Optimalisering: OPENZ - Optimized enzymes for food applications

OPENZ er et prosjekt for optimalisering av nylig identifiserte enzymer for bruk innen bio-basert industri for prosessering av marine restråstoff. Norge har potensialet til å være ledende innen bærekraftig verdiskapning basert på marine ressurser. Fiskeri og havbruk genererer ca. 1 mill. tonn restråstoff årlig, slik som hode, rygg og innmat, som i stor grad benyttes til produksjon av fôr, oljer, ensilasje, eller kastes. Ettersom restråstoff inneholder en gunstig aminosyresammensetning, har de et stort potensiale for humant konsum. Det er et begrenset utvalg av enzymer (proteaser) som kan brukes i bioraffinerier til å konvertere restråstoff til peptider og aminosyrer. Kostnadseffektive kommersielle enzymer gir ofte et produkt med bitter smak og sub-optimalt utbytte. Dette representerer tekniske og biologiske barrierer for full kommersiell utnyttelse. Den spesifikke måten enzymene bryter ned fiskeproteiner på påvirker størrelse og egenskaper til peptidene, og også smaken på produktet. Utforskning av en større enzymkatalog med ulik spesifisitet er en attraktiv måte for å omgå disse flaskehalsene. Et konsortium av forretningsutviklere og to marin-orienterte forskningsinstitutt har i OPENZ arbeidet med nye, skreddersydde og innovative enzymløsninger for produsenter av marine ingredienser. Et referansesett av kommersielle enzymer er blitt karakterisert, og et bibliotek av mutanter har blitt utviklet. Mutantene ble sammenlignet med referansedata på kommersielt tilgjengelige enzymer på relevante substrater. Enzymene man gikk videre med er produsert ved mikrobiell fermentering. De mest lovende enzymvariantene har blitt testet ut i bioprosess under industri-relevante betingelser, hvor proteinutbytte ble kvantifisert og sammenlignet med villtype-varianter av enzymene. Testene viste en begrenset effekt på proteinutbytte i proteinhydrolyse. Prosjektet har bidratt til kapasitetsutvikling med ny kunnskap, metoder og tilnærminger som er viktig for nasjonal kompetansebygging av stor og varig verdi for norsk bioteknologisk industri. Dette inkluderer ny kompetanse innen enzymoptimalisering, utvikling av mikrobielle stammer for enzymproduksjon og evaluering av nye rekombinante enzymer til fremstilling av proteinhydrolysater, samt markedsinnsikt og kommersielle forståelse i verdikjeder hvor Norge har et klart konkurransefortrinn.

Prosjektet har bidratt til kapasitetsbygging med ny kunnskap, metoder og tilnærminger som har stor og varig verdi for norsk bioteknologisk industri. Dette inkluderer ny kompetanse innen enzymoptimalisering, utvikling av mikrobielle stammer for enzymproduksjon, mikrobiell fermentering og anvendelse av nye enzymer innenfor bioprosessering av marint restråstoff. Arbeidet knyttet til utvikling av mikrobielle verter nyttig for enzymproduksjon har allerede vist et betydelig potensial innen og relevans for norsk og internasjonal næringsliv innen bioteknologi. Dette underbygges blant annet av at noen av resultatene fra stammeutvikling videreføres i SFI Industriell Bioteknologi (SFI-IB) som skal etablere ny kunnskap, teknologi og innovasjon som er viktig for nasjonal kompetansebygging for norsk bioteknologibasert industri. Prosjektet har også avdekket behov for å utvikle norske R&D fasiliteter for produksjon og nedstrømsprosesser i produksjon knyttet til enzymer. Markedsinnsikt og kommersielle forståelse bygget i verdikjedene i prosjektet er knyttet til fagfelt og markedssektorer hvor Norge har et klart konkurransefortrinn. Prosjektet har ført til et tettere samarbeid mellom to ledende FoU aktører innenfor disse verdikjedene. I den sammenheng er det identifisert både utfordringer og muligheter for å lykkes med å levere enzymer til bioprosessering generelt, og spesifikt innen prosessering innen marint restråstoff. Samarbeidet mot internasjonale leverandører og produsenter har økt betydelig. Dette gir også ringvirkninger utover problemstillingen prosjektet adresserte da aktørene har interesser innenfor andre norske markedsområder.