Development of an optimized microbial strain for direct conversion of CO2 into biomass for feed production

Produksjonen av laks i Norge er knyttet til bruk av soya som en viktig ingrediens. Dyrking av soya er i en del sammenhenger koplet avskoging i Brasils Amazonas-regnskog. Amazonas er avgjørende for jordas resirkulering av karbon som binder enorme mengder karbon og er derfor viktig for den totale klimaregnskapet. Mye av Amazonas nærmer seg vendepunktet fra å være regnskog til savanne. Det som er enda mer alarmerende er at produksjonen av protein til laksefôr bør økes betraktelig for å imøtekomme veksten i akvakultur. Tiden for å handle er nå. Gas2Feed utvikler en prosess for produksjon av protein helt uavhengig av geografi, klima og værforhold. Prosessen er bekreftet å ha det laveste karbonavtrykket blant alle kjente proteinkilder. Den bruker bioteknologi som en av pilarene i den fjerde industrielle revolusjonen. Mikrobene som kalles knallgassbakterier dyrkes i bioreaktorer forbruker hydrogen, oksygen og CO2 som hovedråstoff, og er således elementer av vann og luft. Den resulterende biomassen er rik på protein og er i sin sammensetning en utmerket proteinkilde for laks. Feedora-prosjektet innebærer design og konstruksjon av en spesialtilpasset bakteriestamme som er optimalisert for fremstilling av ernæringsproteiner for i første omgang bruk i fôr til laks, men på sikt også til andre dyreslag. En vellykket stamme vil bli skalert i Gas 2 Feed-pilotanlegget bygget i det RCN-sponsede prosjektet SCoFeed.

The primary innovation of the proposed Feedora project represents an improved process for salmon feed production by developing an optimized strain of Cupravidus necator as a cell factory for high-protein biomass. This bacterium is known for its vast metabolic versatility, including the direct conversion of CO2 and hydrogen into biomass. Presently C. necator growth is associated with accumulation of intracellular granules of polyhydroxybutyrate (PHB), reducing the overall nutritional value of the produced microbial biomass and its application as a fish feed due to the low digestibility of PHB. The project aims to create a PHB-negative strain capable of utilizing CO2 side streams to produce biomass with high protein content, hence converting CO2 into high-quality feed ingredients. Decreasing the PHB content will increase the efficiency of the entire value chain by optimising the biomass yield on CO2 and H2. From this optimised yield follows more efficient, cheaper and more sustainable feed, and subsequently food, production. The altered production chain converting CO2 into feed ingredients will have a reduced impact on the environment compared to current feed production, as it does not only contribute to reduction in greenhouse gas (CO2) emissions, but will also aim at developing a process with more efficient CO2 and energy conversion, and hence increase efficiency in land and energy utilization.