Græsprotein i fødevarer?

Fødevareproduktion Udnyttelse af protein fra grøn biomasse kan hjælpe os med at imødekomme det stigende behov for nye, bæredygtige højkvalitetsproteinkilder.

Grøn i biomasse skruepresse

Skruepressen i funktion. Produktionsmetoden kan holdes simpel og kan derfor udnyttes i udviklingslande. Grøn bioraffinering kan meget vel blive en del af løsningen på flere af de Forende Nationers 17 verdensmål.

© Suzanne Rindom
Momentum+

Begrebet bioraffinering dækker over et koncept, hvor organisk materiale af lav værdi neddeles til en række produkter, hvoraf størstedelen har betydeligt højere værdi end udgangspunktet.

Der findes mange ressourcer, der besidder et uudnyttet stort potentiale og visse restprodukter, som spildstrømme fra fødevareindustrien går i dag til forbrændingsanlæg, selv om de potentielt kan neddeles til nye fødevareingredienser.

Grøn bioraffinering er et af de områder, hvor der både kan høstes store miljøgevinster og på sigt også høstes nogle store økonomiske gevinster. Teknologiudviklingen går hurtigere, efterhånden som det bliver tydeliggjort, at der er et behov for at investere i grøn teknologi grundet de udfordringer, befolkningstilvæksten vil medføre på sigt.

Udvinding af proteinkoncentrater fra grøn biomasse er ikke noget nyt koncept. Der findes utallige publikationer og patenter, der beskriver metoder til oprensning af protein fra grøn biomasse.

Derimod er det nyt, at vi i samfundet har så stort fokus på bæredygtige proteinkilder, og det bliver i højere grad prioriteret at få de forskellige teknologier afprøvet i større skala. Senest har Aarhus Universitet fået bevilling til pilotanlægget GRØNBIORAF, og Teknologisk Institut udvider deres bioraffinaderi i Taastrup med grøn bioraffinering under titlen 'Subleem 2.0'.

Bioraffinering en del af løsningen?

Grøn bioraffinering kan meget vel blive en del af løsningen på flere af de Forende Nationers 17 verdensmål. Udover at de høje udbytter af protein pr. landbrugsareal er en direkte vej til at brødføde den voksende befolkning, supporterer grøn bioraffinering også målsætningerne om et mere bæredygtigt landbrug samt en mere klimavenlig produktion og forbrug og er dermed også en løsning, der er holdbar på længere sigt.

Oprindeligt bygger idéen med at trække protein ud af græs på et ønske om at kunne erstatte sojaprotein i dyrefoder. Størstedelen af det sojaprotein, der tilsættes svine- og fjerkræfoder, bliver importeret fra Sydamerika, og udover at proteinet skal rejse halvvejs rundt om kloden, hvilket i sig selv ikke er bæredygtigt, så er sojaproduktionen i Sydamerika den næststørste årsag til skovrydning.

Smågrise i stald
Oprindeligt bygger idéen med at trække protein ud af græs på et ønske om at kunne erstatte sojaprotein i dyrefoder. Størstedelen af det sojaprotein, der tilsættes svine- og fjerkræfoder, bliver importeret fra Sydamerika.
© Colourbox

 

Produktionen af dyrefoder kan kombineres med produktion af græsprotein til fødevarer. Mennesker vil aldrig kunne indtage de mange fibre i græsset, men udtager vi blot en lille del af græssets protein, og bruger det som erstatning for en del af vores fx oksekødforbrug, er vi med til både at løse et klimaproblem og et pladsproblem.

Sådan udvindes græsprotein

Almindelige landbrugsafgrøder som rajgræs og lucerne kan neddeles til en fiberfraktion samt et proteinkoncentrat, hvoraf sidstnævnte kan fordøjes af mennesker - i modsætning til råmaterialet og fiberfraktionen, der ikke kan nedbrydes af de menneskelige fordøjelsesenzymer.

Græsproteinet skal gennemgå en række oprensningstrin, før det kan udnyttes til fødevarer, og disse mekaniske og kemiske behandlingstrin kræver ganske vist en mængde energi, men alligevel ligger her en miljøgevinst, idet man undgår at omdanne proteinet igennem en meget ineffektiv bioreaktor (en ko) til kød og mælk.

Biomassen knuses i en skruepresse, og fordeler sig i en 'græsjuice' og en 'pulp'. Græsjuicen opvarmes til 80o C eller pH justeres til 3,5, hvorved proteinet udfældes og sedimenterer.

Det udfældede protein separeres fra væsken gennem en dekantercentrifuge, hvorefter græsproteinet oprenses og tørres med vakuuminddampning for at skåne proteinet bedst muligt.

Græsproteinet er som nævnt målrettet til fødevarer, pulpen er målrettet til drøvtyggere. Den tilbageværende væskefraktion kan spredes på marken, så de tilbageværende vandopløselige næringsstoffer kan fungere som gødning eller udnyttes i biogasproduktion.

