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 og forbruker hydrogen, oksygen og CO2 som hovedråstoff, og er således elementer av vann og luft tilsvarende fotosyntesen. Den resulterende biomassen er rik på protein og er i sin sammensetning en utmerket proteinkilde for laks.
Feedora-prosjektet har arbeidet med 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.
- Styrket strategisk forståelse av mikrobiell proteinproduksjon i et bærekraftsperspektiv
Prosjektet har bidratt til en dypere forståelse av hvordan mikrobiell produksjon kan inngå som en sentral løsning i overgangen til et mer klimavennlig og sirkulært matsystem. Arbeidet med Cupriavidus necator har konkretisert hvordan autotrof dyrking basert på CO2 og hydrogen muliggjør produksjon av protein med nær nullutslipp og uten behov for landareal eller ferskvann. Dette har styrket både faglig og strategisk kompetanse knyttet til hvordan bioteknologi kan erstatte tradisjonelle jordbruksbaserte råvarer og bidra til et mer robust og bærekraftig fôrmarked.
- Biologisk kompetanse om PHB metabolisme og karbonfluks
Prosjektet har gitt en mer detaljert forståelse av de metabolske og miljømessige faktorene som styrer PHB akkumulering i C. necator. Innsikten i hvordan karbonfluksen omdirigeres under stress, og hvilke enzymatiske trinn som er mest kritiske for å blokkere PHB syntesen, har styrket evnen til målrettet stammeutvikling for høyere proteinutbytte.
- Nye metoder som endrer laboratoriepraksis
Etableringen av en FACS basert høygjennomstrømningsmetode for kvantitativ måling av intracellulært PHB representerer en betydelig teknologisk oppgradering. Optimaliserte fargingsprotokoller og rutiner for sortering av subpopulasjoner har effektivisert laboratoriets arbeidsform og gjort screening langt mer effektiv.
- Endret tilnærming til stammeutvikling
Prosjektet har gitt praktisk erfaring med kjemisk mutagenese som et regulatorisk akseptabelt alternativ til GMO teknikker. Dette har ført til etablering av store mutantbiblioteker, systematisk fenotypisk seleksjon og en mer datadrevet tilnærming til identifisering av kandidater med redusert PHB innhold.
- Økt forståelse av regulatoriske rammer
Arbeidet har styrket kompetansen om hvilke genetiske endringer som er tillatt for mikroorganismer brukt som fôringredienser, og hvordan mutagenese kan brukes uten å utløse GMO klassifisering. Dette har endret beslutningsgrunnlaget i utviklingsarbeidet og gjort organisasjonen bedre rustet til videre kommersialisering. Crisper-CAS vil muligens i fremtiden gi ytterligere verktøy i denne verktøykassen
- Kompetanse innen oppskalering og industriell prosessforståelse
Forberedelsene til pilotkjøringer har gitt økt innsikt i overføring fra lab til pilotskala, tilpasning av fermenteringsparametere og vurdering av stammeegenskaper under industrielle betingelser. Selv om prosjektet ble stoppet før full verifikasjon, har denne fasen gitt viktig læring om krav til robusthet og prosesskontroll.
- Tverrfaglig praksis og varige metoder
Prosjektet har styrket samhandlingen mellom mikrobiologer og prosessingeniører og etablert mer integrerte arbeidsprosesser. De utviklede metodene, dataene og innsiktene – inkludert FACS plattformen og det delvis karakteriserte mutantbiblioteket – gir et solid fundament for fremtidige prosjekter innen bærekraftig mikrobielt protein.
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.
