Innovative products and technology-driven utilisation of rest raw materials (INTEREST)

InteRest-prosjektet fokus har vært på å bruke restråstoff fra nærings- og sjømatindustrien i prosesser som resulterer i nye verdiskapende produkter. Prosjektets mål har vært å utnytte disse materialene som ernæring til utvalgte sopp- og bakteriekulturer for produksjon av 1) høyverdige flerumettede fettsyrer (PUFA) fra sopp, og 2) probiotiske marine melkesyrebakterier for bruk til oppdrettsfisk. Vi har også hatt som mål å utføre en sosioøkonomisk undersøkelse av potensial for restråstoff fra grønn og blå sektor. Prosjektet har hatt 5 arbeidspakker (WP). WP1: Fiskepeptoner ble laget av fiskebiprodukter ved hjelp av proteinklyvende enzymer. Disse peptonene har blitt brukt til å dyrke sopp og carnobakterier (WP2). Kyllingrester er også blitt brukt til å produsere peptoner vha enzymbehandling med Alcalase eller Flavourzyme. Alcalase ga best utbytte. Noe arbeid ble også gjort på preparater lagd i større skala for egnethet til dyrkning av sopp. God vekst kunne oppnås, men mengden PUFA var lav i disse forsøkene. WP2: Restråsoff fra potet, fisk og kylling har blitt behandlet på flere måter og screenet for deres potensielle bruk som mediekomponenter egnet for vekst av Mucor circinelloides og PUFA produksjon. Potetrester og kyllingtarm var de mest lovende materialene. Prosessering inkluderte «steam explosion» (SE) og enzymatisk hydrolyse. SE viste seg å være en effektiv måte for homogenisering og for å øke løseligheten. Imidlertid må potetstivelse hydrolyseres for å effektivt produsere større mengder glukose, som trengs for PUFA produksjon av soppen. De prosesserte restråstoffene ble kombinert for å danne medier. Mediene ga soppvekst og PUFA produksjon på et lignende nivå som kommersielle medier. Imidlertid var oppnådde konsentrasjoner av fettsyrer, og spesielt gamma-linolsyre, neppe tilstrekkelig for en økonomisk lønnsom mikrobiell PUFA produksjon og videre optimalisering er derfor nødvendig. Karbon/nitrogen (C/N) forholdet i mediet er nøkkelen her. C/N ratio ble variert noe i forsøkene beskrevet ovenfor, men ytterligere arbeid på dette kreves for å øke mengden produsert PUFA. Dette arbeid er publisert. I samarbeid med et relatert forskningsrådsprosjekt (SingleCellOil, p.nr. 234258) har screenings- og målemetoder for PUFA i sopp blitt utviklet, særlig ved bruk av FTIR spektroskopi. Flere artikler på dette temaet er publisert. To stammer av Carnobacterium divergens med potensielt probiotiske egenskaper har blitt videre undersøkt mht vekst på fiskepeptoner. Mengden fiskepepton og andre mediekomponenter har blitt systematisk variert for å optimalisere vekst og sammenlignet med kommersielt medium. Det var mulig å øke veksthastighet og mengde total biomasse. Carnobakteriene har også blitt undersøkt mht antimikrobiell aktivitet in vitro. Våre forsøk kunne ikke verifisere tidligere publisert antimikrobiell aktivitet. Carnobakteriene ble senere i prosjektet dyrket i noe større skala for bruk i fôringsforsøk med torskelarver (WP4). WP3: To muggstammer (Mucor sp.) ble utvalgt for DNA-sekvensering. Det har vært meget utfordrende å få nok DNA med god nok kvalitet for å kunne brukes til sekvensering. En preliminær sekvens for M. circinelloides stammen som brukes i prosjektet (VI04473) er tilgjengelig, men er meget fragmentert. Det er nødvendig med en bedre sekvens (ved såkalt PacBio teknologi) for god nok annotering. I sluttfasen av prosjektet kunne DNA av god nok kvalitet prepareres fra biomasse med lav og høy PUFA innhold. Prøver ble sendt til Zymo Research for videre epigenetisk analyse. Disse resultatene kan også gi sekvensinformasjon, slik at genomsekvensen kan forbedres. Resultatene er ikke ferdige til prosjektslutt, men vil bearbeides videre med sikte på publisering. WP4: Et første fôringsforsøk med carnobakterier som probiotika til torskelarver viste ingen effekt. Forsøket ble gjentatt, med noen modifiseringer. Eldre torskelarver ble brukt da hypotesen var at immunsystemet må utvikles noe før man kan forvente en effekt av probiotika. I dette senere forsøket var det tydelige effekter på både vekstparametre (raskere vekst) og dødelighet (mindre for behandlede larver). Mikrobiotaanalyser viste at effektene ikke er årsaket av, eller følges av, store endringer i mikrobiotasammensetningen. Resultatene har blitt presentert på relevante konferanser og et manuskript er under bearbeiding. WP5: Undersøkelser av de sosioøkonomiske aspektene og verdipotensialet vedr. restråstoff i Norge er utført. To rapporter med beskrivelse av disse resultatene er skrevet. Den første av disse rapportene, som omhandler restråstoff fra jordbruket, er publisert (Nofima-rapport) og den andre rapporten (Nofima), med fokus på marint restråstoff, kan forventes rett etter prosjektslutt. En workshop, "Food2Food seminar", med både norske og internasjonale aktører, delvis i samarbeid med Innovasjon Norge, ble arrangert i 2016 på Nofima, Ås, for å belyse disse aspektene.

The InteRest project focuses on using rest raw materials from food and seafood industries in processes that result in new value-added food and neutraceutical products as well as ingredients for improved health in seafood biomass production. In this way, t he rest material is also considered as a product. The project represents a multidisciplinary and intersectorial approach for use of processed rest material biomasses as sources for new biotechnology-guided production processes of valuable products. The p roject aims to exploit these materials as nutritional additives to selected fungal and bacterial cultures for cost-efficient and sustainable production of 1) highly demanded high-quality poly-unsaturated fatty acids food components or neutraceuticals from fungi, and 2) requested probiotic marine lactic acid bacteria in early-/start-feed of marine fish. For additives providing enhanced synthesis, the underlying molecular mechanisms and related pathways will be revealed using state of the art technology app roaches such as genomics, transcriptomics, epigenetics and bioinformatics. Lessons from these analyses will provide important knowledge on which rest materials and processing steps are most efficient for each stage of the pathway. The aim is to produce pa rticular fractions of rest materials that separate or combined give optimal stimulation of fungal PUFA production for high-end food supplement and of probiotic carnobacteria for increased survival of juvenile cod in aquaculture. For the benefit of bioecon omy-based green and blue biotech and food industries, we also propose a socio-economic survey of agri- and aquaculture sources for food production, their rest materials and exploratory potential. We perceive the proposed InteRest activities and goals to be innovative and interdisciplinary representing intersectorial industry interests.