Udvikling af cellulære fødevarer

Et nyt forskningsprojekt fra Aarhus Universitet skal sætte skub i udviklingen af cellulære fødevarer og præcisionsfermentering. Potentialerne for bæredygtige produktionsteknologier er gode og flere ingrediensvirksomheder, heriblandt Remilk, ser muligheder i at producere funktionelle ingredienser, der sikrer ressourceeffektivitet og samtidig tilgodeser den grønne omstilling.

Nyt dansk forskningsinitiativ skal fremme cellulære fødevarer 

Med ambitionen om at sikre bæredygtige, klimavenlige og ressourceeffektive fødevarer i fremtiden er nye fremstillingsteknologier under hastig udvikling. Her kigger forskere på alternative metoder til at sikre proteinrige fødevarekilder til en foranderlig og stigende verdensbefolkning. Det nye forskningsprojekt CellFood søsat af Aarhus Universitet skal sætte skub i udviklingen og skabe grobund for et veletableret forskningsmiljø, der inkluderer alle faggrupper indenfor forskning og udvikling af cellulære fødevarer. Formålet er desuden at skabe større bevågenhed omkring cellulære fødevarer, der rækker ud til nationale og internationale samarbejdspartnere. Projektet løber over de næste fem år med bevilling fra bl.a. Aarhus Universitets Forskningsfond på 15 millioner kr. Lektor på Aarhus Universitet Jette Feveile Young står i spidsen for projektet. Jette Feveile Young er uddannet Bromatolog med en Ph.d. i photo-biologi. På Aarhus Universitet beskæftiger hun sig med kødforskning i relation til slagtning og kvalitet samt kultiveret kødprotein som fødevare med udgangspunkt i primære satellitceller isoleret fra muskelvæv. 

Hos Aarhus Universitet (AU) beskæftiger de sig med stamcellen fra en muskel, som formerer sig, danner myofibrillære strukturer og i sidste ende bliver til muskelfibre. De såkaldte satellitceller udtages typisk fra ungdyr, grundet cellernes gode vækstpotentiale. AU har dog haft god succes med at isolere celler fra slagtekæden. ”Hvis det samtidigt bliver muligt at udnytte sidestrømme fra slagteindustrien, der frigøres som næringsstoffer til cellerne, bliver det pludseligt muligt at tænkte ud i nye og bredere scenarier for kultiveret kødprotein” lyder det fra lektor Jette Feveile Young.

Kommercielt salg af cellulære fødevarer, herunder kultiveret kødprotein er aktuelt kun tilladt i Singapore. I Danmark og EU mangler vi fortsat regulatoriske rammer før vi kan finde cellulære fødevarer i supermarkedet. Ved at adressere udviklingen fra flere perspektiver, gøre befolkningen nysgerrige på fødevareprodukterne og søge inspiration i allerede eksisterende distributionssystemer, kan produkterne nå ud til et bredere forbrugersegment. ”Øvrige lande er langt fremme i udviklingen indenfor celledyrkede fødevarer blandt andet Holland, USA og England. På denne front kan Danmark også være et foregangsland med stor fagekspertise. I Israel eksperimenterer forskere med dyrkningen af muskelceller på ekstruderet sojaprotein. Her kombineres animalske og vegetabilske bestanddele. Overføres denne hybrid-tankegang til Danmark, kan cellerne måske gro på lokaldyrkede proteinkilder såsom ærte- og kartoffelprotein”, fortæller Jette Feveile Young. 

Kød fra dyr er en kompleks matrix, der består af vigtige bestanddele, som i samspil bidrager med en unik smagsprofil, tekstur og mundfølelse. Denne kompleksitet er ligeledes i fokus under dyrkningen af cellulært kødprotein. Kultiveret kødprotein, der skal efterligne hakket kød, kræver ikke en formodning for at blive mørt men det vil kræves til smagsudvikling. Omvendt gælder det for helmuskelprodukter, hvor både mørhed og smag har stor betydning for produktets kvalitetsparametre. Aarhus Universitet har i den forbindelse iværksat projekter, der har til formål at undersøge, hvordan det gennem modning er muligt at initiere biologiske processer, der frembringer karakteristiske smagskomponenter i cellerne. De klassiske processer, som vi kender fra kødindustrien, kan have stor indflydelse på forbrugeraccepten og produkternes kommercielle potentialer.   

Ingrediensvirksomheder skal med i loopet 

Dyrkningen af kultiveret kødprotein foregår på nuværende tidspunkt kun i laboratorieskala. For at kunne opskalere produktionen til et industrielt niveau kæves næringsstoffer, hormoner og vækstfaktorer i større mængder. Jette Feveile Young ser derfor gode samarbejdspotentialer mellem forskningsmiljøerne og ingrediensindustrien. Med ambitionen om at udvikle effektive og opskalerbare vækstmedier til celledyrkning, kan danske ingrediensvirksomheder levere attraktive ingredienser til vækstmedierne, som har en afgørende betydning for produktets kvalitet indenfor alle smags- og kvalitetsparametre. Her fremhæver hun bl.a. vegetabilske proteinkilder såsom ærte- og kartoffelprotein samt grønne alger. Slagteindustrien kan ligeledes byde ind med vigtige næringsstoffer og præcisionsfermenterede ingredienser kan indgå som fødevaregodkendte vækstfaktorer. 
Indenfor cellulær forskning benyttes føtal kalveserum hyppigt som tilsætning til vækstmedierne, i kraft af dets indhold af næringsstoffer og vækstfaktorer, der inducerer vækst i cellerne. Netop denne fremstillingsproces og brugen af føtal kalveserum er omkostningsfuld, varierende i kvalitet og etiske perspektiver spiller ind, når et produkt fra et foster indgår i dyrkningsprocessen. ”Ingrediensvirksomhederne kan byde ind, når det kommer til udvikling af nye vækstmedier. Her skal der benyttes næringsstoffer såsom aminosyrer, fedtsyrer, mineraler og vitaminer, der både kan stamme fra animalske og plantebaserede kilder, gær og alger. Næringsstofferne kan også leveres gennem præcisionsfermentering, hvor man producerer vækstfaktorer i en gærcelle til gavn for dyrkningen af muskelcellen. Vi har brug for at ingrediensindustrien er med i udviklingsfasen, for at vi i fællesskab kan finde ingrediensløsninger af både animalsk og ikke-animalsk oprindelse” fortæller Jette Feveile Young.

Proteiner ved hjælp af præcisionsfermentering

Den israelske start-up-virksomhed Remilk arbejder ud fra ambitionen om at producere fødevarer, der gør en forskel på verdensplan. Virksomheden vil levere alternative proteiner, der også sikrer ressourceeffektivitet og et minimalt klimaaftryk. Ved hjælp af præcisionsfermentering fremstilles et protein med en funktionalitet, som kan anvendes i en række applikationer når det indgår som ingrediens. Indtil videre er virksomheden lykkes med at lave et produkt, der leverer på udseende, funktionalitet og smag ved sammenligning med en traditionel mælkebaseret smøreost.  

