OMEGA: fish Oil MicroEncapsulation Generating fortified food products for improved humAn health

I Omega-prosjektet forsker vi på muligheten for å lage mat som kan hjelpe folk med å øke inntaket av helsebringende fiskeoljer, og på samme tid utnytte restråstoff fra fiskeproduksjon på en bedre måte. Prosjektet er et samarbeid mellom SINTEF, NTNU og Høgskulen på Vestlandet, sammen med Danmarks Tekniske Universitet og Amity Universitet i India. Flerumettede omega-3 fettsyrer, kalt Omega-3 fiskeoljer, har en godt dokumentert positiv effekt på vår helse. Likevel er det en vesentlig del av befolkningen som ikke inntar den mengden fisk som er anbefalt for å utnytte helseeffekten. Dette skyldes i hvert fall delvis uønsket lukt og smak av fisk og fiskeprodukter. Ved å innkapsle omega-3 oljer i mikrokapsler, kan omega-3 beskyttes mot oksidasjon som gir usmak, og mikrokapslene kan tilsettes direkte i matprodukter for å sikre at folk har et stort nok inntak i sin hverdag uten å måtte ty til tradisjonelle kosttilskudd som for eksempel trankapsler. Samtidig er det viktig å øke utnyttelsen av restråstoff som skinn og bein fra nasjonal fiskeproduksjon. En utfordring er å utvinne omega-3-oljer og proteiner av tilstrekkelig god kvalitet til bruk i mat fra restråstoff. I tillegg kan forbrukerne ha reservasjoner mot å spise mat som er basert på råvarer fra restråstoff. I OMEGA-prosjektet vil vi forbedre ekstraksjon av omega-3 oljer og fiskegelatin fra restråstoff fra lakseproduksjon. Lakseoljen som er ekstrahert fra ferske skinn og bein i prosjektet har et meget lavt innhold av oksidasjonsprodukter som peroksider (PV>4 meq/kg olje) og aldehyder (AV<2). Det ble oppnådd helsebringende omega-3 fettsyrer i oljen (EPA og DHA) tilsvarende 5% av fettsyreinnholdet totalt. Vi ser at valget av teknologisk løsning for ekstraksjon av olje har stor effekt på kvaliteten av den ekstraherte oljen. En krystallisasjonsprosess har blitt testet for å for å fjerne noen mettede fettsyrer fra lakseoljen slik at en oppkonsentrering av ummettede fettsyrer oppnås. Enzymatisk modifisering er en alternativ teknologi for å øke omega-3 fettsyremengden i lakseoljen og vi er i gang med studier av dette. Vi ser også på muligheten for å bruke oljeløselige ekstrakter fra planter som antioksidanter. En blanding av tumarsyre-, nellik- og sort pepper-ekstrakter var mest effektiv for å redusere oksidasjon i lakseoljen. Ulike for-behandlinger er anvendt for å fjerne ikke-kollagent materiale fra lakseskinn. Flere ekstraksjonsteknologier ble undersøkt for å identifisere hvilken teknologi som gir best utbytte og sammensetning av aminosyrer for gelatin. Både gelatin fra lakseskinn og laksebein og fra hoder av hvit fisk (som referanse) er fremstilt for testing som veggmateriale i mikroinnkapsling av olje. I tillegg ble mengde og kvalitet av ekstrahert gelatin ved bruk av ulike preserveringsmetoder (frysing, salting og preservering med lav pH) evaluert for lakseskinn. Fraksjonering i flere trinn og prosesseringsteknologi er tatt i bruk for å sikre full utnyttelse av restråstoff i form av lakseskinn. Den rene omega-3-oljen blir innkapslet i mikrokapsler for å forhindre degradering av oljen og for å maskere uønsket lukt og smak. Det er foreløpig oppnådd mikrokapsler med olje både med og uten tilsatte antioksidanter, og disse er under evaluering med tanke på holdbarhet. Vi har undersøkt effekten av ulike mikrokapsel veggmaterialer som gum Acacia (gummi arabicum) i kombinasjon med laksegelatiner for innkapsling av lakseolje. En ny spraytørkemetode hvor lakseoljen mikroinnkapsles og samtidig belegges med en sekundær barriere er ferdig utviklet, og gir forbedret beskyttelse av lakseolje, samt partikler som er mer stabile i mat systemer. Pulver av mikroinnkapslet lakseolje laget med laksegelatin i kapselveggen har blitt blandet inn i ulike mat-systemer for å studere funksjonalitet, stabilitet og sensoriske egenskaper i ulike matrikser. Ved to anledninger har vi demonstrert henholdsvis mikrokapsel-beriket smoothie, og mikrokapsel-beriket brød og suppe. Dette gav oss verdifulle tilbakemeldinger fra deltakerne. Vi undersøkte også hvordan forbrukerne oppfatter matvarer som inneholder produkter (proteiner og oljer) fra marint restråstoff. En fokusgruppe-studie er utført med >40 deltakere som ble intervjuet om valg av mat, bærekraft, beriket mat, samt tanker om å inkludere mat med underutnyttede fiskedeler i sitt kosthold. Resultatet indikerer markedspotensialet for slike produkter, men smak og tekstur kan være en utfordring. For å se nærmere på dette, har vi utført en sensorisk evaluering av jordbær-smoothie beriket med ulike mengder mikroinnkapslet lakseolje. 102 forbrukere smakte på og evaluerte smoothiene mhp smak og kjøpsintensjon, og valgte hvilke sensoriske egenskaper de mente best beskrev smoothiene. Forbrukernes generelle interesse for helse, skepsis til nye matvarer og bekymring rundt miljøutfordringer ble også evaluert.

Despite the well-documented effects of polyunsaturated omega-3 fatty acids in fish oils on human health, a significant fraction of the population does not consume the 2-3 fish meals per week required to reap these health benefits, at least in part due to unwanted smell and taste of fish and fish products. In OMEGA, we seek to overcome these challenges by (i) improving extraction of omega-3 oils and fish gelatin from salmon rest raw materials (RRM), (ii) microencapsulating fish oils to avoid degradation and mask off-flavours, (iii) incorporating the microencapsulated fish oil into food products, and (iv) evaluating the resulting sensory properties and consumer acceptance. The OMEGA project will move beyond the state of the art and will address key aspects in order to improve encapsulation of fish oils with salmon gelatin to facilitate increased local use of domestic raw materials. Additionally, OMEGA will investigate and seek to address consumer concerns and perceptions towards RRM based materials. Critical R&D challenges to be addressed in OMEGA include producing sufficient quality oils and gelatine from farmed salmon RRM, and developing fish oil microcapsules which are sufficiently stable to protect the oil from oxidation during incorporation in accessible food products. The project will also address consumer perceptions of RRM fish oils and fish gelatins, and whether micro-encapsulation will ameliorate concerns regarding perceived off flavours / materials traditionally associated with fish and fish products. The OMEGA project will move significantly beyond the state of the art, and will address key aspects of the associated challenges, working to improve encapsulation of fish oils from RRM with fish gelatine and their incorporation into accessible food stuffs. The knowledge gained in OMEGA will have translational value towards fortification of food with different oils and marine RRM.