Forskere ved NMBU har utviklet en helt ny metode for å dyrke proteiner i laboratoriet. Det nye proteinproduktet har allerede vært gjennom en småskala test som fiskefôr. 

Snart skal forskerne undersøke om det kan brukes som en del i labdyrket kjøtt.

– Som samfunn har vi store utfordringer med dagens matproduksjon. Den fører til høye utslipp av klimagasser. Vi bruker dessuten mye areal og vann på å produsere mat.

Det sier Marte Mølsæter Maråk. Hun har forsket på den nye metoden for å dyrke proteiner.

Det trengs mye fôr for å produsere kjøtt

For nettopp proteiner er svært ressurskrevende å få fram i naturen. Det trengs mye korn for å lage kjøtt. Ifølge forskning fra 2020 kan det kreve opp mot ni kilo fôr å produsere en kilo biff.

Maråk og kollegaene hennes har derfor utviklet en alternativ metode for å produsere proteiner til mat og dyrefôr. Forsøkene har gitt lovende resultater. 

– Det er mange fordeler med å bruke mikroorganismer som bakterier til dette. Bakteriene har et veldig høyt proteininnhold. De kan inneholde så mye som 80 prosent protein. I tillegg inneholder de viktige vitaminer, mineraler og fettsyrer, sier hun.

Hun forklarer videre at de krever lite plass å produsere og er ikke avhengig av klima og sesong. De kan også dyrkes på mange måter. For eksempel ved bruk av restråstoff. Det er det som ellers ville vært kastet som avfall.

Avhengige av oksygen

Labdyrkede proteiner brukes allerede i noe dyrefôr og i enkelte vegetarprodukter til mennesker. 

På 1960- og 1970-tallet ble det forsket mye på bruken av mikroorganismer som proteinkilde. Det ble imidlertid lagt vekk fordi produksjonen ble for kostbar sammenlignet med billigere proteinkilder som soya.

I dag er det større oppmerksomhet rundt behovet for en mer miljøvennlig måte å produsere proteiner. Forskningsmiljøer over hele verden forsøker å finne nye løsninger for å redusere belastningen av matproduksjon.

– En av de største utfordringene med dagens metoder for å dyrke mikroorganismer i lab av er avhengigheten av oksygen. Det er mange utfordringer knyttet til det, sier Maråk.

Når bakteriene «puster» oksygen, må oksygenet tilføres som gass til beholderen hvor bakteriene dyrkes i væske. Det er kostbart og utfordrende å tilføre oksygengassen til væsken. 

Denne metoden kan også føre til at bakteriene produserer uønskede biprodukter.

Forskerne ved NMBU har derfor utviklet en egen metode. Der bruker de bakterier som ikke er avhengig av oksygen for å vokse. Det er første gang man har lykkes i å dyrke bakterier til veldig høy tetthet uten oksygen.

– Metoden baserer seg på noe som kalles denitrifikasjon. Dette er en prosess hvor bakteriene «puster» nitrogenforbindelser i stedet for oksygen. Nitrogenet kan tilføres løst i væske. Vi unngår derfor utfordringene og kostnadene knyttet til oksygentilførsel, sier Maråk.

Ved hjelp av en bioreaktor klarte forskerne å dyrke opp bakterien Paracoccus pantotrophus til høy tetthet uten tilførsel av oksygen. Omtrent 75 prosent av biomassen som ble produsert i forsøkene, bestod av protein.

– Denne metoden kan derfor brukes til produksjonen av mikrobielt protein fordi høytetthetsdyrkning er viktig for å få en økonomisk gunstig prosess, sier hun.

Fredagstaco med bakterie-proteiner?

Forskerne publiserte høsten 2024 en vitenskapelig artikkel som viser at den oksygen-frie metoden fungerer. 

De jobber nå med å forbedre prosessen videre. De jobber også med å finne fram til nye typer bakterier og vekstmedier som kan brukes.

I første omgang ser de for seg at det mikrobielle proteinet kan brukes i dyrefôr. I så fall vil det kunne erstatte noe av soyaen som i dag importeres fra Brasil.

– Vi har gjort tester med fiskefôr, og det har fungert veldig bra, sier Maråk.

Metoden kan også brukes til å produsere menneskemat. Forskerne har sendt inn biomasse til testing hos Nofima for å se om det kan brukes i dyrket kjøttproduksjon. Da skal det mikrobielle proteinet brukes som næring for muskelcellene som dyrkes fram og blir til det som kan kalles lab-kjøtt.

– I teorien skal det være helt trygt å bruke dette som menneskemat. Vi bruker ikke sykdomsfremkallende bakterier, og de produserer ingen farlige stoffer. Men det er nok en høyere terskel å venne seg til tanken på å skulle spise dette selv, til tross for at vi allerede spiser melkesyrebakterier gjennom yoghurt og ost, for eksempel.

Maråk mener det først vil være snakk om mikrobielt protein i pulverform. Det vil kunne brukes til baking eller til kosttilskudd som proteinpulver.

– Det er fortsatt tidlig i prosessen, men vi håper at den nye metoden vi har utviklet, kan bidra til en mer bærekraftig matproduksjon i fremtiden, sier hun.

Marte Mølsæter Maråk disputerer for sin doktorgrad på tema tirsdag 28. januar 2025.

Referanser:

Marte Mølsæter Maråk: Utvikling av anaerob høytetthetsdyrking for bærekraftig produksjon av mikrobielt protein ved hjelp av denitrifikasjon. Doktoravhandling ved NMBU, 28. januar 2025. Om disputasen.

Marte Mølsæter Maråk mfl.: High cell density cultivation by anaerobic respiration. Microbial Cell Factories, 2024. Doi.org/10.1186/s12934-024-02595-8

Shawn W. Jones mfl.: Recent advances in single cell protein use as a feed ingredient in aquaculture. Current Opinion in Biotechnology, 2020. Doi.org/10.1016/j.copbio.2019.12.026

Artikkelen er produsert og finansiert av NMBU Norges miljø- og biovitenskapelige universitet

NMBU er én av over 80 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Les også disse sakene fra NMBU:

• 

  Forskere advarer: Det som skjer i de afrikanske fjellene har mye større konsekvenser enn tidligere antatt

• 

  Surøl er ølentusiastenes champagne – nå går det fortere å brygge det

• 

  Alger kan gjøre vaskevannet rent

• 

  Fluer, fjørfe og fermenterte frø funker som fôr

• 

  Norske byer prioriterer bilen framfor kollektivtrafikk

• 

  Ny metode kan bekjempe sykdom hos oppdrettslaks uten å skade fisken

Les flere saker fra NMBU her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER