Bakgrund och syfte

Vattenbruket möter en ökad efterfrågan på sjömat och ses nu som ett av de mest lovande alternativen för framtida proteinproduktion. Men för att detta ska vara möjligt krävs det att vi hittar lösningar på de många utmaningar som finns, där foderinnovationen är central. Att minska beroendet av fiskmjöl och fiskolja är en hög prioritet för vattenbruket i allmänhet, särskilt för t.ex. laxfiskar som kräver foder med hög proteinhalt.

Syftet med SALMONAID var att utveckla foder för laxfiskar baserat på mikrosvampar som nyttjar restströmmar från skogsindustrin. Målet var ett påskyndande av kommersialisering, nya samarbeten, skapa stärkt internationell konkurrenskraft för svensk forskning och innovation inom svampbaserat fiskfoder.  

Utkomst

Projektet tog fram ett foderkoncept där soja ersattes med mikrosvampbaserat mjöl. Fodret gav goda resultat i utfodringsförsök samt lovande miljömässiga resultat. Projektresultaten är  sammanställda som en ”one pager” nedan.

Exempel på områden som vi arbetar med inom ytkemi och ytdesign är:

-Produktion och karakterisering och av nano-/mikomaterial som partiklar, grafen, kolnanorör och beads där vi också arbetar med optimering av löslighet/inblanding i vätskor eller kompositer. Vi arbetar med optimering av nanopartikeldispersioner och stabiliseringar. Vi utvecklar också funktionella beläggningar och bläck baserade på nanopartiklar. Inom detta område finns även expertis och forskningsfront inom nanosäkerhet (nanosafety).
-Ytdesign, alltså modifiering av ytor där vi kan skräddarsy egenskaper som avstötning, vidhäftning, friktion, smörjning eller laddning för applikationer som smutsavstötning, limning, pulverflöden, valsning, fiberprocesser, medicinteknik och sväljning.
-Behandling av ytor, exv. inom områden som cleaning/tvättning, målning, polering eller anti-isbehandling.
-Optimering av effekter, exempelvis inom life-science där vi inte bara karakteriserar de instrumentellt mätbara egenskaperna, utan också genom panelstudier kopplade till verifierade modeller och avancerad statistisk analys kan länka instrumentanalysdata till konsumenternas upplevelser.

Vår expertis innefattar exempelvis tekniska experter, forskare och professorer inom ytkemi, fysikalisk kemi, fysik och psykofysik och på våra välutrustade labb finns avancerad utrustning för kemisk, fysikalisk, psykofysisk och mekanisk karakterisering av ytor.

Som exempel kan nämnas:

-Röntgenfotoelektronspektroskopi (XPS), en mycket ytkänslig metod med rättfram kvantifiering av ytkemin på de översta 2-10 nanometrarna av ett prov..
-Atomkraftsmikroskopi (AFM) med moduler för karakterisering av mikro/nano-mekanik, laddning och friktion i ett brett spann av temperaturer, atmosfärer och vätskor samt även utrustning för mikromanipulering för funktionalisering av kantilevrar med kolloidal prob eller fibrer.
-Environmental scanning electron microscopy (ESEM) med Energy Dispersive X-ray (EDX) där vi kan karakterisera ytstrukturer och göra grundämnesanalys vid ett brett spann av temperaturer samt luftfuktigheter.
-Konfokal Raman mikroskopi där vi kan göra kemiska kartor över ytor samt djupprofiler.
-Laserdiffraktion (LD) och ljusspridning (DLS) för mätning av partikelstorleksfördelning hos partiklar i pulverform eller dispergerade i vätska, emulsioner, liposomer eller liknande.
-Kontaktvinkelmätningar med höghastighetskamera och pikolitersystem som utöver mätning av statiska och dynamiska kontaktvinklar också möjliggör exv. mätning på absorberande, repellerande eller omnifoba ytor.
-Infraröd reflektionsabsorptionsspektroskopi - IRRAS, och Fourier-transform infraröd spektroskopi / dämpad total reflektion - FTIR-ATR som kan ge information om materialets kemiska funktionella grupper.
-Flera plasmareaktorer med möjlighet att funktionalisera, aktivera och belägga ytor av olika material och storlek.

Hitta säkrare alternativ till farliga kemikalier:
Att hitta bra alternativ till skadliga kemikalier kan vara både svårt, dyrt och tidskrävande. Därför är det smart att utvärdera potentiella ersättare teoretiskt, när det går. I den här utbildningen går vi igenom hur du kan ta fram säkrare alternativ till lösningsmedel och mjukgörare, och stegvis gå från en lång lista med potentiella ersättare till ett ämne som du kan verifiera i din produkt. Läs vidare här: https://www.ri.se/sv/substitutionscentrum/utbildningsfilmer/hitta-och-v…

Våra tjänster:
-Ramanmikroskopi - Lokalisering av kemiska komponenter i matris | RISE
-Kontaktvinkelmätningar | RISE

Syfte och mål

I detta projekt undersöktes huruvida antimikrobiella peptider kunde skyddas och levereras i nanopartiklar tillverkade av polära lipider. 

Utmaning

I takt med att vi under flera decennier exponerat bakterier för icke-dödliga doser antibiotika, avsiktligt eller ej, så har de under årens lopp utvecklat en stark motståndskraft (resistens) mot dessa läkemedelsmolekyler.  Behovet av att framställa nya och effektiva antibakteriella läkemedel är således stort och kommer med största sannolikhet att öka i framtiden.

Lösning

Partiklarnas bakteriedödande förmåga undersöktes grundligt i olika in vitro och ex vivo modeller, och hur de tar död på bakterierna har också utretts. Det visade sig att beroende på vilken antimikrobiell peptid och vilken nanostruktur på partiklarna som användes, påverkades deras bakteriedödande förmåga drastiskt. Partiklar av kubisk nanostruktur (”kubosomer”) var mest förddelaktiga att använda sig av. De kunde både skydda en antimikrobiell peptid som är känslig mot enzymatisk nedbrytning (LL-37) och samtidigt uppvisa bra bakteriedödande förmåga.

Effekt

Ett nytt läkemedelsleveranssytem har utvecklats för antimikrobiella peptider, bestående av nanopartiklar, som skyddade dem mot enzymatisk nedbrytning vilket ledde till att de effektivare dödade bakterier.

Syfte och mål

Det långsiktiga målet för FORMAMP-projektet är att förändra behandlingsstrategierna för infektionssjukdomar och minska spridning av multi-resistenta bakterier.  

Utmaning

Antibiotikaresistens

Lösning

De specifika målen med projektet var att utveckla nya och innovativa formuleringsstrategier för lokal administrering, baserade på kombinationen av nanoteknologiska bärarsystem och antimikrobiella peptider, för behandling av infektionssjukdomar orsakade av bakerier såsom Pseudomonas aeruginosa, MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus) och MTB (Mycobacterium tuberculosis). De kliniska indikationer som har adresserats är hudinfektioner och infektioner i brännsår samt infektioner i lunga såsom cystisk fibros och tuberkulos. Flera av dessa indikationer involverar bildandet av biofilmer, vilket drastiskt försämrar effekten hos tillgängliga behandlingsalternativ. Ett viktigt mål för projektet var därför att utveckla behandlingsstrategier som också tar hänsyn till den problematik som dessa biofilmer orsaker.  

Effekt

Minska spridningen av resistenta bakterier

Syfte och mål
Att utveckla ett hållbart bioraffinaderi baserat på biomassa från mikroalgen Dunaliella salina.
 

Utmaning
Dunaliella odlas för närvarande kommersiellt för dess höga β-karoteninnehåll. Den resulterande produkten är ett pulver som består av spraytorkade Dunaliella-celler och är  en blandning av inte bara av karotenoider utan även proteiner, kolhydrater, fetter och mineraler. Det bio-raffinaderikonceptet som utvecklades i detta projekt resulterade i ett antal extrakt och extraktrika fraktioner med av olika föreningar och renhet. Egenskaperna hos de olika extraktrika fraktionerna, och de bästa möjliga användningarna av dessa extrakt har undersökts. Bedömningen av extrakten balanserade renheten med kostnaden för separationsprocesserna.
 

Lösning
Optimering av odling, skördning, extraktion, formulering och analys av alg-biomassan krävde en god förståelse på respektive område, samt samarbete mellan de olika special-kompetenserna.

Resultat
Bearbetning av biomassa med hjälp av superkritisk CO2 ger naturliga färgämnena som  lämpade för livsmedelsmarknader. Det avfettade pulvret är också intressant som ett fodertillsats och även som ett proteinrikt ingrediens i tex fiskkorv. Det karotenoidrika extraktet har formulerats på olika sätt för användning i olika applikationer för tex drycker. Ytterligare upprening med lösningsmedel ger renare fraktioner av tex 9-cis-β-karoten, som är intressant för att avhjälpa olika ögonsjukdomar. Slutligen har även stärkelsen, de polära lipiderna och proteinfraktionerna visat sig lovande som livsmedelstillsatser, som emulgeringsmedel samt ingrediens i gluten-fritt proteinberikat bröd.