Prosjektnummer
901499
Kvalitetsprotein fra torskehoder (HEADS UP II)
Dokumentert produksjon av industriell kvalitet av proteinhydrolysat, som vil være et viktig bidrag til å øke utnyttelsen og lønnsomheten i marint restråstoff
• Det er mulig å hydrolysere hele torskehoder, men det krever tilpasset teknologi for å oppnå forventet utbyttet.
• Det kan produseres proteinprodukter med over 90 % protein, som er lett vannløselig og som har en nøytral lukt og smak.
• Proteinpulveret kan lagres ett år uten kvalitetstap.
• 14 forskrifter er aktuelle for marine proteinprodukter.
• En video om prosjektet er tilgjengelig på YouTube® her: Førsteklasses proteinpulver fra torskehoder.
• En video om prosjektet er tilgjengelig på YouTube® her: Førsteklasses proteinpulver fra torskehoder.
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport
Prosjektet har gjennomført industriell hydrolyse av hele torskehoder i egenutviklet reaktor. Det er produsert et proteinhydrolysat med over 90 % protein, som er lett vannløselig og som har en nøytral lukt og smak. I labskala ble det vist at uer og notsei også kan hydrolyseres, men da må det forventes en olje/emulsjonsfase. Hydrolyse av sløyd notsei ga et produkt med svært god smak.
Driftsteknisk er det mulig å hydrolysere hele hoder. Det løser utfordringen med torskebein videre i prosessen. Reaktoren som ble benyttet hadde også en god løsning for å ta ut beinfraksjonen. Men, det er også noen utfordringer knyttet til hydrolyse av hele hoder. Det stiller store krav til utforming av reaktor. Det er helt nødvendig å lage et rørverk som klarer å få omrøring på hele massen. De industrielle forsøkene i dette prosjektet ga lavere utbytte enn tidligere. Dette skyldes antagelig: (1) Dårlig omrøring i tanken gjorde at mye av råstoffet lå igjen, (2) ulik størrelse på hodene gir større spredning i molekylær vektfordeling, og dermed større svinn ved filtrering og (3) filtrering og tørking i industriskala av et lite volum hydrolysat, gir mye svinn i prosessene. Det ble også klart at vått hydrolysat har svært kort holdbarhetstid. Halvparten av det produserte hydrolysatet gikk tapt da det ikke ble avkjølt raskt nok ved Karlsøybruket. I tillegg gikk halvparten av det som ble sendt videre til filtrering tapt, da det også var forringet ved ankomst. Det er derfor viktig at hydrolysatet stabiliseres rett etter produksjon.
Hydrolysatet ble lagret, mørkt og i romtemperatur, i ett år. Det har god holdbarhet det første halve året, mens enkelte av parameterne gir større variasjon det siste halve året. Det er ingen store endringer i analyseresultater eller hvordan pulveret oppleves (lukt, farge) etter ett års lagring.
Det finnes 14 forskrifter som er relevante i forbindelse med hydrolyse av marint restråstoff. Ingen gir et klart svar på hvordan produktet skal dokumenteres eller merkes, annet enn at det ikke skal være villedende. Den mest nærliggende merkingen pr. dags dato vil være; hydrolysert fiskeprotein.
Video
En video om prosjektet er tilgjengelig på YouTube® her: Førsteklasses proteinpulver fra torskehoder.
Prosjektet har gjennomført industriell hydrolyse av hele torskehoder i egenutviklet reaktor. Det er produsert et proteinhydrolysat med over 90 % protein, som er lett vannløselig og som har en nøytral lukt og smak. I labskala ble det vist at uer og notsei også kan hydrolyseres, men da må det forventes en olje/emulsjonsfase. Hydrolyse av sløyd notsei ga et produkt med svært god smak.
