BIOTEK2021-Bioteknologi for verdiskaping

Målet i ARRIVAL er å produsere melk, egg og kjøttproteiner ved hjelp av fermentering og celledyrking, med norske råvarer og bi-produkter som innsatsfaktorer. Videre er målet med prosjektet å utforske mulige samfunnsmessige potensialer og hindringer for å inkludere dette i nye matprodukter. Vi har avholdt tre prosjektmøter for alle deltakerne, to fysiske på Nofima ÅS og ett digitalt. I tillegg har vi hatt tre digitale styringsgruppemøter og flere interne møter i arbeidspakkene. Vi arrangerte en workshop på Sintef for WP1 og WP3 med faglige presentasjoner og laboratorieomvisning. Sissel B. Rønning har vært i organisasjonskomiteen for to internasjonale konferanser, hvor flere deltakere bidro med foredrag og postere. Jamal Osman fullførte sin masteroppgave sommeren 2024, og Solvor Rustad har startet som masterstudent i WP1. ARRIVAL har blitt medlem av Senter for Digitalt Liv Norge og vil delta på årskonferansen i oktober 2024. Det første året av prosjekt ARRIVAL har TINE i tre runder bidratt med sidestrømmer fra produksjon av hvitost, cottage cheese, konsentrert yoghurt og proteinkonsentrert melk, produsert ved fire ulike meierier. Disse sidestrømmene er behandlet med laktase i TINEs produktutviklingspilot for å frigjøre glukose, og benyttet som karbonkilde til Pichia og produksjon av melkeprotein. Norilia har bidratt med evaluering og valg av pluss-produkter, både som kilde av nitrogen til presisjonsfermentering og som mikrobærer og scaffold for cellevekst til laboratoriedyrket kjøtt. Tidligere har Norilia bidratt med å levere eggeskallmembran, som ble uttestet som en mulig mikrobærer. I år har Norilia levert hud splitt fra storfe til arbeidet med mikrobærer og scaffold. Nortura har deltatt i diskusjoner og bidratt på møter gjennom prosjektperioden. Vi har valgt gjærtypen Pichia pastoris til arbeidet med å lage animalske proteiner ved hjelp av presisjonsfermentering. Gjærstammer som uttrykker melkeprotein og eggehviteprotein er konstruert ved hjelp av CRISPR/Cas-teknologi. Vi har prosessert og karakterisert fem sidestrømmer fra meieri, og vist at disse egner seg bra som karbon-kilde i produksjonen av melkeprotein i Pichia. Vi arbeider også med å optimalisere sammensetningen av innsatsfaktorer for dyrking av produksjonsstammene, for å utvikle et enklere og mer prisgunstig vekstmedium som samtidig gir god vekst og proteinproduksjon. Vi undersøker om bakteriell cellulose (BC), eggeskallmembran (ESM) og alginat egner seg som biomaterialer for dyrket kjøtt. Muskelceller fra storfe vokser fint på disse materialene og produserer muskelmarkører, men mister viktige egenskaper over tid, noe som krever optimalisering. Forsøk på å bruke celler som “lim” mellom lag av BC eller ESM mislyktes, så dette sporet er avsluttet. Vi utforsker nå kombinasjonen av BC og alginat som bio-blekk for 3D-printing, med lovende resultater. Vi har også utviklet alginat- og ESM-kuler som substrat for cellevekst. Cellene vokser fint i statiske kulturer, men cellene faller av i bioreaktorer. Arbeidet med andre biomaterialer som hud-splitt fra storfe og decellularisert kyllinghjerte er påbegynt. Ved oppstarten av ARRIVAL gjennomførte vi en verdenskafé for å diskutere de store samfunnspørsmålene: politiske konsekvenser av labfremstilt kjøtt, vinnere og tapere, forholdet til naturen og forbrukernes syn og tanker. Denne problematikken ble også diskutert på en verdenscafe arrangert på den internasjonale konferansen AFINO (Responsible Research and Innovation). I samarbeid med to engelske universiteter har ARRIVAL startet utviklingen av og testet et undervisningsopplegg om fremtidens proteiner rettet mot grunnskolen. Vi har, i samarbeid med de strategiske prosjektene ved Nofima, (Precision og FoodforFuture) gjennomført en forbrukerundersøkelse om dyrket kjøtt. Den viser at holdningene spriker, fra stor entusiasme til vemmelse. Nå planlegger vi en tilsvarende forbrukerundersøkelse om presisjonsfermentering. På Eursafe 2024 (European Society of Agricultural and Food Ethics) presenterte vi undervisningsopplegget og kritiske refleksjoner om finansieringen av såkalte alternative proteiner. Vi presenterte også resultater fra forbrukerundersøkelsen. Teknologirådet har dette året jobbet med å kartlegge trender som vil påvirke en eventuell utvikling og politikk for dyrket kjøtt i Norge fremover. Gjennom en metode som kalles horisontskanning har vi jobbet med å samle tidlige signaler på utviklingstrekk som vil ha innvirkning på cellebasert landbruk, eller som cellebasert landbruk vil påvirke. Horisontskanning hjelper oss både å se framover i tid og å se ulike områder i sammenheng. Formålet er å identifisere de viktigste spørsmålene som fagmiljøene, politikere, bransjen og offentligheten kan ha nytte av å tenke på allerede nå for å vurdere hvorfor og hvordan cellebasert landbruk bør utvikles og reguleres i en norsk kontekst. Vi har jobbet med horisontskanning både i form av litteraturgjennomgang og medvirkende metoder.

Global food production must increase more than 60% towards 2050, and as a result, there has been increasing pressure on the livestock sector to meet the growing demand for high-value animal protein. Although plant-based alternatives have a lot of potentials, these cannot truly mimic animal proteins, recreate the nutritional value, nor the mouthfeel, taste, or functionality. Also, from a circular bioeconomy perspective, increased recycling of waste streams from food production will be necessary. We will employ ground-breaking new, enabling, and fundamentally different technologies to produce food proteins by Cellular Agriculture (CellAg). There are two kinds of CellAg production systems, precision fermentation, and cultured meat, and in ARRIVAL we will use both to produce milk, egg, and meat proteins, homologous to proteins normally produced through conventional agriculture, using Norwegian raw materials and by-products as input. CellAg is a revolution in food production that can lead to major changes in agricultural production and ownership, land use, policymaking, food habits, and ethical questions. In ARRIVAL we aim to enable wider implementation of alternative animal protein sources in food production chains, as well as preparing society, consumers, and the food industry for the potential impacts of this radical shift in production methods. In addition to investigating the technological changes CellAg represents, we will through a transdisciplinary approach explore the foundations that must be laid before Norwegian consumers and society will and can adapt to this technology. Through ARRIVAL we will develop enabling biotechnology and knowledge, which will improve and modernize the existing land-based food industry. The novel biotechnological methodology to be developed will in long term potentially be the foundation of a new kind of Norwegian food industry that will produce tomorrow's food in a smart, sustainable, and innovative way.