En megatrend der vil forme fødevaresektoren

Med opførelsen af virksomhedens produktionsfaciliteter i Kalundborg og en tilknytning til Symbiosis-netværket forventer Remilk årligt at producere ikke-animalske proteiner i en mængde tilsvarende hvad 50.000 køer årligt producerer. Som Plant Manager, Troels Felding udtaler er deres mission at revolutionere den konventionelle mejerisektor og de klassiske produktionsteknologier, der knytter sig til fremstillingen af mejeriprodukter. ”Remilk kan levere fødevareløsninger, der sammenlignet med konventionelt mejeribrug, medfører ca. 97% reduktion i CO2-aftryk, ca. 99% reduktion i landbrugsareal og ca. 90% reduktion i vandforbrug. Vi har med andre ord et værktøj til at løse de klimaproblematikker, vi står overfor” fortæller Troels Felding, Plant Manager i Remilk.
Virksomheden forventer at producere præcisionsfermenteret proteinpulver, der kan indgå som ingrediens i fødevarealternativer til de klassiske mejeriprodukter. Remilk oplever allerede positiv interesse fra multinationale mejerikoncerner, der gerne vil imødekomme nye trends- og forbrugermønstre. Ifølge Troels Felding er der tale om en megatrend. Her er forbrugerkulturen drevet af et incitament for at agere ud fra klimamæssige og bæredygtige hensyn-

Fra pilotforsøg til storskalaproduktion

Som en del af Symbiosen i Kalundborg, ser virksomheden gode samarbejdspotentialer mellem virksomhederne i området, der blandt andet inkluderer Novo Nordisk, Novozymes, Chr. Hansen med flere. Symbiosens cirkulære fundament, hvor sidestrømme fra en virksomhed, er en ressource hos en anden, falder i tråd med Remilks overordnede forretningsstrategi om at sikre bæredygtige proteinalternativer i fremtiden. ”Gennem en kontinuerlig optimering af energiforbrug, varme, vandforbrug o. lign. både i designfasen og under produktion indtænkes bæredygtige aspekter, der skaber profit i det lange løb. Virksomhederne i Symbiosen ser ikke kun miljø- og klimamæssige fordele i recirkulering og genanvendelse. Det er også en god forretning – what’s not to like?” tilføjer Troels Felding. Samarbejdet spiller derfor en central rolle i Remilks forretningsplan. 
Med opførelsen af virksomhedens produktionsfaciliteter i Kalundborg til fremstilling af proteiner, har Remilk opskalering for øje. Virksomheden er i gang med at projektere verdens største volumen til præcisionsfermentering. Opskalering er nødvendigt for at virksomheden kan indfri sine mål, appellere til et bredt forbrugersegment og være konkurrencedygtige på markedet. Derfor stræber virksomheden efter at få produktionsenheden i Kalundborg i drift så hurtigt som muligt. Foran venter en lang rejse med procesoptimering og testkørsler, før en udvidelse af produktsortimentet kan iværksættes, men ambitionsniveauet er med dem hele vejen.  
Omgivelsernes parathed til storskalaproduktion skal tænkes med i processen. Med opførelsen af Remilks produktionsfaciliteter kræver det at infrastrukturen er på plads, før en storskalaproduktion kan realiseres og være konkurrencedygtig. Remilk har derfor behov for samarbejdsaftaler, som sikrer de nødvendige forsyninger, således at det kommercielle potentiale kan udnyttes fuldt ud.  

Med etableringen af flagskibsprojektet CellFood i samarbejde med Aarhus Universitet samt udbygningen af Remilks produktionsfaciliteter til fremstilling af præcisionsfermenterede proteiner, banes vejen for videreudviklingen af ressourceeffektive og bæredygtige løsninger indenfor cellulær fødevareproduktion. Med en robust biotechklynge i Kalundborg indgår Remilk som en stærk spiller i Symbiose-netværket. Yderligere forskning indenfor cellulær fødevareproduktion skal desuden være med til at udbygge klyngen, tiltrække udenlandske virksomheder og sikre øget konkurrenceevne. Udfordringer forbundet med forsyningen af de rette næringsstoffer til opdyrkning samt procesoptimeringer ift. fremstilling er til stede, der sikrer at fødevarekvalitet og -sikkerhed fortsat er i højsædet. I Danmark opererer vi i øjeblikket på laboratorieskala og de lovgivningsmæssige rammer er endnu ikke på plads. Initiativerne skal derfor imødekomme de tværgående udfordringer, der knytter sig til cellulært fremstillede fødevarer. Ønsket er at nedbryde barrierer og sikre deres kommercielle potentialer.