Driftsteknisk er det mulig å hydrolysere hele hoder. Det løser utfordringen med torskebein videre i prosessen. Reaktoren som ble benyttet hadde også en god løsning for å ta ut beinfraksjonen. Men, det er også noen utfordringer knyttet til hydrolyse av hele hoder. Det stiller store krav til utforming av reaktor. Det er helt nødvendig å lage et rørverk som klarer å få omrøring på hele massen. De industrielle forsøkene i dette prosjektet ga lavere utbytte enn tidligere. Dette skyldes antagelig: (1) Dårlig omrøring i tanken gjorde at mye av råstoffet lå igjen, (2) ulik størrelse på hodene gir større spredning i molekylær vektfordeling, og dermed større svinn ved filtrering og (3) filtrering og tørking i industriskala av et lite volum hydrolysat, gir mye svinn i prosessene. Det ble også klart at vått hydrolysat har svært kort holdbarhetstid. Halvparten av det produserte hydrolysatet gikk tapt da det ikke ble avkjølt raskt nok ved Karlsøybruket. I tillegg gikk halvparten av det som ble sendt videre til filtrering tapt, da det også var forringet ved ankomst. Det er derfor viktig at hydrolysatet stabiliseres rett etter produksjon.
Hydrolysatet ble lagret, mørkt og i romtemperatur, i ett år. Det har god holdbarhet det første halve året, mens enkelte av parameterne gir større variasjon det siste halve året. Det er ingen store endringer i analyseresultater eller hvordan pulveret oppleves (lukt, farge) etter ett års lagring.
Det finnes 14 forskrifter som er relevante i forbindelse med hydrolyse av marint restråstoff. Ingen gir et klart svar på hvordan produktet skal dokumenteres eller merkes, annet enn at det ikke skal være villedende. Den mest nærliggende merkingen pr. dags dato vil være; hydrolysert fiskeprotein.
Video
En video om prosjektet er tilgjengelig på YouTube® her: Førsteklasses proteinpulver fra torskehoder.
På tross av tekniske problemer under gjennomføringen av prosjektet har SINTEF, i samarbeid med Fjordlaks, klart å produsere industriell kvalitet av proteinhydrolysat. Proteinpulveret er brukt til å gjennomføre dyrestudier i prosjektet “Marine bioaktive fiskepeptider for forebygging av overvekt og mikrobiotarelaterte sykdommer i mennesker og dyr” (FHF-901419).
Tidligere finansiert arbeid gjennom FHF har bidratt til vitenskapelig dokumentasjon som har utløst ytterligere midler gjennom prosjektet “SMART – Bærekraftig produksjon av næringsrike marine proteiner (SMART)” (Forskningrådets prosjektnr. 313945), finansiert av Norges forskningsråd.
I dette prosjektet har det blitt lagt stor vekt på formidling av resultatene gjennom ulike kanaler. FHF har sørget for at resultatene er blitt formidlet gjennom foredrag på møter i Faggruppe hvitfisk, og seminarer. I tillegg er det utarbeidet en kort video hvor det vises arbeidet gjennom årene.
Tidligere finansiert arbeid gjennom FHF har bidratt til vitenskapelig dokumentasjon som har utløst ytterligere midler gjennom prosjektet “SMART – Bærekraftig produksjon av næringsrike marine proteiner (SMART)” (Forskningrådets prosjektnr. 313945), finansiert av Norges forskningsråd.
I dette prosjektet har det blitt lagt stor vekt på formidling av resultatene gjennom ulike kanaler. FHF har sørget for at resultatene er blitt formidlet gjennom foredrag på møter i Faggruppe hvitfisk, og seminarer. I tillegg er det utarbeidet en kort video hvor det vises arbeidet gjennom årene.
-
Faktaark: HEADS UP II: Kvalitetsproteiner fra torskehoder
SINTEF i samarbeid med Fjordlaks. 5. november 2020. Av Jannicke F. Remme.
-
Populærformidling: Bruk hodet!
Norsk sjømat, nr. 5, s. 28–30. September 2019. Av Jannicke Remme, Sintef Ocean.
-
Presentasjon: Kvalitetsproteiner fra torskehoder
SINTEF Ocean. Foredrag på "Fra industri til marin ingrediens" i Oslo, 20. november 2019. Av Jannicke F. Remme.
-
Sluttrapport: Kvalitetsprotein fra torskehoder: HEADS UP II
SINTEF Ocean. 2020:00322. 10. oktober 2020. Av Jannicke F. Remme og Andreas Austnes.
