Den prosessen forskerne bruker for å forvandle restråstoff til helsefremmende ingredienser kalles enzymatisk proteinhydrolyse. Metoden bryter ned proteinrikt restråstoff til mindre bestanddeler. Resultatet er en blanding av proteiner, peptider, aminosyrer og mineraler, og det er denne blandingen som inneholder stoffer som er gunstige for helsen vår. I prosjektet TailoTides jobber forskere med å finne ut nøyaktig hvilke deler av denne blandingen som kan ha positive helseeffekter.

– Det er de minste peptidene som kan gi de største helsegevinstene. Vi har blant annet identifisert peptider som kan bidra til stabilt blodsukker eller blodtrykk, og peptider som styrker muskler. Disse kan tilsettes i mat eller som kosttilskudd, forteller seniorforsker Sileshi Wubshet i Nofima. Han har vært prosjektleder for TailoTides der forskningen er utført.

Molekylær presisjon

Sileshi og hans kolleger har, for å vite hvilke kjemiske egenskaper de ulike peptidene har, sammenliknet peptidene isolert fra kylling- og kalkunbeinråstoff med kunstig molekyler som de vet har egenskapene de er på jakt etter, og funnet at de er identiske.

Blant molekylene fra kyllinghydrolysatet er det ulike peptider som har egenskaper som kan stabilere blodtrykk og blodsukker. Peptidene i raudåte har også ulike egenskaper, mens enkelte styrker musklene er det andre for sikrer jevne blodsukkernivåer.

Skreddersydd hydrolyseprosess

En nøkkel til suksess har vært å optimalisere hydrolyseprosessen – metoden som brukes for å bryte ned proteiner til peptider. Gjennom over 60 laboratorieforsøk på hvert råstoff, har forskerne funnet den ideelle kombinasjonen av hydrolysetid, temperatur og enzymer.

– Vi kan nå skreddersy hydrolyseprosessen og øke utbytte av spesifikk bioaktive peptider, sier Sileshi Wubshet.

Fra laboratorium til industri

De lovende resultatene fra laboratorieforsøkene oppskaleres nå til pilotskala. Neste steg er å teste metodene i industriell skala.

– Denne forskningen er svært interessant for oss. Vi ser store muligheter for å bruke hydrolysatet fra Bioco i produkter utviklet for frisk aldring, en sunn livsstil eller  i sportsernæring, sier Heidi Alvestrand, leder for forretningsutvikling i Norilia.

Hva er hydrolyse?

Hydrolyse kommer fra de latinske ordene «hydro» (vann) og «lyse/lysis» (splittelse), og betyr «splittelse ved hjelp av vann». I matvitenskap refererer hydrolyse til en prosess der større molekyler brytes ned til mindre enheter ved tilsetning av vann. Enzymatisk hydrolyse, som er brukt i denne forskningen, er en form for hydrolyse der enzymer brukes sammen med vann for å spalte proteiner.

Enzymatisk hydrolyse også naturlig i menneskers fordøyelsessystem. For eksempel kan fordøyelsesenzymet pepsin, som finnes i magesaft, også brukes i industrielle hydrolyseprosesser.

I dette prosjektet har forskerne finjustert hydrolyseprosessen ved å optimere kombinasjonen av enzymer, tid og temperatur slik at andelen bioaktive peptider fra hydrolysat av kylling- og kalkun restråstoff og raudåte maksimeres.

Gå til hovedinnhold

Verdt å vite om enzymatisk proteinhydrolyse

Les på engelsk

Med enzymatisk proteinhydrolyse kan verdien og bruken av restråstoff fra matindustrien økes betraktelig.

Verdt å vite

Innholdsoversikt

Enzymatisk proteinhydrolyse er en prosess der man splitter proteiner i mindre bestanddeler ved hjelp av enzymer og vann. Slik får man tak i fullgode proteiner, som ellers er vanskelig å løse ut fra eksempelvis avskjær fra fisk, grønnsaker, eller kyllingskrog.

Restråstoff fra matproduksjon regnes som det som er tilbake etter at hovedproduktene fra dyret, fisken eller planten er tatt ut. For å utnytte restråstoffet bedre og få bedre pris, trengs nye prosesser og metoder for bearbeiding, analyse og etterbehandling av råstoffet. 

