Til innholdet

Prosjektnummer

901504

Prosjektinformasjon

Prosjektnummer: 901504
Status: Pågår
Startdato: 24.09.2018
Sluttdato: 15.05.2022

Pelagisk løft: Utnyttelse av restråstoff fra makrell, ekstraksjon av fosfolipider

FHF har i løpet av de siste to årene arbeidet systematisk og målrettet med utvikling av kunnskap og teknologi for økt bearbeiding av makrell. Satsingen kalles “​​Pelagisk løft – økt bearbeiding av makrell”. Bakgrunnen er at bare 2–4 % av landet makrell foredles til filet. Resten av de ca. 350.000 tonnene eksporteres ut av landet rundfrosset. Næringen har, i samarbeid med FHF, etablert en pilotlinje på ett av de pelagiske anleggene (Selje).
 
Makrell er en art med stort fettinnhold og rik på essensielle fettsyrer som bl.a. EPA og DHA. Neste fase i “​​Pelagisk løft – økt bearbeiding av makrell” ser nærmere på hvilke muligheter som finnes for utnyttelse av restråstoffet fra filetproduksjon til produksjon av høyverdige olje- og protein-komponenter til humant konsum og petfood-markedet. Arbeidet med å unytte restråstoffet har utfordringer som krever betydelig FoU-innsats. Det er laget eget veikart for denne satsingen som danner grunnlaget for prioriteringene i 2018.
 
FHF ønsker på overordnet nivå å få gjennomført et prosjekt som skal kartlegge mulighetene for å ekstrahere fosfolipider fra grakse etter makrelloljeproduksjon. Fosfolipidene skal deretter reintroduseres i råolje eller stabiliseres i ren form. Prosjektet vil ha klare synergier med pågående FHF-prosjekter som Foredling av råolje av restråstoff fra makrell til høykvalitets­produkt for humant konsum (FHF-901370) ledet av Nofima og Kvalitet på olje produsert av restråstoff fra fersk og frosset makrell (FHF-901317) ledet av Møreforskning.
 
Nofima er et av Europas største næringsrettede forskningsinstitutt som driver forskning og utvikling for akvakulturnæringen, fiskerinæringen og matindustrien. Vår målsetning er å levere internasjonalt anerkjent forskning og løsninger som gir næringslivet konkurransefortrinn langs hele verdikjeden. Nofima har lang erfaring innen forskning på lipider og har en sterk lipidgruppe som dekker hele verdikjeden fra råstoff, ekstraksjon, raffinering, miljøgifter, analyser, helseeffekter og anvendelse innen mat og fiskefôr.
Å utvikle en prosess for ekstraksjon av fosfolipider fra graksemel etter makrelloljeproduksjon.

Delmål
1. Å kartlegge fosfolipidnivå i grakse fra makrellavskjær, limvann og råolje.
2. Å utvikle prosessoppskrift for kostnadseffektiv ekstraksjon av fosfolipider fra grakse etter oljeseperasjon fra makrellavskjær.
3. Å beregne utbytte for produksjon av fosfolipider fra grakse av makrellavskjær.
4. Å stabilisere fosfolipider i ren form. Fosfolipider kan være ustabile i ren form. Det er derfor behov for å finne en prosessoppskrift for behandling av fosfolipider etter ekstraksjon.
5. Å reintrodusere fosfolipider i råolje og omega 3-oppkonsentrert makrellolje og lage prøver av dette. Fosfolipider i ren form har høy viskositet og det kan være utfordrende å tilføre den råolje fra makrell. Det skal derfor utvikles en prosess for å få et homogent oljeprodukt sammensatt av fosfolipider og råolje.
6. Å kartlegge farge og oksidasjonstall i fosfolipider fra grakse av makrellavskjær, samt undersøke nivå av aktuelle uønskede stoffer.​
Norsk pelagisk og fiskemelindustri er en viktig global aktør innen produksjon av fiskemel og fiskeolje til anvendelser innen fiskefôr, men har foreløpig i liten grad lykkes med å finne anvendelser inn mot høyere betalende markeder innen kosttilskudd og helsekostmarkedet. Fiskeolje (triglyserider) fremstilt basert på pelagiske art i våre havområder har et lavere omega-3-innhold sammenlignet med søramerikansk olje og sistnevnte har derfor vært prioritert som råstoff av raffineringsindustrien. Variasjonen i omega-3-fettsyrer mellom fiskearter er betydelig mindre for fosfolipidfraksjonen sammenlignet med triglyseridfraksjonen. Rapporterte nivå av omega-3-fettsyrer i fosfolipider ekstrahert fra nord-atlantiske arter (sild og lodde) er f.eks. høyere enn i sør/nord-amerikanske (anchoveta og menhaden); henholdsvis 44–46 % og 25–32 %.

Til sammenligning er omega-3-nivået i et ekstrahert fosfolipid fra krill målt til 32 %. De høye nivåene i norsk pelagisk råstoff vil være et gunstig utgangspunkt for ekstraksjon av marine fosfolipider med potensielle anvendelser innen helsekost og kosttilskudd markedet. Dette vil kunne gi norsk industri en konkurransefordel og muligheter for å introdusere nye produkter innen omega-3-markedet. Makrellgrakse er ett av flere råstoff som kan anvendes til slik produksjon. Fiskemelindustrien vil i tillegg ha tilgang på presskake/grakse fra sild, kolmule, tobis og hvitfisk som kan være interessante alternativ. Teknologi utviklet i dette prosjektet vil ha en direkte overførbarhet til annet pelagisk råstoff.
Prosjektet har følgende 6 arbeidspakker (AP-er):

AP1: Kartlegge fosfolipidnivå i grakse fra makrellavskjær, limvann og råolje
Makrellavskjær vil bli hentet ut fra fileteringsanlegg og frosset ned før transport til Bergen for opparbeidelse ved Nofima sitt pilotanlegg i Kjerreidviken. Uttak av råstoff vil bli gjort en gang i måneden og dekke fangstperioden september til januar. Det vil bli etablert massebalanser for prosessen og fordeling av tørrstoff, protein og totale lipider i mellomproduktene grakse, limvann og separert råolje. Totallipider og lipidklassefordelingen vil bli analysert.
 
To prosessalternativer vil bli testet ut: 1) Tradisjonell kokeprosess etterfulgt av mekanisk separasjon av grakse, limvann og olje; og 2) Hydrolyseprosess etterfulgt av oppvarming til 90 °C og mekanisk separasjon av grakse, hydrolysat og olje. Masse og komponentbalanser vil bli sammenlignet og fordeling av fosfolipider i mellomprodukter kvantifisert.
 
AP2: Utvikle prosessoppskrift for kostnadseffektiv ekstraksjon av fosfolipider fra grakse etter oljeseparasjon fra makrellavskjær
Vann utgjør en barriere for ekstraksjon av lipider i en proteinmatriks. To tilnærminger vil bli undersøkt for å fjerne vannet i makrellgraksen: 1) Fjerning av vann før ekstraksjon gjennom bruk av tørketeknologi, og 2) Fjerning av vann gjennom bruk av overskudd polart løsemiddel. Et tørket produkt vil ha den fordelen at det muliggjør enkel mellomlagring av grakse før ekstraksjon. Alternativt må makrellgrakse mellomlagres på frys dersom man skal gjøre ekstraksjonsprosessen uavhengig av prosessering av makrellavskjær. Disse forhold vil både påvirke kvalitet på det ekstrahert lipidekstrakt og ha stor innflytelse på fleksibilitet og kapasitet på et fremtidig ekstraksjonsanlegg.
 
En ekstraksjonsprosessen med bruk av etanol vil bli optimalisert ved bruk av faktoriell forsøksdesign og responsflatemodellering. Variabler som vil bli undersøkt inkluderer forholdet mellom grakse/etanol og vann/etanol, tid og temperatur. Teknologiske muligheter for konsentrering av fosfolipider vil bli undersøkt. Patentlitteraturen vil bli gjennomgått for å evaluere mulige IPR-konflikter.
 
AP3: Beregne utbytte for produksjon av fosfolipider fra grakse av makrellavskjær
I alle gjennomførte forsøk vil utbytte av fosfolipider bli registrert og kvantifisert basert på tørrstoff og totale lipider i anvendt makrellgrakse. Fordelingen og utbytte av triglyserider og fosfolipider i ekstraktet vil bli beregnet basert på lipidklasseanalyser. Analysen vil også gi opplysninger om nivå av lyso-fosfolipider, mono-, di- og triglyserider, frie fettsyrer, og fritt og forestret kolesterol.
 
AP4: Stabilisere fosfolipider i ren form
Oksidasjonsstabilitet til ekstraherte fosfolipider og etter konsentrering vil bli undersøkt basert på tilsetting av næringsmiddelgodkjente antioksidanter. De mest effektive systemene vil bli testet i mer detalj for å definere optimal tilsetting.
 
AP5: Reintroduksjon av fosfolipider i råolje og omega 3 oppkonsentrert makrellolje og lage prøver av dette
Fosfolipider i ren form har høy viskositet og det kan være utfordrende å tilføre den råolje fra makrell. Viskositeten vil være sterkt avhengig av forholdet mellom triglyserider og fosfolipider i restfettet i makrellgraksen. Mulig innvirkning av andre komponenter som co-ekstraheres med lipidfasen vil bli undersøkt. Forskjellige teknikker vil bli testet for å blande fosfolipider med råolje eller omega-3-konsentrert makrellolje og viskositeten til de fremstilte prøvene undersøkt.  
 
AP6: Kartlegge farge og oksidasjonstall i fosfolipider fra grakse av makrellavskjær, samt undersøke nivå av aktuelle uønskede stoffer
Farge i fosfolipidproduktene vil bli målt basert på absorbans. Måling av oksidasjonsgrad basert på klassisk peroksid og anisidinverdi har vist seg å fungere dårlig på marine fosfolipider. Nofima BioLab har erfaring med en modifisert peroksidtall-analyse som har vist seg å fungere tilfredsstillende. Det vil derfor også bli analysert for flyktige sekundære lipidoksidasjonsprodukter ved bruk av headspace gass-kromatografi masssespektrometri (GC/MS) for å påvise oksidasjonsgraden av fosfolipidfraksjonene. Betydning av fersk sammenlignet med frosset råstoff før filetering med hensyn til lipid-oksidasjon vil også bli vurdert.

Nivå av uønskede stoffer vil bli kartlagt i fosfolipider ekstrahert fra grakse fremstilt basert på makrell fangstet i perioden september–januar. Uønskede stoffer vil inkludere tungmetaller (arsen, kadmium, kvikksølv, bly og selen) og persistente organiske miljøgifter (POPs) som omfatter dioksiner, dioksinlignende PCB og ikke-dioksinlignende PCB. ​
Forskningsresultater vil bli formidlet gjennom fag- og sluttrapporter, møter med referansegruppen, foredrag i møte med næringen og gjennom FHF sin prosjektnettside. 
keyboard_arrow_up