Marine proteiner hydrolysert fra torskehoder har et proteininnhold og en kvalitet som overgår tradisjonelt fiskemel og gjør dem godt egnet som matingrediens. Proteinene kan også ha en god framtid som helsekost og sportsernæring. Markedet krever proteiner som har god smak, høy næringsverdi, tilstrekkelig holdbarhet og konkurransedyktig pris. Dette kan protein fra torskehoder levere. Tradisjonelt har torskehoder blitt hengt, tørket og eksportert til Nigeria/Asia. Dette er en ressurskrevende produksjon med tanke på tidsbruk og personell, og uforutsigbarhet i markedet har i perioder ført til store tap. Hydrolyse er en lovende teknologi for produksjon av marine proteiner med høy kvalitet. Prosjektet “Restråstoff: Anvendelser av hoder til humant konsum (HEADS UP)” (FHF-901308) har identifisert gode produksjonsbetingelser for hydrolyse av torskehoder, der utbyttet er på rundt 10 %. Proteininnholdet er over 80 %. Produktet er vannløselig og uten en bitter ettersmak, og er aktuelt som ingrediens i ulike matvarer.
For å kvalitetssikre lønnsomheten og produktkvaliteten er det viktig å kjøre forsøk også i industriell skala. Prosjektet tar sikte på å gjennomføre flere forsøk i full skala, hovedsakelig i løpet av torskesesongen i 2018 og 2019. Hydrolysatene utsettes også for fullskala tørkeforsøk med spraytørke.
For å kvalitetssikre lønnsomheten og produktkvaliteten er det viktig å kjøre forsøk også i industriell skala. Prosjektet tar sikte på å gjennomføre flere forsøk i full skala, hovedsakelig i løpet av torskesesongen i 2018 og 2019. Hydrolysatene utsettes også for fullskala tørkeforsøk med spraytørke.
Hovedmål
Å produsere protein fra hvitfiskhoder til humant konsum.
Delmål
1. Videre optimalisere hydrolysebetingelser for hoder, samt gjennomføre labskala forsøk for hydrolyse av uer og liten sei.
2. Gjennomføre fullskala forsøk.
3. Undersøke holdbarhet til tørket hydrolysat.
4. Kartlegge krav til dokumentasjon og merking.
Å produsere protein fra hvitfiskhoder til humant konsum.
Delmål
1. Videre optimalisere hydrolysebetingelser for hoder, samt gjennomføre labskala forsøk for hydrolyse av uer og liten sei.
2. Gjennomføre fullskala forsøk.
3. Undersøke holdbarhet til tørket hydrolysat.
4. Kartlegge krav til dokumentasjon og merking.
Mange aktører i konvensjonell industri har tørket hoder og eksportert disse. Disse opplever et sviktende marked. De er interessert i å se på nye metoder og teknologier for utnyttelse av torskehoder. Hydrolysater fra torskehoder har blitt laget i laboratorium og pilotskala (HEADS UP) med svært lovende resultater. Dette prosjektet vil, ved gjennomføring og optimalisering av hydrolyse i full skala, øke kunnskapen om kvalitet og utbytte av proteiner. Kunnskapen vil bli benyttet til å avgjøre om det vil være lønnsomt å satse på storskala produksjon av hydrolyse. Økt lønnsomhet i foredlingsindustrien vil gi verdiskaping langs hele kysten, og er i tråd med regjeringens visjon om at Norge skal bli verdens fremste sjømatnasjon.
Å produsere marine proteiner fra hodene vil gi bedriften større verdiskaping, og et mer stabilt marked å forholde seg til. I tillegg bidrar det til å sikre arbeidsplasser i fiskerinæringen. Verdiskaping i nåværende marked har et potensial opp mot 50 til 100 millioner kroner for hvitfiskrestråstoffet, i form av høyverdige proteiner. Verdiskaping fra marin ingrediensindustri har hatt en positiv utvikling de senere år. Den norske industrien har delvis utviklet seg som en integrert del av sjømatnæringen, spesielt i havbruksindustrien, og delvis som spesialisert kompetanseindustri med en betydelig forsknings- og utviklingsaktivitet. I 2050 vil Norge inneha en sterk posisjon innen marin ingrediensindustri og produsere produkter inn mot de globale markedene for næringsmiddel, helsekost og farmasi.
Å produsere marine proteiner fra hodene vil gi bedriften større verdiskaping, og et mer stabilt marked å forholde seg til. I tillegg bidrar det til å sikre arbeidsplasser i fiskerinæringen. Verdiskaping i nåværende marked har et potensial opp mot 50 til 100 millioner kroner for hvitfiskrestråstoffet, i form av høyverdige proteiner. Verdiskaping fra marin ingrediensindustri har hatt en positiv utvikling de senere år. Den norske industrien har delvis utviklet seg som en integrert del av sjømatnæringen, spesielt i havbruksindustrien, og delvis som spesialisert kompetanseindustri med en betydelig forsknings- og utviklingsaktivitet. I 2050 vil Norge inneha en sterk posisjon innen marin ingrediensindustri og produsere produkter inn mot de globale markedene for næringsmiddel, helsekost og farmasi.
Prosjektet gjennomføres med følgende arbeidspakker:
Arbeidspakke 1: Råstoff
Uttesting av enzym for hydrolyse av torskehoder, sei og uer.
Aktivitet 1.1: Videreutvikling av gode hydrolysebetingelser for torskehoder
Tre nye kommersielle enzymer vil bli testet enkeltvis og i kombinasjon med papain og bromelain i laboratoriumskala. Hydrolyseforsøkene gjennomføres med 50 % vann i forhold til råstoff og med en total enzymkonsentrasjon på 0,1 %. Målet er å undersøke om nye enzymer kan øke proteininnholdet og øke utbyttet ytterligere, samt å beholde den oppnådde gode kvaliteten som de beste betingelsene i det foregående prosjektet HEADS UP I (FHF-901308) ga. Hydrolysatene frysetørkes og analyseres for tørrstoff, vann, aske, protein, fett, hydrolysegrad, aminosyresammensetning og molekylvekstfordeling.
Aktivitet 1.2: Hydrolyse av sei og uer
Det gjennomføres et hydrolyseforsøk på den minste notseien og uer i labskala. Forsøkene gjennomføres med 1:1 forhold mellom råstoff og vann og en enzymkonsentrasjon på 0,1 % baser på råstoffet.
Hydrolysatene frysetørkes og analyseres for tørrstoff, vann, aske, protein, fett, hydrolysegrad, aminosyresammensetning og molekylvekstfordeling.
Arbeidspakke 2: Fullskala uttesting av hydrolyse
I forbindelse med fullskalaforsøk vil SINTEF bidra med kunnskap og kompetanse i planlegging, gjennomføring og oppfølging av forsøkene, gjennom kjemiske analyser og prosessevaluering. God forsøksplanlegging og en klar plan for prøveuttak sikrer at forsøkene svarer på problemstillingene. SINTEF vil bistå Fjordlaks ved gjennomføring av fullskalaforsøk for hydrolyse av torskehoder i torskesesongen 2018 og 2019 ved Fjordlaks eller ved innleie av utstyr/fabrikk.
Aktivitet 2.1: Planlegging, gjennomføring og oppfølging av fullskalaforsøk for hydrolyse av torskehoder, i samarbeid med Fjordlaks
To av hydrolyseforsøkene følges fra start til slutt, inkludert inndamping, membranfiltrering og tørking.
Arbeidspakke 3: Kvalitet, holdbarhet og dokumentasjon
Her vil en dokumentere holdbarhet for tørkede hydrolysater, samt undersøke hvilke krav som stilles til kvalitet, dokumentasjon og merking når hydrolysat f.eks skal benyttes som ingrediens i annen mat.
Aktivitet 3.1: Holdbarhet
Det vil gjennomføres en lengre holdbarhetsstudie på tørkede hydrolysater fra et fullskalaforsøk, i minst 1 år, der mikroorganismer, biogene aminer og flyktige nitrogenforbindelser analyseres hver 3 mnd.
Aktivitet 3.2: Kvalitets- og dokumentasjonskrav og merking
Man vil undersøke hvordan kvalitet av produktet best dokumenteres og få klarhet i regelverket rundt merking av mat/næringsprodukter som inneholder hydrolysat.
Arbeidspakke 4: Prosjektledelse
Det vil bli arrangert minst ett styringsgruppemøte per år. Andre aktiviteter vil være oppfølging av kostnader, aktiviteter og rapportering.
Arbeidspakke 1: Råstoff
Uttesting av enzym for hydrolyse av torskehoder, sei og uer.
