Supermarkedets svampe kan omdanne spild fra marken til fødevareproteiner med lavere klimaaftryk. Med Teknologisk Institut i spidsen udforsker et EU-projekt potentialet for svampefermentering. Projektet udvikler desuden AI-baseret procesmodellering til at overvåge, analysere data, kontrollere og optimere produktionsparametre.
Alternative proteinkilder og biobaserede produkter er i høj kurs. På Teknologisk Institut har forskere i flere år arbejdet med at omdanne spild fra marken til bl.a. nye fødevarer, emballage og kosmetik. Nu har de allieret sig med en ekstra hjælper: Svampe.
Kort fortalt kan man bruge spisesvampe til at fermentere reststrømme fra landbruget, så det, der ellers ville gå til spilde, kan upcycles til nye produkter. Svampene bor i en bioreaktor, “spiser” de spildstrømme, de bliver fodret med og omdanner det til biomasse. Spildstrømmene kan fx være rester fra sukkerroe-produktion, overskydende korn fra ølbrygning og frugtskaller, som forbehandles, inden svampene får det som foder.
-Man kan sammenligne det med kombucha-brygning, hvor man fodrer en svampe-bakteriekultur med sukker. I EU-projektet Zest består kulturen af svampestammer, der omdanner landbrugsresterne til biomasse, som vi kan bruge direkte eller trække svampeprotein og kitin ud af, som bruges i fx fødevarer, medicin og bioplast, siger seniorprojektleder Xiaoru Hou fra Teknologisk Institut.
Lavere klimaaftryk, mindre vandforbrug og højt indhold af protein og vitaminer
Da svampene bliver fodret med sidestrømme fra landbrug og fødevareproduktion, og dele af bakteriekulturen recirkuleres, bidrager produktionsmetoden til nulspild og cirkulær økonomi.
-Samtidig kræver processen kun små mængder vand sammenlignet med mere traditionel proteinproduktion, mens udledningen af drivhusgasser også er markant lavere. Resultatet er en mere bæredygtig og omkostningseffektiv metode til proteinproduktion, der samtidig har et højt niveau af fødevaresikkerhed, fortæller projektkoordinator og centerchef Anne Christine Hastrup fra Teknologisk Institut.
Sammenlignet med planteprotein er svampeprotein lettere for menneskekroppen at fordøje. Samtidig tilfører svampene også vitaminerne B12 og D, som beriger de nye fødevarer, som svampeproteinerne indgår i. Svampeproteinerne har en neutral smagsprofil på grund af sin cellestruktur og forskellige teksturer, som imødekommer fødevareindustriens og forbrugernes krav.
-Vi vil optimere hele produktionsprocessen ved at screene de mest velegnede spildprodukter fra landbrug og fødevareproduktion sammen med forskellige svampestammer. Vi specialdesigner også nye bioreaktorer til svampefermenteringen. Sidst, men ikke mindst, udvikler vi AI-baseret procesmodellering til at overvåge, analysere data, kontrollere og optimere produktionsparametre, siger Anne Christine Hastrup videre.
AI optimerer fermenteringsprocessen
Netop AI er et centralt punkt i udviklingen af fremtidens svampeprotein. Teknologisk Institut anvender avancerede AI-teknologier til at optimere fermenteringsprocessen – helt konkret ved at overvåge og kontrollere fermenteringsbetingelserne i realtid ved hjælp af data fra mange sensorer i bioreaktorerne.
-I Zest-projektet udvikler vi maskinlæringsmodeller baseret på parametre som temperatur, pH, iltniveauer og næringsstofkoncentrationer. Vi bruger hybridmodeller, som kombinerer traditionelle modeller for svampevækst med AI-modeller trænet på eksperimentdata. Modellerne kan forudse, hvordan svampene opfører sig på forskellige landbrugsrester og hjælpe med at finjustere bioreaktoren for optimale vækstbetingelser, siger Kristian Damlund Gregersen fra Teknologisk Institut.
Den AI-baserede procesmodellering har endnu en fordel: En mere bæredygtig produktion. Det store datagrundlag og de løbende justeringer gør det nemlig muligt at optimere udbyttet, reducere spild, minimere energiforbruget og sikre høj kvalitet af slutprodukterne.
Forskning baner vejen for industriel implementering
Udviklingen af de nye supersvampe foregår delvist i Teknologisk Instituts Biosolutions Technology Center. Her kan virksomheder og startups teste og udvikle alt fra spiselige proteiner og vitaminer til biobaserede materialer og emballage. Alt sammen baseret på biomasse fremstillet i centrets fermenteringstanke og bioreaktorer ved hjælp af mikroorganismer – ikke mindst svampe eller via bioraffinering i hydrolysetanke.
Zest er et fireårigt projekt med et samlet budget på næsten 7,5 millioner euro, er medfinansieret af Circular Bio-Based Europe-programmet (CBE-JU) og samler tolv partnere fra fem europæiske lande. Partnerne er: Teknologisk Institut, QUH Lab Lebensmittelsicherheit Tierarzt, Bioreactors.net SIA, Fondacija Vizlore Labs, Sinonin Biotech UG, Acondicionamiento Tarrasense Associacion, Fundacion Corporacion Tecnologica de Andalucia, Food & Bio Cluster Denmark, Nordzucker AG, Tate & Lyle / G.C. Hahn & Co. Stabilisierungstechnik GmbH, Latvijas Valsts Koksnes Kimijas Instituts og Sensimate Aps.
