Blod som næringsbooster til petfood og fødevarer

Det vigtigste nye output er, at hæmoglobin (røde blodceller) er blevet behandlet med enzymatisk hydrolyse til at fremstille et proteinhydrolysat. Undervejs i processen bliver hæm-jern adskilt fra fødevareproteinet, hvorfor det er undersøgt, hvordan hæm-jern kan udnyttes videre. Fraktionen er blevet spraytørret til pulver og efterfølgende indkapslet ved forskellige metoder. Ved indkapsling af pulverprodukt kan bismage (jernsmag) reduceres/maskeres. Forsøgene viste, at det var muligt at fremstille et hæm-jern kapselprodukt, hvor smagen af jern var maskeret.

Der er testet lagringsstabilitet af spraytørret proteinhydrolysat (baseret på hæmoglobin) under accelererede forhold (40°C, 12 uger). Proteinhydrolysatet kan tænkes anvendt som proteinkilde i foder til produktionsdyr (fx fisk), hvorfor lagrings-stabiliteten har været undersøgt. Forsøgene viste, at proteinhydrolysatet indeholder et stabilt niveau af radikaler gennem de 12 ugers lagring.

Der er undersøgt prooxidativ effekt for proteinhydrolysat, når dette anvendes i en oliebaseret emulsion. Forsøgene har vist, at der i proteinhydrolysatet sker en stigning af radikaler. Proteinhydrolysatet indeholder en restmængde aktive jern-ioner, som kan initiere oxidation. Der kan tilsættes en antioxidant sammen med proteinhydrolysatet for at hæmme oxidation.

Den næste store aktivitet i projektet er, at de sidste forsøgsresultater behandles og afrapporteres, og at projektet afsluttes.

Det vigtigste nye output er, at:

•Blodhydrolysat fra 10kDa membranfiltreringen (Vibro SANI) er blevet opkoncentreret og spraytørret. Der er opnået et proteinhydrolysatpulver af cremehvid/beige farve (Figur 1). Produktets kemiske, mikrobiologiske og sensoriske kvalitet er under vurdering.

•Proteinhydrolysatpulver er anvendt til accelereret holdbarhedsforsøg, hvor det sammenlignes med fiskemel (afsluttes ved udgangen af november). 

Den næste store aktivitet i projektet er, at:

•Undersøge den prooxidative effekt af jern i proteinhydrolysatpulver (opstartes oktober).

•Teste mulighed for indkapsling af spraytørret hæm-jern-kompleks.

•Færdiggøre cost/benefit analyse og business-case af processen.

Det vigtigste nye output er, at:

•Spraytørret, hydrolyseret blodprotein har været anvendt til applikationstest i forskellige fødevarematricer. Ved tilsætning i frikadellefars (1.8% og 10%), kunne der ikke skelnes mellem en standard (uden blodprotein) og en beriget (med blodprotein 1.8%) frikadelle, men ved en ekstra beriget (10%) frikadelle, var der en meget fremtrædende umami smag. Fødevareteknologstuderende ved Zealand har testet anvendelsesmuligheder af blodproteinet i suppe og kage. I suppen levede blodproteinet op til ernæringsmæssige krav, men resulterede i bitter smag og for lav viskositet. I kagen blev hvedemel gradvist erstattet med blodprotein (3-15%) og viste lav vandaktivitet samtidig med, at der ikke var forskel i teksturmålinger og hæveevne (sammenlignet med en hvedemelsbaseret kage). De sensoriske resultater viste, at kager med mindre end 6% blodprotein var acceptable, men højere niveauer resulterede i for meget bitterhed og jernsmag.

Den næste store aktivitet i projektet er, at:

•Blodprodukt fra 10kDa membranfiltreringen kørt på Vibro SANI membrananlæg bliver koncentreret og spraytørret i uge 31, og produktets kemiske, mikrobiologiske og sensoriske kvalitet vurderes.

•Igangsættelse af nyt holdbarhedsstudie (accelereret) med spraytørret blodprotein fra SANI membrananlæg.

•Udarbejde kravsspecifikationer for anvendelse af blodproduktet i fødevarer. Herunder udvikling af prototyperecepter med hensyntagen til smag, stabilitet og funktionelle egenskaber.

•Udarbejde cost/benefit analyse og business-case for processen.

Det vigtigste nye output er, at:

•Pilotmetoden er blevet optimeret i forhold til separering af hæm-jern og proteinprodukt efter test med ultra-filtrering af det nedkølede hydrolysat i stedet for syreudfældning og dekantering/centrifugering. Optimeringen viste bedre resultater i forhold til visuel affarvning, mikrobiologisk kvalitet og sensorisk kvalitet ved separering med ultra-filtrering. Og ved separering med 10kDa membran blev der opnået et proteinudbytte på 65-70%. Ultra-filtreringen er testet på spiral-membrananlæg med 5kDa membran og Vibro SANI-membrananlæg med 10kDa membran, og begge filtreringer fungerede godt. På baggrund af de fortsatte optimeringer af pilotmetoden, afventer udarbejdelsen af cost/benefit analyse og business-case af processen.

•Et holdbarhedsstudie til bestemmelse af lagringsstabilitet på spraytørret, hydrolyseret blodprotein er igangsat. Produktet er primo februar emballeret i vakuumposer og lagret mørkt ved hhv. 20֯C og 40֯C (accelereret holdbarhedstest) i sammenlagt 9 mdr. med løbende prøveudtag til analyser. Der analyseres for mikrobiologisk vækst - både vegetative celler og sporer -, fedtoxidation, samt ændringer i sensoriske karakteristika.

Den næste store aktivitet i projektet er, at

•Koncentrere og spraytørre blodproduktet fra 10kDa membranfiltreringen kørt på Vibro SANI membrananlæg og vurdere produktets kemiske, mikrobiologiske og sensoriske kvalitet.

•Udarbejde kravsspecifikationer for anvendelse af blodproduktet i fødevarer. Herunder udvikling af prototyperecepter med hensyntagen til egensmag, stabilitet og funktionelle egenskaber.

Det vigtigste nye output er at:

•Der er indgået aftale med ekstern udstyrsleverandør om input til udarbejdelse af business-case for implementering af teknologi i forbindelse med hydrolyse af blodceller til anvendelse i fødevareprodukter.

•Resultater fra projektet er demonstreret på Teknologisk Instituts Fødevarekonference i oktober, til 37th EFFoST International Conference i november samt i artikel i Agriculture and Food (Landbrug & Fødevarers nyhedsbrev) på engelsk, tysk og svensk.

Den næste store aktivitet i projektet er at:

•Cost-benefit analyse og business-case for implementering af teknologi i forbindelse med hydrolyse af blodceller til anvendelse i fødevarer skal færdiggøres.

•Tilrettelægge og planlægge udførelse af forsøg til bestemmelse af lagringsstabiliteten for det tørrede proteinprodukt efter hydrolysen.

Det vigtigste nye output er at:

• Det sidste analyseresultat fra hydrolyseprocessen i pilot plant er leveret, og det viste et tilfredsstillende proteinudbytte på 70%. Dermed er der redegjort for alle målbare parametre, som alle er godkendte i forhold til de - af følgegruppen - fremsatte succeskriterier.

• Frisk helblod og blodceller er testet som våd ingrediens i fiskefoderprodukt ved ekstrudering. Processen forløb problemfrit uden fastbrænding ved tilsætning af op til 26% blodceller (foto). Produkterne havde tilfredsstillende fysiske egenskaber i forhold til tidligere fremstillede fiskefoderprodukter uden frisk blodprodukt. De målte egenskaber var: konsistens, ekspansion efter ekstrudering, evne til af modtage coating, densitet og vandindhold.

Den næste store aktivitet i projektet er at:

• Udarbejde en business-case for implementering af teknologi i forbindelse med hydrolyse af blodceller til anvendelse i fødevareprodukter.

• Fremvise de seneste resultater på Teknologisk Instituts Fødevarekonference i oktober 2023 samt til 37th EFFoST International Conference 2023: ”Sustainable Food and Industry 4.0: Towards the 2030 Agenda” i november.

Det vigtigste nye output er at:

•Hydrolyseprocessen er afprøvet i pilot plant med succes. De kritiske styringsparametre; Tid, temperatur og pH var kontrollerbare, hvilket beviser, at processen er mulig i stor skala. Samtidig indikerer en god affarvning af produktet, at enzymet virkede effektivt i nedbrydningen af hæmoglobinet (vist til højre).

•Kombinationer af enzymer fra en kommerciel leverandør kunne frembringe hydrolysater med reduceret bitterhed og øget umamismag. Resultatet viser, at laboratoriemetoden fungerer, samtidig med at proteinproduktet potentielt kan anvendes som en ernæringsberigende smagsforstærker i fødevarer.

Den næste store aktivitet i projektet er at:

•I samarbejde med eksterne udstyrsleverandører udarbejdes eksempler på procesanlæg til enzymatisk hydrolyse af blod, som kan anvendes i industrien, og at der på denne baggrund kan udarbejdes en businesscase.

•Vi afprøver om helblod og hæmoglobindelen kan anvendes i våd form ved ekstrudering til at frembringe et fiskefoderprodukt, som lever op til de fiskefoderprodukter, som i dag produceres ved anvendelse af tørret helblod.

Det vigtigste nye output er at:

•Opskalering af hydrolyseproces af hæmoglobin i pilot plant er planlagt og klar til at blive indkørt, så snart bestilt udstyr er leveret. Den nye proces, der skal håndtere 500 liter råmateriale, vil være sammenlignelig med lignende processer i industrien, og der kan samtidig produceres nok forsøgsmateriale til alle udvalgte test.

•Påvirkning af variation i temperatur og pH på de enzymatiske hydrolyser er testet. Metoden er stabil på hydrolysegrad og udbytte, og den udviklede metode kan benyttes i test af forskellige enzymapplikationer. Holdbarhedsforsøg på råmateriale (ændringer under frostlagring) og produkt er i gang.

•Hydrolysater behandlet med tre forskellige enzymløsninger fra NovoZymes er testet i forhold til attributterne; bitterhed, umami, salt, metallisk samt beskrivelse af aroma. Hydrolysaternes smag varierede i forhold til anvendt enzym.

Den næste store aktivitet i projektet er:

•Test af Pilot udstyret for alle de kritiske procestrin - nedkølings- og opvarmningstider samt pH- og temperaturstyring - gennemføres med vand.

•Hydrolyseprocessen med hæmoglobin foretages efterfølgende med henblik på at teste hydrolyseproces og centrifugering. Der gennemføres test af fødevaresikkerhed på flere procestrin, så det færdige hydrolysat kan testes sensorisk i forskellige applikationer, samtidig med at funktionaliteten analyseres.

•Indflydelse af råvarens forbehandling (indfrysning/holdbarhed) analyseres.

Det vigtigste nye output er, at laboratoriemetoden baseret på hydrolyse med papain er blevet optimeret yderligere mht. hydrolysetid. 

Novozymes tretrins-løsning er blevet afprøvet og viser lovende resultater med en høj hydrolysegrad, god affarvning og proteinudbytte i sammenligning med Papain. En sensorisk vurdering afventer, at der er gennemført en mikrobiologisk risikoanalyse af processen.

Metoden til at kvantificere glutamin, glutamat og andre specifikke aminosyrer er ved at blive kørt ind i laboratoriet.

Den næste store aktivitet i projektet er at optimere processen yderligere på baggrund af hydrolyseresultater, risikovurdering, sensorisk vurdering og aminosyre-analyse.