Aktivitet 1.1: Videreutvikling av gode hydrolysebetingelser for torskehoder
Tre nye kommersielle enzymer vil bli testet enkeltvis og i kombinasjon med papain og bromelain i laboratoriumskala. Hydrolyseforsøkene gjennomføres med 50 % vann i forhold til råstoff og med en total enzymkonsentrasjon på 0,1 %. Målet er å undersøke om nye enzymer kan øke proteininnholdet og øke utbyttet ytterligere, samt å beholde den oppnådde gode kvaliteten som de beste betingelsene i det foregående prosjektet HEADS UP I (FHF-901308) ga. Hydrolysatene frysetørkes og analyseres for tørrstoff, vann, aske, protein, fett, hydrolysegrad, aminosyresammensetning og molekylvekstfordeling.
Aktivitet 1.2: Hydrolyse av sei og uer
Det gjennomføres et hydrolyseforsøk på den minste notseien og uer i labskala. Forsøkene gjennomføres med 1:1 forhold mellom råstoff og vann og en enzymkonsentrasjon på 0,1 % baser på råstoffet.
Hydrolysatene frysetørkes og analyseres for tørrstoff, vann, aske, protein, fett, hydrolysegrad, aminosyresammensetning og molekylvekstfordeling.
Arbeidspakke 2: Fullskala uttesting av hydrolyse
I forbindelse med fullskalaforsøk vil SINTEF bidra med kunnskap og kompetanse i planlegging, gjennomføring og oppfølging av forsøkene, gjennom kjemiske analyser og prosessevaluering. God forsøksplanlegging og en klar plan for prøveuttak sikrer at forsøkene svarer på problemstillingene. SINTEF vil bistå Fjordlaks ved gjennomføring av fullskalaforsøk for hydrolyse av torskehoder i torskesesongen 2018 og 2019 ved Fjordlaks eller ved innleie av utstyr/fabrikk.
Aktivitet 2.1: Planlegging, gjennomføring og oppfølging av fullskalaforsøk for hydrolyse av torskehoder, i samarbeid med Fjordlaks
To av hydrolyseforsøkene følges fra start til slutt, inkludert inndamping, membranfiltrering og tørking.
Arbeidspakke 3: Kvalitet, holdbarhet og dokumentasjon
Her vil en dokumentere holdbarhet for tørkede hydrolysater, samt undersøke hvilke krav som stilles til kvalitet, dokumentasjon og merking når hydrolysat f.eks skal benyttes som ingrediens i annen mat.
Aktivitet 3.1: Holdbarhet
Det vil gjennomføres en lengre holdbarhetsstudie på tørkede hydrolysater fra et fullskalaforsøk, i minst 1 år, der mikroorganismer, biogene aminer og flyktige nitrogenforbindelser analyseres hver 3 mnd.
Aktivitet 3.2: Kvalitets- og dokumentasjonskrav og merking
Man vil undersøke hvordan kvalitet av produktet best dokumenteres og få klarhet i regelverket rundt merking av mat/næringsprodukter som inneholder hydrolysat.
Arbeidspakke 4: Prosjektledelse
Det vil bli arrangert minst ett styringsgruppemøte per år. Andre aktiviteter vil være oppfølging av kostnader, aktiviteter og rapportering.
Resultatene formidles i relevante arrangementer, i samråd med FHF og Fjordlaks, og vil presentert gjennom SINTEF og FHF sine nettsider. Det vil bli utarbeidet et faktaark og en presentasjon, samt en film, for å vise hovedresultatene til næringen.
Resultater vil kommuniseres populærvitenskapelig i media bl.a. i FiskeribladetFiskaren og Sunnmørsposten. I tillegg vil sosiale medier (Facebook® eller bloggen til SINTEF) brukes der det ansees som passende.
Resultater vil kommuniseres populærvitenskapelig i media bl.a. i FiskeribladetFiskaren og Sunnmørsposten. I tillegg vil sosiale medier (Facebook® eller bloggen til SINTEF) brukes der det ansees som passende.
-
Sluttrapport: Kvalitetsprotein fra torskehoder: HEADS UP II
SINTEF Ocean. 2020:00322. 10. oktober 2020. Av Jannicke F. Remme og Andreas Austnes.