Højkvalitetsprotein i store mængder

I Danmark udgør grøn biomasse en betydelig del af det samlede landbrugsareal, og den årlige produktion ligger på omkring 25 mio. ton. Hvis man til en begyndelse kan udnytte blot 2 pct. af den samlede proteinmængde fra disse afgrøder, så kan vi årligt levere 3,5 kg højkvalitetsprotein pr. indbygger i Danmark, og det kan med rimelighed antages, at kvaliteten af de resterende 98 pct. protein er bevaret.

Der findes andre typer lavværdi biomasse og sidestrømme fra fødevareproduktion, hvorfra vi kan udvinde protein til fødevarer. Men kigger man på den vigtigste kvalitetsparameter, når vi taler protein: Nemlig aminosyresammensætningen - så er det ikke alle proteinkilder, der kan erstatte de animalske produkter som kød, æg og mælk.

På DTUs Fødevareinstitut anser vi det som en vigtig opgave at facilitere godkendelsen af græsprotein som fødevareingrediens og på den måde rykke tættere på at kunne tage et radikalt skift i forhold til spisevaner.

Indholdet af de 9 essentielle aminosyrer har en altafgørende rolle for, hvorvidt proteinkilden bør udgøre en væsentlig del af vores proteinindtag. Aminosyresammensætningen i det proteinkoncentrat, vi laver fra rajgræs, er i flere tilfælde bedre end de sojaproteinprodukter, der er på markedet, og dermed er rajgræs en fremragende og underudnyttet kilde til protein.

Den store barriere

Som borger i EU sætter man pris på den høje prioritering af fødevaresikkerhed, der bliver forvaltet af EFSA. Men samtidig betyder det ekstreme sikkerhedsniveau, at innovation i fødevarebranchen ofte ses i form af inkrementel innovation som variationer i produktdesign, idet den banebrydende innovation bliver muliggjort i USA mange år tidligere, end den bliver introduceret i EU.

En række fødevarevirksomheder har vist interesse for at bruge græsprotein i deres produkter, men den økonomiske byrde, der ligger i at ansøge om en novel food godkendelse af græsprotein som fødevareingrediens, er en satsning, små og mellemstore virksomheder ikke kan bære.

På DTUs Fødevareinstitut anser vi det som en vigtig opgave at facilitere godkendelsen af græsprotein som fødevareingrediens og på den måde rykke tættere på at kunne tage et radikalt skift i forhold til spisevaner. Vores arbejde de næste år vil bl.a. indebære rotteforsøg, der skal bringe os tættere på en endelig godkendelse.

Low-tech med stort potentiale

Det er en vigtig anerkendelse, at de løsninger, der skal gøre os i stand til at brødføde verden i fremtiden, ikke kan stå alene. Der er brug for mange løsninger, og der er ingen ambitioner om, at jordens befolkning skal brødfødes udelukkende af græsprotein.

Der, hvor græsproteinet adskiller sig fra andre løsninger som mikrobiel produktion, er det relativt lave teknologiniveau. Produktionsmetoden kan holdes simpel og kan derfor udnyttes i udviklingslande med begrænset adgang til fødevarer af høj kvalitet.

Processen er ikke bundet til de afgrøder, vi har i Danmark, og vil med stor sandsynlighed kunne bruges på mange forskellige typer grøn biomasse, men her ligger først og fremmest et arbejde i at undersøge hver enkelt afgrøde.

De vigtigste virkemidler for, at vi kan brødføde verden, er følgende:

  • Udnytte jordens ressourcer optimalt:
    Det er oplagt, at vi mindsker vores madspild - både som privatforbrugere, men måske endnu vigtigere gennem organiseret arbejde som i foreningen Det Runde Bord. Bioraffineringen er det sted, vi kan gøre noget ved affaldet i stor skala ved at skabe værdifulde produkter fremfor at brænde eller kompostere. En ting, der vil gøre en forskel, er en større opbakning af den cirkulære bioøkonomi fx ved at gøre det økonomisk attraktivt for virksomheder at mindske deres affald.
  • Støtte til virksomheder:
    Virksomheder, der arbejder med nye forretningskoncepter, som relaterer til en bæredygtig fødevareproduktion, skal styrkes med forskningsmidler og start-up kapital.
  • GMO-produktion: 
    Hvad der er et kontroversielt emne i Europa er en særdeles innovativ, velfungerende og bæredygtig fødevareproduktion i USA. Over tusind restauranter i USA serverer i dag 'Impossible Burger' fra det amerikanske firma Impossible Foods. Hvis USA erstatter 10 pct. af deres hakkekød med plantebaseret kød, er potentialet en årlig reduktion af drivhusgasser på 4,6 mio. ton CO2 ækvivalenter. Til sammenligning var udledningen fra alle Danmarks økonomiske aktiviteter 85,4 mio. ton CO2 ækvivalenter i år 2016.