Med ny teknologi og nye metoder ligger det et enormt potensial i restråstoff fra matproduksjon. En slik metode kalles enzymatisk proteinhydrolyse.

Begrepene

Før vi går videre; la oss forsøke å forklare de kjemiske begrepene i enzymatisk proteinhydrolyse i en slags stigende rekkefølge:

Enzymer

Enzymer er stoffer, hovedsakelig proteiner, som framskynder eller starter – katalyserer på fagspråket – de kjemiske prosessene i levende organismer. Enzymene består av mindre bestanddeler som heter aminosyrer, og fremmer de kjemiske reaksjonene uten at de selv forbrukes.

Aminosyrer

Aminosyrer er organiske molekyler som er byggemateriale i alle levende celler. Proteiner er bygget opp rundt 20 forskjellige aminosyrer som kan kombineres på nærmest utallige måter og med ulike lengder.

Peptider

Peptider er en kjede av aminosyrer som er bundet sammen. Peptider kan bestå av fra to til flere hundre aminosyrer. Når peptidene inneholder flere enn 50 aminosyrer, kalles de ofte for proteiner.

Proteiner

Proteiner er den mest varierte gruppen av kjemiske forbindelser i kroppen. Et voksent gjennomsnittsmenneske inneholder rundt elleve kilo protein. Proteiner er kroppens byggesteiner, og jevn tilførsel er derfor viktig. Animalske produkter som fisk, kjøtt, melk og egg er spesielt gode kilder til proteiner av høy kvalitet. Belgvekster som erter og bønner er også gode proteinkilder.

Enzymatisk proteinhydrolyse

Det er mange måter å løse ut proteiner i restråstoffer på. Å koke kraft fra bein er jo en velkjent måte å gjøre dette på. Andre muligheter er å bruke syrer eller baser for å bryte ned og løse ut proteinet. Når vi velger å bruke enzymer på denne jobben, er det fordi enzymer fungerer som «sakser», som klipper proteinene opp i mindre og mer vannløselige peptider. Ulike enzymer har også ulike preferanser for hvor disse kuttene skal skje, så ved å velge et spesielt enzym, kan man i alle fall i teorien «skreddersy» peptidene man ønsker å lage.

I en enzymatisk hydrolyseprosess kuttes proteinet i restråstoffet opp slik at vi får tre ulike typer produkter, eller «faser», fra prosessen:

Vannfase

Vannfasen består av proteiner og peptider og vannløselige forbindelser. Fra vannfasen kan man lage peptidkonsentrater (eller det vi kaller proteinhydrolysater) og i tillegg trekke ut antioksidanter, vitaminer og andre finkjemikalier, som finnes i råstoffet. Disse kan selges til ulike markeder som fôr, mat, helsekost, kosmetikk, industri og medisin.

Fettfasen

Fettfasen består av oljer og fettløselige forbindelser. Noen av de fettløselige forbindelsene i fettfasen renses bort, mens andre, slik som fettløselige vitaminer, kan brukes videre. Marine oljer inneholder gode, flerumettede fettsyrer, og det er et stort marked for disse oljene.

Fastfasen

Fastfasenbestår av faste stoffer, som eksempelvis bein og skall, som ikke løses ut i prosessen. Fra fastfasen kan man lage produkter som beinmel, skallmel, og de verdifulle komponentene gelatin og kollagen.

Verdifulle produkter

I tillegg til at fettet og beinmelet fra prosessen har mange ulike bruksområder, så har proteinhydrolysatene veldig mange ulike mulige bruksområder, som blant annet:

• Fôr og kjæledyrfôr
• Proteiningredienser i farseprodukter, posesupper, barnemat, brød og annet
• Smaksforsterkere
• Sports- og restitusjonsdrikker
• Bioaktive ingredienser i helsekostprodukter / medisin
• Kosmetikk
• Funksjonelle ingredienser (gelatin) i mat og andre produkter
• Vekstmedier for celler, bakterier og muggsopper til produksjon av nye produkter

Biotep

I vårt fleksible anlegg tar vi imot høyteknologibedrifter som vil teste og optimalisere prosesser for å hente ut komponenter fra marint og vegetabilsk råstoff.

Aquafeed Technology Centre

I vårt innovasjonssenter tester vi nye ingredienser og utvikler fremtidens fôr.

Kontaktperson

Sileshi Gizachew Wubshet

Seniorforsker

+47 64 97 04 17