Denne artikkelen er produsert og finansiert av Nofima - les mer.
En NIR-skanner måler blant annet fordelingen mellom fett, proteiner og bein i blandingen som til enhver tid strømmer forbi. Her senioringeniør Katinka Dankel med skanneren.
(Foto: Wenche Aale Hægermark)
Enzymer kan bidra til utvikling av næringsrikt proteinpulver
Restråstoff fra kylling og kalkun kan bli gode og sunne ingredienser i mat.
Nortura Hærland i Indre Østfold foredler
opptil 100.000 kyllinger daglig. Det blir mange pakker med brystfileter,
lårfileter, kjøttdeig, lår og bryst – og det blir mye til overs.
På skroget
sitter det igjen en god del kjøtt. Dette kalles restråstoff og brukes i dag
for det meste til dyrefôr.
Nå samarbeider fagfolk ved Bioco, Nofima, Norilia, Nortura og Sintef for å utnytte råstoffet på en bedre måte. Målet er å utvikle ingredienser til mat, for dette
råstoffet inneholder næringsrike komponenter som kan utnyttes i ulike matvarer.
Utvikling og produksjon av de nye ingrediensene skjer nesten vegg i vegg med Norturas kyllingslakteri i Hærland. Her ligger også Bioco. Det er landets eneste anlegg for å omgjøre restråstoff fra kylling og kalkun til høyverdige ingredienser.
To parallelle rør, som går fra like under taket på slakteriet over veien og frem til Bioco, frakter dette råstoffet.
– God ressursutnyttelse der vi bruker mest mulig av råstoffene, er et viktig steg for å gjøre matproduksjonen mer bærekraftig. Arbeidet og forskningen som gjøres hos Bioco og Nofima, gir både økt verdiskaping og reduserte klimagassutslipp, sier landbruks- og matminister Sandra Borch.
Store variasjoner
Innholdet i restråstoffet kan variere. Det
er forskjell på næringsstoffer i restråstoff fra
kalkun og restråstoff fra kylling. Det er også forskjeller i skinnet kontra kjøttet som sitter igjen
på skroget.
For å lage produkter av
samme kvalitet dag etter dag er det viktig at blandingene av råstoffet har så jevn
kvalitet som mulig. Produsentene må være klar over forskjellene og vite hvordan
prosessen må være for å få en jevn kvalitet.
Det er grunnen til at forskerne har
montert en såkalt NIR-sensor like etter kvernen som maler restråstoffet til en farse. En slik sensor måler blant annet fordelingen mellom fett, proteiner og bein i
blandingen som til enhver tid strømmer forbi.
– Slik kan vi lære mer om hvor mye råstoffet faktisk varierer, og hvordan
variasjonen påvirker prosessen og sluttproduktet, sier senioringeniør Katinka
Dankel hos Nofima.
Sammen med forskerne Bijay Kafle og
Marco Cattaldo har hun tilbrakt mange arbeidsdager hos Bioco for å følge opp
NIR-målingene og samle inn flere data fra prosessen og produktet.
Om NIR-spektroskopi
NIR (nær infrarød) spektroskopi er
en teknikk der lys sendes gjennom en matvare for å måle hvor mye lys som
absorberes på ulike bølgelengder. Målemetoden kan raskt måle ulike egenskaper i mat, slik som fett, vann, protein, karbohydrater og
pigmenter.
Etterligner kroppens fordøyelse
Det kvernede råstoffet blandes med vann og
enzymer. Da skjer det en såkalt hydrolyseprosess.
Dette er en etterlikning
av det som skjer i kroppens fordøyelsessyste. Der deler enzymer større
proteinmolekyler ned i mindre peptider og aminosyrer.
Kroppen trenger peptider for å bygge opp proteiner. Peptider består av kjeder av aminosyrer. Dette er byggemateriale i alle levende celler og har betydning for vekst og reparasjon i kroppens vev.
Etter en liten time avsluttes prosessen. Blandingen blir separert i tre ulike deler: fett, vannløselige proteiner
og et lag som er rikt på mineraler.
– Alt
råstoffet blir omdannet til verdifulle produkter – ingenting går til spille. I
testene som pågår nå, fokuserer vi på proteindelen, forteller Nils
Kristian Afseth, forsker i Nofima.
Enzymene påvirker smaken
De vannløselige proteinene fra
prosessen kalles et hydrolysat. Det er et stoff som hovedsakelig inneholder peptider og aminosyrer.
