Tilbake til søkeresultatene

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning

Recycling of rest raw materials from bio-based industry by production of low trophic Crustaceans (Gammaridae) for new marine ingredients

Alternativ tittel: Resirkulering av restråstoff fra bio-baserte næringer ved dyrking av lavtrofiske krepsdyr til nye marine ingredienser (BIOCYCLES)

Tildelt: kr 9,5 mill.

Prosjektnummer:

295063

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2019 - 2023

Fagområder:

Samarbeidsland:

En stor andel av bio-baserte organiske restråstoff blir i dag i liten grad utnyttet eller brukt til lav-verdi-anvendelser som biogassproduksjon eller forbrenning. Dyrking av arter lavt i næringskjeden («lavtrofiske arter») kan være et bærekraftig alternativ for å resirkulere verdifulle næringsstoffer i slike restråstoff. Én slik lavtrofisk art er marine krepsdyr i slekten Gammarus som viser stort potensial for industriell produksjon. Disse kan dyrkes på næringsfattig organisk materiale og representerer en næringsrik biomasse som inneholder lipider, proteiner og karotenoider. Ved bruk av egnede dyrkingsbetingelser kan dermed gammarider representere en verdifull kilde til disse næringsstoffene, som det er mangel på globalt, som ingrediens i mat, helsekost og akvakulturfôr. Hovedmålet i prosjektet BIOCYCLES er å øke ressursutnyttelse og bærekraft i dagens biobaserte næringer ved å utvikle en ny biomarin produksjon som resirkulerer ulike typer restråstoff og omdanner disse til nye marine bioressurser. Prosjektet har jobbet tverrfaglig og på tvers av sektorer med mål om å 1) utvikle strategier for å behandle ulike typer restråstoff fra trevareindustri, akvakultur og jordbruk for å fremskaffe et substrat egnet for gammaridae-kultivering, 2) optimalisere dyrkingsbetingelser for gammarider og vurdere strategier for å resirkulere næringsstoffer i produksjonsvannet, og 3) finne effektiv prosessteknologi for å fremstille marine ingredienser egnet til fôr og mat, og 4) analysere sosio-økonomiske aspekter av fremtidens proteinproduksjon, som gammarider vil være en del av. Konsortiet består av SINTEF Ocean (koordinator), NIBIO, RISE-PFI og CSIC som prosjektpartnere, og aktører fra flere ulike bio-baserte industrier fra blå- og grønn sektor, Mattilsynet, og Innovasjon Norge som medlemmer i referansegruppen. Gammarider av arten Echinogammarus marinus har blitt samlet inn fra fjæra ved Trondheimsfjorden, og har blitt kultivert ved dyrkningslaboratoriet hos SINTEF Ocean. Ulike substrater har blitt testet for å se om gammaridene godtok dem som fôr. Vekstforsøk viste blant annet at nyklekte gammarider kunne vokse utelukkende på rester fra poteter, og at de langkjedede fettsyrene DHA og EPA fantes i dyrene, selv om slike fettsyrer ikke kom fra dietten. I prosjektet har man jobbet med kartlegging av gener/enzymer i LC-PUFA biosyntesen. Resultatene fra E. marinus er sammenlignet med resultater fra andre marine gammaridearter (G. locusta) i tillegg til ferskvannsarten G. pulex. Dyrkningsforsøkene viser at selv om gammarider generelt aksepterer mange ulike typer restråstoff som substrat, er det stor forskjell i overlevelse og vekst, også for ulike gammaridearter. På bakgrunn av resultatene i dette og tidligere prosjekter, er det vurdert at E. marinus er mer utfordrende å kultivere enn G. locusta. Et av delmålene i prosjektet var å undersøke om man kan resirkulere næringsstoffer i avløpsvannet som kommer fra karene med gammarider ved kultivering av mikroalger. Analysene av avløpsvann fra produksjonskar på lab viser imidlertid at konsentrasjonen av næringstoff er for lavt for å få vekst av mikroalger. Det er gjort vurderinger av mulig individtetthet og andre betingelser man kan ha i en kommersiell produksjon, men det har ikke vært mulig å gjøre reelle målinger i slike systemer siden de ikke finnes. I mangel på egnet avløpsvann, har man gjort forsøk med dyrkning av relevante mikroalgearter ved bruk av standardmedia. De produserte mikroalgene er testet både som et fôrtilskudd til gammarider, og som biostimulant for basilikumplanter. Den kjemiske sammensetningen av gammarider (marine proteiner, -lipider og astaxanthin) gjør at de kan være egnet til å brukes direkte som fôr, men det er også en interessant biomasse for andre og mer høyverdige anvendelser. Ulike prosesseringsmetoder er evaluert for å kunne fremskaffe trygge, næringsrike og stabile ingredienser til mat, fôr eller kosttilskudd fra gammarider. Separasjon av forskjellige komponenter, som lipider, proteiner og skall, kan være én strategi. Lipidinnholdet er sannsynligvis for lavt for effektiv separasjon uten bruk av løsemidler. Analyser av uønskede stoffer (tungmetaller m.m) viser at innholdet var godt under grenseverdiene tillatt for fôringredienser produsert fra skalldyr. Behovet for nye kilder til protein og lipider går på tvers av blå- og grønn sektor, og det er også en voksende aktivitet innenfor håndtering av organiske sidestrømmer fra disse sektorene. I 2022 ble det arrangert et arbeidsseminar hvor aktører fra akademia, industri fra ulike sektorer, og myndigheter bidro. Målet for dette arbeidsseminaret var å favne om helheten, industridynamikken og å vise fremdriften i utviklingen av ny, storskala norsk sirkulær bioøkonomi med vekt på proteinproduksjon. Et hovedfunn ved den sosioøkonomiske analysen er at tilførselen av protein kan bli mye mer elastisk enn den er i dag, og at energikostnader vil kunne være en hovedfaktor for prisen på nye proteiningredienser.

