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Des étudiants de la faculté de biotechnologie et d'ingénierie alimentaire et de la faculté de biologie du Technion ont remporté la première place lors d'un concours international organisé par la principale initiative européenne en matière d'innovation alimentaire, EIT Food. Les étudiants ont exploité un bactériophage - un virus qui infecte les bactéries - pour empêcher l'altération des jus de fruits, un phénomène qui cause des dommages estimés à des millions de dollars chaque année. La Professeure Marcelle Machluf, doyenne de la faculté de biotechnologie et d'ingénierie alimentaire, a déclaré : "Des projets internationaux comme celui-ci sont l'essence même de la faculté et de sa façon d'enseigner aux générations futures à sortir des sentiers battus, à être entreprenantes et à élargir les connaissances que nous sommes en mesure de fournir en classe".

Le concours international s'est déroulé dans le cadre du projet MicroBiome-Push, qui fait partie du programme éducatif Food Solutions. L'objectif était de résoudre des problèmes rencontrés dans le secteur alimentaire, en mettant en relation des entreprises de l'industrie alimentaire (PepsiCo, Puratos et Agricolus) avec des étudiants de premier et deuxième cycles de quatre universités : le Technion, l'Université de Turin en Italie, l'Université de Reading au Royaume-Uni et l'Université d'Helsinki en Finlande. Neuf groupes d'étudiants ont participé à la compétition, dont deux du Technion.

Les deux groupes du Technion ont choisi de travailler sur les défis posés par la société mondiale PepsiCo. Le premier a travaillé sur le problème de l'altération des jus de fruits, et le second sur l'utilisation des pelures de pommes de terre qui sont des restes de la production de chips. Les groupes étaient accompagnés par quatre mentors de la faculté de biotechnologie et d'ingénierie alimentaire : Le Professeur Yoav Livney, qui a dirigé l'activité du Technion dans le cadre du projet, le Professeur Yechezkel Kashi, le Professeur assistant Avi Shpigelman et le Professeur associé Uri Lesmes. Selon les mentors, "Les deux équipes du Technion ont fait un travail remarquable et, malgré les limites contraintes par la COVID-19, elles ont réussi à créer des solutions originales et efficaces. De plus, elles ont présenté la viabilité des idées aux entreprises et ont montré leur potentiel commercial inhérent". Les membres de l'équipe gagnante, les Microbes, sont Itzik Engelberg, Alon Romano, Leechen Mashiah et Rachel Bitton, et les membres du second groupe du Technion, Biomy, sont Omer Sabbah, Yuping Kao, Or Shapira, Michael Buzaglo et Lior Kaufman.

Le problème de l'altération des jus de fruits naturels - qui, aux États-Unis seulement, cause des dommages estimés à environ 32 millions de dollars par an - est dû à l'ACB, ou Alicyclobacillus acidoterrestris. Cette bactérie, présente dans le sol où poussent les arbres fruitiers ainsi que dans toutes les parties de l'arbre lui-même, bien que non nuisible pour l'homme, libère une substance naturelle appelée gaïacol dans le jus, gâchant son goût et son odeur. Cela se produit pour une grande variété de jus, notamment d'orange, de mangue, de poire, de raisin, de tomate et autres, et entraîne la perte de grandes quantités de jus, ainsi que des pertes financières importantes.

Au cours de son évolution, la bactérie a développé une grande résistance aux conditions environnementales hostiles, ce qui lui permet également de survivre aux processus impliqués dans la production de jus - nettoyage, extraction, pasteurisation et remplissage. En règle générale, la pasteurisation est efficace pour détruire les bactéries qui sont nocives pour la santé ou qui nuisent à la qualité du jus. Mais ce n'est pas le cas de l'ACB, car le jus ne peut pas être chauffé à des températures de pasteurisation plus élevées ou pendant une période plus longue sans que sa qualité et ses valeurs nutritionnelles ne soient compromises. PepsiCo a cherché une solution créative qui permette d'éviter ce phénomène néfaste.

"Comme le problème trouve son origine dans la nature - une bactérie qui vit dans le sol - nous avons cherché une solution naturelle", expliquent les doctorants et les membres de l'équipe Alon Romano et Itzik Engelberg. Après tout, la nature est un "laboratoire" qui perfectionne ses solutions depuis des milliards d'années, et notre hypothèse était que les solutions qui se sont développées au cours du processus d'évolution pourraient également nous servir de solution pour traiter le problème de l'ACB dans l'industrie alimentaire".

Après de nombreuses recherches et de analyses, le choix s'est porté sur un bactériophage, un virus qui infecte les bactéries de manière naturelle et très spécifique. Les bactériophages sont abondants dans la nature, et après des recherches acharnées, le groupe a réussi à isoler et à identifier un bactériophage qui détruit les bactéries nocives. Il suffit d'une petite dose pour éliminer efficacement la bactérie, et parce qu'il le fait de manière sélective, son utilisation est sans danger et il n'a pas d'effets nocifs sur la santé humaine.

Le concours a été organisé dans le cadre du projet MicroBiome-Push, car il s'agissait de trouver des solutions aux problèmes liés au microbiome naturel, c'est-à-dire aux microorganismes qui peuplent un environnement particulier. Le microbiome comprend le bactériome, le virome et le mycobiome (qui représentent, respectivement, les assemblages de bactéries, de virus et de champignons), et la solution gagnante exploite en fait un virus spécifique présent dans la phytosphère (le microbiome de la plante et de son environnement) pour combattre une bactérie spécifique de ce même environnement. Le fait qu'il s'agisse d'une solution naturelle et peu coûteuse qui n'implique pas de génie génétique devrait accélérer l'application de cette technologie dans les jus et réduire le besoin de conservateurs. En outre, l'ajout du virus au jus ne l'affecte pas en termes de lois alimentaires religieuses - juives (kashrut) et islamiques (halal).

Le deuxième groupe du Technion, Biomy, s'est également attaqué à un défi loin d'être simple et a développé le concept PotatALL, qui comprend un certain nombre de solutions créatives pour traiter les pelures de pommes de terre qui restent dans le processus de production des chips. Les membres de l'équipe ont présenté un procédé permettant de produire à partir des pelures une matière première utilisée pour créer des emballages écologiques, ainsi qu'une sauce à base de pelures de pommes de terre. Cette solution globale et créative a également reçu les éloges des juges. L'objectif est de servir la sauce dans de petits emballages semblables à ceux du ketchup, avec des frites, et de l'emballer dans un emballage écologique fait à partir de la pelure. Cette solution permet d'utiliser pleinement toutes les parties des pommes de terre tout en réduisant l'impact sur l'environnement.

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