SNAP-prosjektet har som mål å utvikle nye anvendelser og produkter basert på utvalgte arter av dyrkede og villhøstede brun- og rødalger. Bruken av tang og tare øker raskt på verdensbasis, hvor mesteparten av kultivert biomasse brukes direkte som mat eller som tilsetningsstoff i mat. Det er videre en økende etterspørsel etter nye høyverdiprodukter basert på mer bærekraftige naturressurser. Komplekse karbohydrater (polysakkarider) fra tare har lovende og relevante egenskaper for flere ulike markedssegmenter. For å utnytte dette potensialet er det behov for ny kunnskap og metodikk for å effektivt isolere og karakterisere disse polysakkaridene, og for å forstå hvordan strukturene deres henger sammen med fysiske og biologiske egenskaper. Dette vil danne et viktig grunnlag og en forutsetning for å bruke polysakkarider fra tang og tare til nye produkter. Nye innovative anvendelser samt bioraffineri for effektiv utnyttelse av biomassen vil være viktige drivere for etablering av akvakultur av tang og tare i Europa i industriskala.
SNAP vil bidra ny kunnskap om struktur og sammensetning i viktige industrielle arter av brun- og rødalger, og benytte avanserte bioraffineriprosesser for å isolere polysakkaridfraksjoner av høy kvalitet. Disse polysakkaridene vil modifiseres med kjemiske og enzymatiske metoder, karakteriseres med tanke på struktur og funksjon, og bli brukt i nye produkter mot flere industrielle sektorer som inkluderer biomedisinske materialer, kosmetikk, og funksjonell mat og fôr. Prosjektet har et akademisk og interdisiplinært sterkt konsortium med seks forskningspartnere fra fem land (SINTEF (NO), NTNU (NO), KTH (SE), TLU (EE), UNITS (IT) and MARUM (DE)), og to industripartnere (IFF (NO) og Seaweed Solutions (NO)) som bidrar med villhøstet og dyrket biomasse, respektivt, samt nøkkelekspertise på produksjon, høsting og prosessering av tang og tare. Forventet avkastning fra SNAP er bede utnyttelse av tare som en bærekraftig og fornybar bioressurs, og utvikling og applikasjonstesting av nye høyverdi biobaserte materialer for eksisterende og nye industrielle anvendelser.
SNAP-prosjektet har etablert et integrert bioraffineri av brunalger i laboratorie- og liten pilotskala (<50 kg biomasse), som muliggjør sekvensiell isolering av alle biopolymere som det er arbeidet med i prosjektet (fucoidan, laminaran, alginat, cellulose) uten at det går på bekostning av utbytte eller kvalitet. I tillegg er det utviklet forbehandlingsmetoder for å bevare kvaliteten på biomassene og øke effektiviteten til bioraffineriprosessen. Biopolymerene har blitt karakterisert i bioassays og i ulike funksjonalitets- og applikasjonstester av partnerne. Et viktig aspekt av dette arbeidet har vært å sikre en høy renhet og kvalitet på polysakkaridene for å forstå struktur-funksjons sammenhenger og eliminere kryssreaktivitet fra forurensinger i biologiske analyser. Med hensyn til modifikasjon har konsortiet etablert og demonstrert ulike kjemiske og enzymatiske metoder for addisjon og fjerning av funksjonelle grupper, og for å produsere definerte kortkjedede oligosakkarider. Dette inkluderer funksjonalisering av alginat for å forbedre deres egenskaper i vevsteknikkapplikasjoner, generering av strukturelle varianter av fucoidan og karragenan for å studere antivirale og antiinflammatoriske egenskaper til sulfaterte polysakkarider, og produksjon av nanofibrillær og -krystallinsk cellulose for avanserte nanomaterialer og kompositter. Flere nye produkter har blitt generert i prosjektet.
SNAP has provided new protocols for fractionation and increased utilisation of algal biomass, including use of enzymes in processing. This work is essential to be able to deliver pure and characterised polymer fractions from seaweed. SNAP main delivery has been development and delivery of highly characterised materials based on the selected marine biopolymers alone, in combination and in different level of modification and functionalization. The modified polymers and produced materials have been evaluated for biomedical applications including cell cultivation and regenerative medicine, in functional foods, in advanced functional bio/nanomaterials and in cosmetics. Some of the work is ground-breaking. As an example, for the polysaccharides from cultivated seaweed studied in SNAP there are currently no product on the market, partly due to limited knowledge on the structure and the quality of the molecules present (e.g alginate, fucoidan, laminaran, cellulose). SNAP has been contributing to bridging crucial knowledge gaps in seaweed research trough it's focus on delivery of pure and highly characterised macroalgal biopolymers. This starting point is necessary to be able to understand chemical, physical and biological properties. This is the key for design of innovative products for a range of applications in several markets and industrial sectors. The work in SNAP has followed the proposed research plan in the grant application, and data will be published after evaluation of IP. Several papers have been published so far and several additional manuscripts are now being prepared for publications. Furthermore the result from SNAP has been presented on key seaweed conferences and communicated in media. The results and papers from SNAP are covering several industrially relevant technologies, novel products and novel applications. The data is ranging from identification and characterisation of novel fucoidan active enzymes, use of enzymes in processing of biomass and tailoring of biopolymers, development of novel methylated and methacrylated alginates for bioprinting, highly characterized seaweed derived cellulose with unique properties, and novel biomaterials made directly from the algal biomass.
The future bio economy is reliant on increased utilization of marine resources to meet increasing needs for food, feed, materials and products. Seaweed is an underutilized biomass in Europe with a great potential for value creation and industry development. The SNAP project is innovation-focused and aims to develop novel products by upgrading and modifying five different polysaccharides (alginate, cellulose, fucoidan, laminarin and carrageenan) from selected brown and red algae: Laminaria hyperborea, Saccharina latissima, Alaria esculenta and Chondrus crispus. A consortium with extensive infrastructure and competence in seaweed and marine polysaccharide research and innovations has been established. SES is a Norwegian seaweed farming and processing company, and DuPont has broad experience in seaweed utilization and is a major manufacturer of high-quality hydrocolloids from brown and red algae. Tallinn University has expertise in processing, isolation and utilization of valuable compounds from a wide range of seaweeds. The Royal Institute of technology has expertise in plant and seaweed polysaccharide structural elucidation and development of polysaccharide-based products. The Norwegian University of Science and Technology and SINTEF have decades of experience on structural characterization and chemoenzymatic tailoring of marine polysaccharides. University of Trieste has expertise in making advanced biomaterials from marine biopolymers. The University of Bremen has expertise in discovery and use of biopolymer-modifying enzymes. SNAP will improve processing methods by enzymatic approaches allowing for complete utilization of biomasses. Furthermore, important knowledge on the structure/function relationship of the polysaccharides by the use of advanced analytical techniques will be obtained. Next, SNAP will deliver
highly defined chemoenzymatic functionalized oligomers and polysaccharides, and novel materials targeting selected markets and high cost applications.