Prosjektnummer
Smaksnøytrale proteiner fra makrell (SMELL)
• Nanofiltrering er effektivt for å fjerne aske, små molekyler og TMA fra makrellhydrolysat og makrellimvann.
• Lipofile peptider og/eller aminosyrer korrelerer med intensitet av bittersmak i makrellhydrolysater, og utvikling og implementering av metodikk for å fjerne disse kan bidra til endra bedre smak.
• Til tross for svært lave nivåer av fett i hydrolysatene viser prosjektet at fettoksidasjonsprodukter, som heksanal, og proteinoksidasjonsprodukter ser ut til å forårsake uønskede lukt- og smaksegenskaper i sluttproduktene. Dette viser at det er nødvendig å utvikle verktøy for å kontrollere protein- og fettoksidasjon under prosesseringen.
• Det er mulig å fremstille et makrellhydrolysat som har lavere total smaksintensitet, bittersmak og fiskesmak enn et kommersielt relevant produkt (basert på laks) i pilotskala, men det er vanskelig å oppskallere til industriell skala, og ytterligere forsøk trengs før videre implementering i industrien.
• Det er mulig å produsere maskert spraytørket hydrolysat med bindemidler til testing i smakspaneler og det er mulig å kontrollere binding mellom myseprotein, hydrolysater og gum arabic med pH.
Hovedmålet med prosjektet var å utvikle en prosess for å fremstille et lukt- og smaksnøytralt proteinprodukt fra enzymatisk hydrolysat og limvann av makrellavskjær for humant konsum i første omgang, og til petfood i andre omgang. Nofima og prosjektpartner SINTEF og Pelagia har under prosjektet brukt en avansert analyse- og sensorisk plattform for å gjennomføre prosjektet.
Prosjektet omfatter blant annet proteasescreening, prosessoptimalsiering og smaksmaskering. 10 proteaser ble screenet for aktivitet, utbytte og smak.
Under prosessoptimaliseringen ble både limvann fra Pelagia og hydrolysat produsert i pilotskala, membran- og nanaofiltrert for å optimalisere produktene. Resultater viser at mambran-filtrering gir god fjerning av partikler og fettrester og at nanofiltrering er egnet til å redusere askeinnhold, øke proteininnhold og redusere innhold av TMA/TMAO. Sensorisk analyse viser at nanofiltrerte hydrolysat har tilsvarende lavere smaksintensitet og redusert fiskesmak. Sensoriske data har blitt koblet mot biokjemiske data med avansert statistikk.
Resultater viser at det går an å forutsi sensoriske attributter, eksempelvis bitterhet og nivåer av bitterhet samt smaksattributter koblet til fett- og proteinoksidasjon, gjennom statistisk metodikk som kobler sammen sensoriske data med f.eks. NMR og GC/MS data. Selv om SMELL har lovende resultater fra småskalaproduksjon, er videre arbeid nødvendig for å nå målet i industriell skala.
-
Faktaark: SMELL – Smaksnøytrale proteiner fra makrellavskjær
Nofima. Februar 2021. Av Tone Aspevik, Mari Øvrum Gaarder, Sileshi Gizachew Wubshet, Birthe Vang og Diana Lindberg.
-
Poster: Taste-neutral proteins from mackerel (SMELL)
Nofima. Presented at the 49th WEFTA Conference 14–18 October 2019. By Birthe Vang, Mari Ø. Gaarder, Sileshi G. Wubshet, Runar G. Solstad, Katinka R. Dankel, Tone Aspevik, Katerina Kousoulaki, Silje Steinsholm, and Diana Lindberg. Corresponding author: Birthe Vang.
-
Presentasjon: Smaksnøytrale proteiner fra makrell: Delrapport AP1
Nofima, Pelagia og SINTEF. 31. mars 2020. Av Runar Gjerp Solstad (Nofima), Birthe Vang (Nofima), Mari Øvrum Gaarder (Nofima) Tone Aspevik (Nofima), Katinka Dankel (Nofima), Sileshi Wubshet (Nofima), Diana Lindberg (Nofima), Peter Molesworth (SINTEF) og Wilhelm Glomm (SINTEF).
-
Presentasjon: SMELL – Smaksnøytrale proteiner fra makrell – Presentasjon av sluttrapport
Pelagia, Nofima og SINTEF. 15. februar 2021. Av Tone Aspevik (Nofima), Mari Øvrum Gaarder (Nofima), Sileshi Wubshet (Nofima), Katinka Dankel (Nofima), Ingunn Berget (Nofima), Lars Thoresen (Nofima), John-Erik Haugen (Nofima), Runar Gjerp Solstad (Nofima), Birthe Vang (Nofima) og Diana Lindberg (Nofima), Peter Molesworth (SINTEF) og Wilhelm Glomm (SINTEF).
