Algburgare och räkprotein
Fina fiskbitar mals till djurfoder. Massor av smak- och näringsämnen hälls bort vid kokningen av räkor. Och havets fantastiska grönsaker väntar fortfarande på att få hamna i någons gryta. Men med ny forskning kan såväl restråvaror från sjömatsindustrin som havsväxter utgöra basen för framtidens livsmedel.
Vid Chalmers, avdelningen för livsmedelsvetenskap, fokuserar vi sedan många år tillbaka på att ta vara på värdefulla näringsämnen ur marina råvaror som idag inte nyttjas till sin fulla potential. Det handlar bland annat om alger, små pelagiska fiskarter och restråvaror från fiskindustrin. På sikt kan detta göra att vi minskar vårt beroende av icke-förnyelsebara råvaror, att vi minskar risken för överexploatering av våra hav och att vi helt ändrar vårt synsätt på våra marina resurser och hur vi konsumerar dem.
Alger som proteinkälla
Makroalgsodling är något nytt i Sverige, och initierades för fem år sedan av Göteborgs universitet inom ett par stora samarbetsprojekt; Seafarm och Sweaweed. Makroalger, alltså tång, har många fördelar som livsmedelsråvara. De kan odlas utan konstgödsel eller bevattning, och konkurrerar inte om jordbruksmark. Då de kan ta upp kväve och fosfor ur våra hav så gör de även miljön en tjänst.
Smartare mat från havet i sikte. Forskning pågår om att använda restprodukter och nya råvaror för att framställa till exempel proteinmassa. Denna fungerar utmärkt som bas i burgare och andra färsprodukter. Foto: VegMe (algburgare)
Algerna i fokus
De stora forskningsprojekten Seafarm och Sweaweed syftar till att kicka igång såväl odling som smart användning av alger i Sverige. I dessa har Chalmers jobbat med de delar som rör utvinning av livsmedelsingredienser och produktion av finkemikalier som etanol. Göteborgs universitet har fokuserat på själva algodlingsdelen, KTH på produktion av biobaserade material samt på miljöanalyser, Linnéuniversitet på användning av eventuella rester till biogas och Lunds universitet på socioekonomiska aspekter.
Målet är att bygga en modell av ett väl fungerande algbioraffinaderi, som ett hållbart alternativ till ett klassiskt oljeraffinaderi. Förutom de många kända konsistensgivarna, som sedan lång tid tillbaka används inom livsmedelsindustrin (karragenan, alginat, agar, E-nr 400-407), så innehåller makroalger en relativt stor mängd protein, mineraler, smakämnen, samt de marina fettsyrorna omega-3.
Vår forskning vid Chalmers har fokuserat på proteinerna och dess byggstenar, det vill säga aminosyrorna, samt på hur man kan separera proteinerna från algbiomassan på ett liknande sätt som idag används för att utvinna sojaprotein ur sojabönor. Processen som används brukar kallas pH-skiftprocessen, och inleds med att råvaran mixas med vatten, varefter blandningen görs basisk. Då blir proteinerna en vätska och man kan skilja dem från bland annat oupplösta kolhydrater.
I ett sista processteg ändras pH på vätskan igen, och de nu rena proteinerna blir fasta och kan tas om hand. Målet är att få fram en ingrediens som fungerar som alternativ till soja-, quorn- eller ärtprotein, och kan bidra till det pågående skiftet från rött kött till mer hållbara proteinkällor.
Den stora bandtången sockertare (Saccharina latissima) är en av arterna som odlas inom forskningsprojektet Seafarm. Foto: Magnus Lundborg
Högst utbyte från purpurtång
Största utmaningen har varit att få ett högt utbyte av protein i utvinningsprocessen. I laboratorieskala får vi idag ut ett isolat som innehåller 40-70 procent protein, och har en hög halt av essentiella aminosyror. De mest koncentrerade proteinisolaten får vi med purpurtång, även kallad nori. Sockertång ger de minst koncentrerade isolaten, men å andra sidan är det den art som är mest lättodlad och ger stor skörd. Det kan väga upp de lägre proteinkoncentrationerna.
Näringsämnena ska bevaras
En annan utmaning är att bevara algerna efter skörd utan att näringsämnena bryts ner. I Asien är soltorkning stort, men det fungerar inte lika bra under nordiska förhållanden. I en studie på sockertång har vi dessutom sett att soltorkning påverkar proteinerna negativt.