Det er viktig for Bioco at så mye som mulig av
proteinet i råstoffet havner i hydrolysatet. Det gir høyt utbytte. Samtidig er
det viktig at hydrolysatet har riktig næringssammensetning og god smak. Nå
tester fagfolkene ut ulike enzymer for å se hvorvidt og hvordan de påvirker
både sammensetningen og utbyttet.
– Målene med forsøkene vi gjennomfører nå, er å kartlegge hvordan endringer i både råstoffet og enzymene påvirker
hydrolysatene, forteller forsker og dataanalytiker Ingrid Måge i Nofima.
Hun er ansvarlig for å sammenstille og
analysere alle dataene fra testene. Med seg i dataanalyseteamet har hun blant annet Marco Cattaldo. Han er forsker i forskningsprosjektet DigiFoods og undersøker hvordan
NIR-målingene kan brukes til å justere prosessen slik at utbyttet blir høyt
samtidig som hydrolysatet alltid får riktig kvalitet.
Tester fem ulike enzymer
En stor test som vil vare flere uker, er i gang. Hver uke testes et nytt enzym. Samtidig gjør prosessoperatørene kontrollerte endringer i råstoff og vanntilsetting.
For
å se hvordan hydrolysatet påvirkes av disse endringene, må de hente ut prøver
fra prosessen. Prosessoperatører fra Bioco og Nofima må ta på seg verneutstyr, åpne en luke i en
tank og fylle et lite plastrør med rykende varm væske.
I test-ukene gjøres
dette mange ganger hver dag, døgnet rundt. I noen perioder så hyppig som
hvert tiende minutt.
Prøvene tas med til Nofimas laboratorium
der de analyseres grundig med mange ulike målemetoder. Det er for å karakterisere sammensetninger av proteiner og andre og egenskaper.
En av målemetodene som har vist seg å være
godt egnet til å måle proteinkvaliteten, er Fourier-transform infrarød (FTIR)
spektroskopi. Ved å bruke slik infrarød stråling kan forskerne identifisere molekyler. Strålingen skaper bestemte vibrasjoner i kjemiske bindinger mellom molekyler.
Å frakte prøvene til Nofima for analyse er
tungvint i lengden. Derfor jobber forskere fra Sintef og Nofima med å utvikle et
bærbart FTIR-instrument. Det kan brukes til å måle proteinkvalitet direkte i
fabrikken.
Med et slikt instrument kan industrien kontrollere produktkvaliteten raskt og enkelt. Det er ikke mulig i dag.
Dette er blant annet målet i Bijay Kafle sitt doktorgradsarbeid.
Smaksdommere vurderer smaken
Hydrolysatet blir etter spraytørking et
proteinpulver. Det har vært utfordrende å få en nøytral smak.
Det er flere
faktorer som påvirker smaken, både enzymene, prosessen og sammensetningen av råstoff.
Pulveret kan smake bittert eller brent. Målet er at proteinpulveret
skal ha en nøytral smak.
Proteinpulver fra alle de ulike partiene
skal gjennom flere smaksvurderinger hos Nofimas profesjonelle sensoriske
dommere
De ansatte på Bioco har besøkt Nofimas
sensoriske laboratorium og fått opplæring i smaksvurdering.
Nå gjør de en
rekke egne bedømminger av kvaliteten på proteinpulveret med en karakterskala fra 1 til 9, der 7 til 9 er bra.
Viktig med kunnskap om enzymer
Det er store forskjeller mellom hvordan de
ulike enzymene påvirker hydrolyseprosessen. I testene kjører ekspertene nå hydrolyse for alle enzymer i samme prosess.
For fagfolkene både hos Bioco og Nofima
gir testene gode muligheter til å innhente ny kunnskap.
– Vi lærer hvordan ulike enzymer fungerer,
både med tanke på utbytteprosent, smak og prosessvilkår. Neste steg blir å
kartlegge hva som vil være optimale prosessbetingelser for enzymene vi velger å
gå videre med. Det kan for eksempel dreie som om å forlenge hydrolyseprosessen,
sier driftsleder i Bioco, Jonathan Fjällman.
Om forskningen
Forskningen er finansiert gjennom
flere prosjekter og senter.
- Det strategiske
forskningsprogrammet
Precision, finansiert av Fondet for
forskningsavgift på landbruksprodukter
- HydroSens finansiert av Norges forskningssråd og partnere
- SFI
DigiFoods, finansiert Norges forskningsråd
og partnere. SFI (Senter for Forskningsdrevet Innovasjon) DigiFoods ledes av
Nofima. Det ble etablert i 2020 og vil pågå til 2028.
Fikk du med deg disse artiklene fra Nofima?
forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER