon dont un fromage réagit à la déformation physique ; une partie de notre réaction au fromage est basée sur la façon dont il réagit au découpage en tranches ou à la mastication. Les données relatives au fromage permettent de définir des objectifs de performance de base qu’une IA peut essayer d’atteindre avec différentes combinaisons d’ingrédients végétaux.

Les scientifiques de Climax ont créé plus de 5 000 prototypes de fromage au cours des quatre dernières années, en se basant sur des suppositions éclairées concernant les plantes susceptibles de bien fonctionner en tant que substituts. Avec les mêmes instruments de laboratoire que ceux utilisés pour le fromage animal, l’équipe de Climax effectue une analyse qui comprend environ 50 tests différents pour la texture et la saveur, générant ainsi des millions de points de données.

L’IA est entraînée sur ces prototypes et l’algorithme suggère ensuite des mélanges susceptibles d’être encore plus performants. L’équipe les teste et continue d’itérer. « On fait varier tous les boutons d’entrée, on mesure les résultats, puis on essaie de réduire au maximum la différence entre le résultat et la cible animale », assure Oliver Zahn. En comptant les « micro-prototypes » à petite échelle, Climax a analysé environ 100 000 combinaisons d’ingrédients végétaux.

Selon ce dernier, il faudrait plusieurs milliers d’années pour goûter et ajuster subtilement à la main les mélanges d’ingrédients d’un si grand nombre de prototypes. Mais en partant de zéro au début de l’année 2020, lui et son équipe assistée par l’IA ont pu formuler leur premier fromage et le commercialiser en avril 2023. 

Les composants végétaux de ce produit, un fromage bleu végétalien, ne sont guère exotiques. Les quatre principaux ingrédients sont les graines de citrouille, l’huile de coco, les haricots de Lima et la poudre de protéines de chanvre. Et pourtant, Dominique Crenn, chef étoilé au Michelin, l’a décrit comme « doux, beurré et étonnamment riche, au-delà de l’imagination pour un fromage végétalien ». 

Le groupe Bel, fabricant de la Vache qui Rit, a conclu un accord de licence pour les produits de l’entreprise, et un deuxième grand producteur qu’Oliver Zahn ne peut pas encore nommer publiquement s’est également engagé. Oliver Zahn est actuellement à la recherche d’un financement en capital-risque et espère commencer à vendre le brie et la feta dans le courant de l’année.

Contrairement à la tentative infructueuse de Watson de formuler un meilleur Pepsi, les algorithmes de Climax peuvent assembler des ingrédients d’une manière nouvelle qui ressemble à de l’alchimie. « L’interaction d’un composant avec un autre déclenche une saveur ou une sensation inattendue », précise Oliver Zahn. « Ce n’est pas la somme des deux composants, c’est quelque chose de complètement différent. »

L’une des raisons de développer des alternatives au fromage à base de produits laitiers est son coût environnemental : en poids, le fromage a une empreinte carbone plus élevée que le poulet ou le porc, et les humains en consomment environ 22 millions de tonnes par an. Pour Oliver Zahn, la solution n’est pas de demander aux consommateurs de se contenter d’un substitut caoutchouteux et fade, mais d’offrir une version à base de plantes dont le goût est aussi bon, voire meilleur, et dont la fabrication pourrait coûter beaucoup moins cher.

https://climax.bio

https://climax.bio/the-bel-group-invests-in-climax-foods-to-create-new-generation-of-best-in-class-vegan-cheese