-
Rapport: Smaksnøytrale protein fra makrell (SMELL) – Delrapport for AP1
Nofima. Rapport 15/2020. Av Runar Gjerp Solstad, Birthe Vang, Mari Øvrum Gaarder, Peter Molesworth, Tone Aspevik, Katinka Dankel, Sileshi Wubshet, Willhelm Glomm og Diana Lindberg.
-
Rapport: Smaksnøytrale protein fra makrell (SMELL): Delrapport for AP2, AP3 og AP4
Nofima, Rapport 8/2021. Av Tone Aspevik, Mari Øvrum Gaarder, Sileshi Wubshet, Peter Molesworth, Katinka Dankel, Ingunn Berget, Lars Thoresen, John-Erik Haugen, Runar Gjerp Solstad, Birthe Vang, Wilhelm Glomm og Diana Lindberg.
-
Sluttrapport: Smaksnøytrale proteiner fra makrell
Nofima. Rapport nr 9/2021. April 2021. Av Tone Aspvik, Mari Ø. Garder, Sileshi G. Wubshet, Birthe Vang, Runar G. Solstad, Katinka Dankel, Ingunn Berget, Lars Thoresen, John-Erik Haugen, Wilhelm Glomm og Diana Lindberg.
På lik linje med andre fiskerestråstoff inneholder dette restråstoffet fett og proteiner av god kvalitet. Utnyttelsen av makrellolje er per nå fokus i flere FHF-prosjekter, ledet av både Nofima og Møreforskning (“Foredling av råolje av restråstoff fra makrell til høykvalitetsprodukt for humant konsum” (FHF-901370), “Pelagisk løft: utnyttelse av restråstoff fra makrell, ekstraksjon av fosfolipider” (FHF-901504), samt "Kvalitet på olje produsert av restråstoff fra fersk og frosset makrell" (FHF-901317)). Neste logiske trinn er å også utnytte limvannfraksjonen som er resultatet av oljeutnyttelsen.
Limvann inneholder protein av god kvalitet og mange mulige bruksområder, der de høyest betalende er humankonsum og petfood. Hvis man også utfører en annen type prosessering, enzymatisk protein hydrolyse, av råstoffene så får man dels olje av god kvalitet og et limvann fra hydrolyse med delvis nedbrutt protein, såkalte peptider. Disse kan bidra til høyere verdiskaping enn protein da det er vist at disse kan påvise biologisk aktivitet. Et eksempel er hemming av forhøyet blodtrykk, og demping av høye kolesterolverdier. Slike peptider kan selges som verdifulle ingredienser i eksempelvis funksjonell mat, men også som nutraceuticals.
Som nevnt i utlysningen er det et velkjent faktum at det kan forventes smaksutfordringer i proteinfraksjoner fremstilt fra restråstoff av makrell. Dette er en utfordring, uavhengig av råstoff og type prosessering som er brukt. I tillegg er det kjent at bitterhet er en utfordring knyttet til hydrolysater fra både fisk og skalldyr. Limvann og hydrolysat fra pelagiske arter er karakterisert med en ekstra intens lukt og smak av fisk. Makrell er en fet fisk med høyt innhold av flerumettede fettsyrer. Disse fettsyrene er spesielt utsatt for oksidasjon som raskt fører til dannelse av sekundære flyktige komponenter med ubehagelig lukt og smak. I tillegg er makrell ekstra utsatt for autolytisk nedbryting der fiskens egne enzymer bryter ned protein og fett med dannelse av komponenter som kan bidra til negativ smaksopplevelse. Et kjent eksempel er aminosyreoksidasjon (peptid/protein-oksidasjon), og enzymatisk nedbryting av TMAO til TMA som leder til en sterk fiskelukt.
• bruke en flertrinnstilnærming ved bruk av ulike kjemiske analyser for å karakterisere de viktigste vannløselige og flyktige komponentene
• bruke standardisert sensorisk metodikk med trent sensorisk panel for å karakterisere smak og lukt i løpet av prosjektet
• undersøke enzymatisk proteinhydrolyse samt prosessering av limvann for å få best mulig smak, kvalitet og proteinfraksjonsutbytte
• bruke membranfiltrering for å fjerne smaks- og luktkomponenter fra limvann samt proteinfraksjon etter enzymatisk proteinhydrolyse
3. Å avklare beste metode for tilsetting av komponenter som skjuler smak og lukt og teste resultatene fra bruken av disse ved hjelp av anerkjente metoder ved å:
• bruke analytiske og sensoriske metoder for å karakterisere resultatet
4. Å fremstille et prøveparti på 20 kg til smaks- og markedstest
AP 1: Optimalisert labskala produksjon av smaksnøytralt limvann og hydrolysat
Limvann produsert i en industriell prosess fra Pelagia vil bli brukt som utgangspunkt, og i tillegg produseres hydrolysat fra makrellavskjær ved hjelp av enzymatisk hydrolyse. Ved å fraksjonere proteinfraksjonene med forskjellige membranteknikker kommer vi til å optimalisere prosessering som gir fraksjoner best egnet til humant konsum. De beste fraksjonene fra limvann og hydrolyse vil gå videre inn mot Task 1.3 for maskering av smakskomponenter for å oppnå best mulig produkt. Under prosessutvikling sendes proteinfraksjoner til AP3 og 4 for kjemisk og sensorisk analyse, og trinnvis input vil veilede optimalisering og avklare kandidater for videre prosessering og oppskalering i AP2.
Task 1.1: Optimalisering av enzymatisk hydrolyse
Task 1.2: Raffinering av hydrolysater og limvann
Task 1.3: Maskering av smakskomponenter
AP 2: Optimalisering av limvann- og hydrolysatfiltrering i pilotskala og smaksnøytralisering ved spraytørking
For å verifisere at de innledende labskalaresultatene er reproduserbare i større skala vil de mest lovende prosessmetodene bli skalert til pilotskala. Det kan forventes at bruk av spraytørking og filtrering i større skala vil gi forbedret og mer forutsigbare resultater enn det man oppnår i labskala.
Task 2.1: Forbedring av smak i limvann og hydrolysater
Task 2.2: Tørketeknologi og maskering av smak
Task 2.3: Produksjon av proteinpulver
AP 3: Bruk av analytiske metoder for verifisering av lukt- og smakskomponenter
Kjemisk karakterisering av komponenter i hydrolysat og limvann er essensielt for forståelsen av hvilke komponenter som kan forårsake og påvirke sensoriske egenskaper. Limvann og hydrolysat fra pelagisk fisk er komplekse løsninger med et mangfold av kjemiske bestanddeler. Både vannløselige bestanddeler, eksempelvis peptider, og flyktige komponenter kan føre til uønskede sensoriske egenskaper, og derfor analyseres begge disse gruppene. Resultatene av kjemisk fingeravtrykk (task 3.1 og 3.2) samt de korresponderende sensorisk analyser (AP4) vil sammenstilles og analyseres ved bruk av multivariat statistikk. Resultatene vil brukes både til prosessoptimalisering i AP1 og AP2.
Task 3.1: Kjemisk fingeravtrykk av løselige komponenter
Task 3.2: Kjemisk fingeravtrykk av flyktige komponenter
Task 3.3: Spesifikk identifisering av smakskomponenter
Task 3.4: Multivariat statistikk
AP 4: Sensoriske analyser for kartlegging av best egnet sluttprodukt for humant konsum
For å kartlegge hvilke komponenter som skaper uønsket smak/lukt vil det bli benyttet standardiserte sensoriske metoder med et trent sensorisk panel. Både screening, rangering og fullskala profilering (QDA) vil benyttes parallelt med kjemisk karakterisering i AP3 for å finne svar på smak/lukt-utfordringen. Sensoriske analyser vil foregå gjennom hele prosjektperioden, både på lab-skala og pilotskala, for å gi konkrete innspill til videre prosessoptimalisering.
Task 4.1: Screening av labskala
Task 4.2: Sensorisk evaluering av ulike fraksjoner, labskala
Task 4.3: Sensorisk profilering av labskala produkt
Task 4.4: Sensorisk rangering, pilotskala
Task 4.5: Sensorisk profilering med maskerte hydrolysater, pilotskala
Felles milepæler
Milepel 1: Produsert og analysert labskala proteinpulver fra makrellavskjær
Milepel 2: Produsert og analysert pilotskala proteinpulver fra makrellavskjær.
-
Sluttrapport: Smaksnøytrale proteiner fra makrell
Nofima. Rapport nr 9/2021. April 2021. Av Tone Aspvik, Mari Ø. Garder, Sileshi G. Wubshet, Birthe Vang, Runar G. Solstad, Katinka Dankel, Ingunn Berget, Lars Thoresen, John-Erik Haugen, Wilhelm Glomm og Diana Lindberg.