Molekylvekt er en nøkkel til god proteinkvalitet
Jevn kvalitet er nøkkelen til gode produkter. Ved å bestemme molekylvekten og dermed størrelsen på proteinene, kan Nofima-forskere karakterisere og kontrollere proteinkvaliteten.
Kvalitetskontroll er en vesentlig del av alle typer produksjon – og et felt som virkelig interesserer Bijay Kafle, stipendiat i Nofima og DigiFoods. Han jobber med analyse av proteinkvaliteten i melk og restråstoff fra fjørfe og fisk.
En fremtid innen spektroskopiske teknikker
Bijay utvikler applikasjoner ved hjelp av FTIR-spektroskopi (Fourier Transform Infrarød spektroskopi). Instrumentet han jobber med er enkelt og relativt rimelig å bruke. Målet er å kunne bruke slike FTIR-instrumenter direkte på prosesslinjer i næringsmiddelindustrien.
– Jeg har tidligere brukt forskjellige spektroskopiteknikker og andre tekniske instrumenter. Jeg ønsker å jobbe med kvalitetskontroll av ulike matvarer og medisiner ved hjelp av ulike spektroskopiske teknikker, også i fremtiden, sier Bijay.
Fra kjæledyrfôr til menneskemat
Norilia og Biomega er industripartnere i Digifoods. Bedriftene behandler restråstoff fra henholdsvis fjærfe og fisk, og produserer blant annet proteinhydrolysater (proteinpulver laget ved hjelp av en prosess som heter enzymatisk hydrolyse) av restråstoffet.
Det meste av produktene fra disse prosessene selges i dag som dyrefôr og kjæledyrfôr.
Et langsiktig mål er å bruke en større del av proteinhydrolysatet til mat og kosttilskudd. Flere av disse produktene er allerede på markedet eller under lansering, men en slik endring krever jevn og god kvalitet.
Denne kvaliteten er vanskelig å dokumentere jevnlig, siden man ikke har analysemetoder for dette i prosessen. I stedet skjer dokumentasjonen i etterkant gjennom eksterne analyselaboratorier. Fremover kan dette bli enklere.
Nofima-forskere har funnet ut at gjennomsnittlig molekylvekt er en god parameter for å overvåke hydrolyseprosessen og kontrollere proteinkvaliteten. Molekylvekten kan brukes som en kvalitetsindikator, både når det gjelder smak, funksjonelle egenskaper og sammensetning.
– Vi er i ferd med å utvikle forskjellige applikasjoner basert på FTIR-målinger av proteinhydrolysater. Dette gjelder både molekylvekt, sammensetning og andre egenskaper. Målet er at et FTIR-instrument skal kunne brukes i industrien, både til å overvåke hydrolyseprosessen og å dokumentere produktkvalitet, sier Nils Kristian Afseth, seniorforsker i Nofima. Han er en av Bijays veiledere.
Tester ulike FTIR-teknikker
Foreløpig jobber Bijay mest i laboratoriet. Han sjekker kvaliteten på laboratoriebaserte proteinhydrolysater, og sammenligner disse med hydrolysatprøver hentet fra næringsmiddelsbedriftene.
Han bruker ulike prøvetakingsteknikker i arbeidet.
– Det er nødvendig å tilpasse målemetoder og instrumenter til prøven som faktisk skal måles. Vann kan for eksempel forstyrre proteininformasjonen i FTIR-spektra, derfor kan vi ikke bruke et standard måleoppsett på slike prøver. Siden proteinhydrolysatene i utgangspunktet inneholder vann, må vi tilpasse FTIR-metoden. Enten ved å benytte andre FTIR-teknikker eller ved å tørke prøvene til en film, forklarer Bijay.
Fra spektroskopiteknikkene får man et FTIR-spektrum, som viser sammensetningen av de ulike komponentene i proteinhydrolysatene. Forskerne bruker komplekse regresjonsanalyser for å analysere dataene fra disse spektrene, og utvikle beregningsmodeller for blant annet molekylvekt.
Skal teste prototype i industrien
Sammen med forskere fra SINTEF Digital er Bijay i ferd med å utvikle en tørrfilm FTIR-prototype som skal sammenlignes med de etablerte laboratorieinstrumentene, kalibreres og tas med til industribedriftene for industriell prøveanalyse.
– Prototypen vi utvikler må ha en størrelse og utforming som er tilpasset prosesslinjene i industrien, og den må tåle mer enn instrumenter vi bruker i laboratoriene, forteller Marion O’Farrell, seniorforsker ved SINTEF, og Bijays andre veileder.
Fakta om FTIR-spektroskopi og enzymatisk hydrolyse
FTIR (Fourier Transform Infrared) er en spektroskopiteknikk som bruker infrarødt lys for å sette i gang molekylvibrasjoner i en prøve. På bare noen sekunder kan man samle informasjonen man trenger. Teknikken brukes ofte i industrilaboratorier for matanalyse.
Kontaktpersoner
Forskningsanlegg