Purpurtång (Porphyra umbilicalis) eller nori innehåller mycket protein, som också är lätt att utvinna. Foto: Gabriele Kothe-Heinrich/CC by-sa 3.0
Just nu studerar vi stabiliteten hos välkända vitaminer som C och E, liksom omega-3-fettsyror, aminosyror och pigment i ugnstorkad purpurtång och havssallat. Lagringen sker i ljus eller mörker. Preliminära resultat visar att innehållet av C-vitamin gradvis minskar i algerna och är helt försvunnet efter cirka åtta månaders lagring både i ljus och mörker.
När det gäller fettoxidation (härskning) har däremot ljuset en tydligt accelererande effekt, och detsamma gäller blekningen av pigment. För att maximera kvaliteten på torkade alger tycks det därför viktigt att man förpackar dem rätt.
Från biprodukt till burgare
Andra underutnyttjade marina resurser är de restråvaror som bildas när man processar fisk och skaldjur till förädlade produkter. Efter att de finaste bitarna tagits till vara skickas idag majoriteten av de svenska fisk- och skaldjursbiprodukterna i bästa fall till produktion av djurfoder.
Semhar Ghirmai och Ingrid Undeland arbetar tillsammans med att minska svinnet från matproduktionen. Foto: Johan Bodell
Vid Chalmers arbetar vi med fiskets biprodukter på ett liknande sätt som med algerna, det vill säga med att separera de värdefulla proteinerna från sådant som inte är protein, i detta fall ben, skal, skinn och fett. Den producerade proteinmassan fungerar utmärkt som bas i burgare och andra färsprodukter, eller kan efter torkning till ett proteinrikt pulver ingå i till exempel soppor, såser och proteinberikade produkter.
Efterfrågan på omega-3
För att ytterligare minimera svinn pågår försök med att även ta vara på oljan från biprodukterna, vilken är väldigt rik på omega-3-fettsyror. Vi arbetar med en process som utförs under kalla temperaturer, något som skiljer sig mot klassiskt tillverkad fiskolja, som görs under upphettning av råvaran. Anledningen är att hög värme kan förstöra naturliga antioxidanter i oljan. Att hitta nya källor till marint omega-3 är högaktuellt då det råder en global brist på detta ämne. Av ben- och skinndelarna som blir en rest från pH-skiftprocessen har vi bland annat framställt kollagen, vilket har ett högt värde inom medicin- och kosmetikaindustrin.
Färska biprodukter från torskfilletering. Det blir mycket över. Foto: Mehdi Abdollahi
Prima buljong blir avfall
Även processvatten från fisk- och skaldjursindustrin kan vara rika på protein, fett och andra näringsämnen. Ett exempel är det kokvatten som bildas när man kokar räkor. I princip är detta en prima fond, men den tillvaratas tyvärr inte idag, utan blir ett avfall som företagen måste betala för att göra sig av med. Detsamma gäller de lakar som bildas när man till exempel mognar sill på tunnor.
I ett nyligen avslutat nordiskt samarbetsprojekt, NoVAqua, gjordes försök med att isolera protein och fett från räkkokvatten, räkskalningsvatten och lakar från sillindustrin. Lösningen blev att antingen få de upplösta proteinerna att klumpa ihop sig (flockulera) genom att jobba med pH-förändringar, eller genom att tillsätta livsmedelsgodkända substanser som skapar klumpar, så kallade flockulanter. Genom flockuleringsprocessen kan man sedan skilja proteinerna från vatten.
I samma projekt testade norska Skretting ihop med Göteborgs universitet att ersätta allt fiskmjöl i fodret till lax med en nyutvecklad proteiningrediens från räkkokvattnet. Försöket visade inga negativa effekter på vare sig tillväxt, foderintag eller tarmhälsa hos laxarna. Framöver kommer ingredienserna från processvatten även att testas i livsmedel.
Omega-3-rik olja gjord med en kall process från lax- respektive sillbiprodukter. Foto: Mehdi Abdollahi
Många framtida möjligheter
Utifrån denna karta av möjligheter vore det ett drömscenario att små lokala bioraffinaderier ploppade upp längs kusten, och tog hand om de restråvaror som genereras i en viss region. Man kunde på så vis dela på infrastruktur som till exempel dyr separations- och torkutrustning. Långa transporter för känsliga eller skrymmande råvaror som processvatten undviks, samtidigt som nya arbetstillfällen skapas i kustregionerna ihop med nya värdefulla produkter med en tydlig marknad.
Vi hoppas att forskningen bidrar till en sådan utveckling, och att industrin förändrar synen på sina biprodukter från att vara ett problem till en potentiellt värdefull råvara med många möjligheter.