The project has accelerated multidisciplinary and cross-sectional cooperation within the bio economy. The project has lead to increased knowledge on low trophic cultivation on sidestreams, which may represent a more sustainable production of biomass than traditional food production. BioCycles has shown that Gammarids has the potential to recycle organic rest raw materials from bio-based industries and represent a nutritional biomass suitable for both feed and food. Gammarids cultivated according to the regulations can be processed into nutritional ingredients suitable both for human consumption and feed purposes. The project has laid the basis for future commercial exploitation of Gammaridae cultivation. In a longer term – by establishment of a new industry based on low trophic cultivation, the project may contribute to higher resource efficiency, increased availability of nutritional and more sustainable raw materials for use in feed or human consumption, and new jobs. BioCycles have had an active dialogue with different stakeholders, and contributed to increased knowledge amongst researchers, industry, policy makers/administration, regarding possibilities and challenges when it to side stream usage, recirculation, and biotransformation, and driving forces for creation of new bioindustries, where market and demands for both substrates and products, and regulatory aspects are important factors. A large part of the knowledge is generic – and can be applied in studies of other types of bioconversions and new and circular industries. The project has led to increased international cooperation, and the abilities of converting side streams by low trophic cultivation of invertebrates will be further explored in several international research project (in example SIDESTREAM and BLUEGREENFEED).

BIOCYCLES aims to increase the sustainability of today's bio-based industries by creating a new biomarine production based on cultivation of crustaceans that recycles and fully utilizes rest raw materials and converts them into new bioresources. The basis of a modern bioeconomy is high resource efficiency and recycling of nutrients. A large portion of bio-based organic residues are currently used for low value applications such as biogas or energy. Cultivation of low trophic organisms is a highly relevant and innvoative approach to increase the value of bio-based rest raw materials and to recycle nutrients from them. Marine low-trophic organisms with great potential for commercial production of marine biomass are the small crustaceans Gammaridaes, which can be cultured on nutritionally poor diets – and result in highly nutritious biomass. The lipids, mainly composed of omega-3 rich phospholipids, are probably one of the most interesting fractions, followed by proteins and carotenoids. Importantly there exist strong molecular evidence suggesting that Gammaridaes have enzymatic capability to biosynthesise omega-3 unsaturated fatty acids (HUFA) de novo and, with optimized culture protocols, Gammaridaes can represent excellent sources of these nutrients. BIOCYCLES will develop handling and pre-treatment strategies for different bio-based rest raw materials from forestry, aquaculture and agriculture to obtain suitable substrates for the Gammaridaes. Cultivation conditions will be optimized, and sustainable processing technologies for Gammaridae will be developed, to extract and produce marine ingredients suitable for e.g. food or feed. The possibilities and consequences of upscaling selected production processes will be evaluated in an environmental, social and economic perspective. The project group consist of highly experienced researchers covering a broad range of scientific disciplines – actively involving relevant industries and stakeholders in the project.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning