Fermentering är mer än trendig kombucha och kimchi – den urgamla konserveringsmetoden används för att utveckla alternativa proteinkällor. Men hur funkar det egentligen? Och vilka är utmaningarna?
Livsmedelssystemet står för mellan 20–30 procent av de samlade utsläppen av växthusgaser globalt sett. Samtidigt växer jordens befolkning och därmed också behovet av mat. Ett proteinskifte, där animaliska proteiner ersätts med vegetabiliska, har ringats in som en möjlig lösning på båda utmaningarna.
Fermentering är en naturlig process
Forskare angriper frågan om proteinskifte på olika sätt, på RISE bland annat med hjälp av en tusenårig teknik som historiskt har använts för att förlänga hållbarheten för mat och dryck. Fermentering är en naturlig process där mikroorganismer som bakterier, jäst och mögel omvandlar ett ämne till något annat. När mikroorganismerna ”matas” med socker eller andra kolkällor kan de producera ämnen som syra och alkohol (som påverkar smak och konserveringsförmåga), eller växa till en proteinrik biomassa som kan utgöra basen för nya livsmedel.
– Det finns egentligen tre tydliga spår i vårt arbete med fermentering och nya livsmedel. Det första handlar om att upparbeta sidoströmmar från industrin. Ett exempel är rapspresskaka, alltså det som blir kvar när man pressat rapsolja. Den innehåller mycket protein och fibrer, men har en bitter smak. Här skulle man kunna använda fermentering för att förbättra smaken, genom att tillföra mikroorganismer som själva smakar gott eller som bryter ner de beska ämnena, förklarar Jenny Veide Vilg, enhetschef för mikrobiologi och hygien på RISE.
Detta är bara ett exempel på hur det går att minska svinnet och öka resurseffektiviteten samtidigt som nya livsmedel skapas.
– Ett annat spår är det som kallas single cell-protein. Här är det själva cellerna och proteinerna i en svamp eller jäst man vill åt. Genom att mata svampen eller jästen med socker och näring kan de växa snabbt och skapa enormt mycket biomassa, som till exempel skulle kunna ersätta soja i foder eller livsmedel. Det är som att odla protein i tankar i stället för på åkrar, säger Jenny Veide Vilg.
Vi kan egentligen göra allt inom fermentering, hela vägen från val av lämplig mikroorganism via biotekniska och genetiska justeringar till färdig produkt.
Levande fabriker skapar mjölkprotein utan kor
Det tredje spåret är precisionsfermentering, som innebär att mikroorganismer omprogrammeras genetiskt för att tillverka specifika ämnen eller ingredienser. Till exempel är det möjligt att programmera jästsvampar att producera mjölkproteinet kasein, som kan användas för att ta fram vegansk ost och glass. I princip kan mikrorganismerna modifieras så att de producerar precis det protein man vill ha.
– När vi gör den här typen av genetiska förändringar gäller det att hitta ett sätt att få dessa att stanna kvar i organismerna. I labbet ger vi organismerna en evolutionär fördel när de bär på en viss gen, vilket gör att de behåller den. Utanför labbet blir det svårare att ha den kontrollen, så att göra processen robust och skalbar är helt avgörande, säger Jenny Veide Vilg.
Från labb till lunchlåda
Fermentering utforskas och testas på flera fronter inom RISE, inte minst i de livsmedelsgodkända anläggningarna i Göteborg och Örnsköldsvik. Hit kommer livsmedelstillverkare med sina utmaningar, allt från bismaker i nya produkter till outnyttjade sidoströmmar, för att dra nytta av den tekniska infrastrukturen och kunskapen.
– Vi kan egentligen göra allt inom fermentering, hela vägen från val av lämplig mikroorganism via biotekniska och genetiska justeringar till färdig produkt. Tack vare den nybyggda anläggningen i Örnsköldsvik kan vi numera även beforska och utveckla processer i så stor skala som 10 000 liter, vilket är viktigt för att skapa förutsättningar för skalbarhet, säger Jenny Veide Vilg.
Uppskalning är en sak, poängterar hon, men att gå från forskning till en produkt som människor vill äta är kanske den största utmaningen.
– Vi har forskare på RISE som arbetar med matens smak och textur, men även neofobi, alltså fobi för att testa nya saker. Inom det marina området görs det stora insatser för att konsumenter ska vilja äta annan sjömat än torsk, lax och sill. Det arbetet behöver göras även när det gäller fermenterade, nya livsmedel, konstaterar Jenny Veide Vilg.
Hur påverkas livsmedelssäkerheten?
Fermentering har använts i tusentals år för att konservera och förädla mat. När fermenterande bakterier får växa i maten producerar de syror som sänker pH-värdet och skapar en miljö som hämmar skadliga bakterier. Det bidrar i sig till ökad livsmedelssäkerhet. Vissa mjölksyrabakterier tillverkar också så kallade bakteriociner, som direkt hindrar tillväxt av sjukdomsalstrande mikroorganismer.
Fermentering i syfte att utveckla nya livsmedel sker dessutom i slutna och kontrollerade miljöer.
Om en ny ingrediens tas fram med hjälp av genetiskt modifierade mikroorganismer – som ofta är fallet i precisionsfermentering – genomgår produkten en noggrann prövning innan den kan godkännas för livsmedelsbruk inom EU. I många fall avlägsnas dessutom mikroorganismerna innan produkten når konsument – särskilt vid industriell tillverkning av exempelvis mjölkprotein.
