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. 

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. 

Det finns olika parametrar som konsumenter tar hänsyn till när kundvagnen ska fyllas. Priset är förstås en sådan. För andra är det viktigare att varorna kommer från Sverige. Någon är noga med att välja livsmedel med hållbarhetsmärkning, en annan letar nyckelhål. Vissa parametrar finns dock alltid med i bilden – smaken och konsistensen.  

– För att människor ska göra en livsstilsförändring måste den förändringen smaka gott, det är så vi fungerar. Många nya livsmedel som kommer fram är svåretablerade. Folk testar kanske produkten en gång, men om inte smaken är tillräckligt god så är risken stor att man inte köper den igen, säger Lina Svanberg, enhetschef på RISE.  

Det finns idag många tekniker för att utveckla nya livsmedel. Det handlar till exempel om att odla fram proteiner från svampar och jäst i en kontrollerad miljö, som på RISE:s livsmedelsklassade teknikinfrastruktur för bioteknik i Örnsköldsvik. Eller att utveckla växtbaserade livsmedel som kan komplettera eller helt ersätta animaliska produkter. Den stora utmaningen är att framställa livsmedel som konsumenterna faktiskt väljer, inte bara en gång utan regelbundet. Här spelar produktdesign en viktig roll.  

Svaret finns i detaljerna 

I RISE livsmedelsgodkända anläggning i Göteborg jobbar närmare 30 forskare och ingenjörer med design av livsmedel. Fokus ligger på smak, textur och näringsinnehåll. Mycket kretsar kring att förstå hur man utvinner funktionella ingredienser ur en viss råvara och i vilken typ av livsmedel den ingrediensen passar bäst.  

– Vi hjälper företag att utveckla produkter som inte finns på marknaden i dag, men också att optimera och förbättra kvaliteten på existerande sortiment. Utöver att vi kan utvinna ingredienser i kiloskala och skapa produkter genom exempelvis extrudering, bakning och emulgering, har vi väldigt avancerad analysutrustning, säger Lina Svanberg och fortsätter:  

– Vi jobbar bland annat med mikroskopi där vi kan studera vad som händer i produkten på hög detaljnivå, ofta kombinerat med mätningar av textur och flödesegenskaper samt aromanalys där till exempel bismaker detekteras. Det hjälper kunden att svara på varför en produkt inte smakar bra eller tappar konsistensen under lagring exempelvis.  

Smakpanel testar nya livsmedel 

För att ytterligare optimera produktens kvalitet är det viktigt att kunna smaka på den, enligt Lina Svanberg.  

– Det finns inget analysinstrument som kan ersätta människans egna smaksinnen. Därför är det en styrka att vi kan tillverka olika produkter under livsmedelsgodkända förhållanden så att det faktiskt går att smaka på proverna, säger hon. 

På livsmedelsanläggningen har en tränad sensorisk panel bestående av 16 personer med vassa smaksinnen och förmåga att beskriva smak och konsistens på ett sätt som kan användas vidare inom produktutvecklingen. 

Därtill utförs konsumenttester för att bättre förstå konsumentens tankar, uppfattning av en produkt och hur individuella skillnader påverkar smakupplevelsen. För att få rätt smak, konsistens och utseende på en produkt är det viktigt att förstå vad konsumenten förväntar sig och önskar från produkten redan tidigt i produktutvecklingsprocessen. 

Hybriderna kommer tillbaka 

När Lina Svanberg gör en framtidsspaning inom fältet nya livsmedel pekar hon på att förfrågningar kopplat till utveckling av hybridprodukter (produkter där delar av den animaliska råvaran är ersatt av exempelvis en växtbaserad ingrediens) ökar. 

– Kanske beror detta på att det är svårt att göra ett helt växt- eller svampbaserat alternativ som slår igenom stort. Man vill göra något, för det är bättre än att göra ingenting och då kan hybridprodukter vara ett steg på den vägen, säger hon.  

Även den här typen av nya livsmedel kan produktdesignteamet på RISE hjälpa till att utveckla och förfina. Hur interagerar de olika ingredienserna med varandra, vilken effekt har tillverkningsprocessen och hur påverkar det smak och konsistens på slutprodukten?  

– Det är ett superspännande område, och där ser jag att vi kan hjälpa våra kunder genom hela produktutvecklingsprocessen, säger Lina Svanberg.