Alternativ anvendelse af blod

Det vigtigste nye output er, at der i efteråret er arbejdet med at optimere kritiske procestrin om hæmolysen (metode tid, homogenitet) samt enzymopløsning, pH- og temperaturstyring under selve hydrolysen. Metodeoptimeringen har resulteret i konsistente resultater for den enzymatiske hydrolyse til affarvning af hæmoglobin. Det konkluderes derfor, at affarvningen pt. kan styres tilfredsstillende i batchstørrelser på både 500 ml og 1000 ml, hvilket betyder, at metoden nu er klar til opskalering. Nedenfor eksempler på procestrin og reproducerbarhed

Den næste store aktivitet i projektet er, at det nye SAF-projekt ” Blod som næringsbooster til petfood og fødevarer” initieres med at køre metoden ind under fødevaregodkendte forhold, hvorefter det klarlægges hvilke metoder, der er bedst egnet til optimering af de sensoriske udfordringer. Efterfølgende opskaleres til pilot-plant produktion.

Det vigtigste nye output er udarbejdelse af konferencebidraget ”A method for upgrading porcine blood into a decolourized and tasteful protein ingredient”, der blev præsenteret ved the International Congres of Meat Science and Technology (ICoMST 2021) d. 21-27. august. Posteren viser resultater fra Lab-skala hydrolyseforsøg med Performase® og Protease A+B, hvor affarvningen var >96% efter kun 1 time for papain (Performase®) og efter 3 timer for Protease A+B. Desuden recovery på ≥ 55% efter 4 timer med Performase® og efter 3 timer for Protease A+B. Den nye metode til Size exclusion underbyggede desuden de tidligere resultater med faldende mængde store proteiner og stigende mængde mindre peptider i løbet af hydrolysen. Dermed indikerer resultaterne, at der kan identificeres et ”window of succes” for enzymatisk hydrolyse af blod.

Den næste store aktivitet i projektet er at undersøge, hvorfor hydrolyse-metoden ikke er robust i tilstrækkelig grad, når der opskaleres. Hele processen gennemgås for svagheder, men ved det næste forsøg undersøges specifikt, om hæmolysen har været tilpasset i tilstrækkelig grad til det øget volumen ved opskalering, og PEF undersøges som muligt alternativ til Ultralyd. Aktiviteter vedr. fjernelse af bitre peptider igangsættes først, når hydrolysen har vist tilfredsstillende robuste resultater ved gentagne forsøg.

Det vigtigste nye output er, at opskaleringsforsøg i laboratorieskala er gennemført efter den fødevareegnede metode, og at der er udviklet en metode til screening af hydrolysaternes sensoriske kvalitet.

Det viste sig desværre, at det ikke var muligt at reproducere tidligere resultater i tilfredsstillende grad, da affarvning og udbytter var for svingende. Eftersom leverancen vedr. procedurer og analysemetoder endnu ikke er tilfredsstillende indfriet, var indstillingen til porteføljestyregruppemødet d. 23.06.2021, at projektet går tilbage til Metodefasen. Dette blev godkendt.

Den næste store aktivitet i projektet er at undersøge, hvorfor den fødevareegnede metode ikke er tilstrækkelig robust.

Det vigtigste nye output er, at der er gennemført screeningsforsøg med elektrolyse og hydrolyse med godt resultat. Elektrolyse er efterfølgende fravalgt pga. risiko for dannelse af hypoklorsyre og giftige klor-aminer. Der er arbejdet videre med metoden til enzymatisk hydrolyse, hvor 5 enzymer (Alcalase®, Performase (papain), Protease A+B (A. Niger), FoodPro 30L og Foodpro 50FP) er screenet for effekt på affarvning, hydrolysegrad og udbytte afhængig af dosis og hydrolysetid. Der er beregnet hastighedskonstanter for affarvningsgraden. FoodPro 30L og Foodpro 50FP er efterfølgende fravalgt pga. ineffektiv affarvning, mens de tre øvrige enzymer opfylder succeskriterierne.

Der er desuden udviklet en fødevareegnet metode, samt gennemført indledende sensorisk screening, og disse resultater indikerer, at det er muligt at opnå acceptabel affarvning og smag. Dette kræver, at hydrolysen stoppes i det ”vindue”, hvor proteinet er nedbrudt til en grad, hvor blodsmag er minimeret, men inden nedbrydningen når til et stadie, hvor bittersmag bliver alt for intens.

2. følgegruppemøde er afviklet den 12. marts 2021, hvor de fastsatte succeskriterier, plan for kommende forsøg samt indstilling til faseskift er godkendt.

Den næste store aktivitet i projektet er gennemførelse af opskaleringsforsøg, henholdsvis i laboratorieskala og i pilot-skala, således at der er materiale nok til test af proteinets sammensætning (proteinudbytte, proteinfraktioner, aminosyreprofil) samt egenskaber (opløselighed, sensorik (bitter/blod) og evt. funktionalitet).

Det vigtigste nye output er, at arbejdet med identificering og indkøring af teknologier og analysemetoder til udvinding af farveløst blodprotein er gennemført i laboratorieskala. Til affarvning af blodets hæm-del er screenet 4 proteaser ved enzymatisk hydrolyse. Kvaliteten af hydrolysen er vurderet ud fra analyser for degree of discoloration (DD%), hydrolyseringsgrad (DH%), proteinudbytte samt aminosyreprofil. Som succesparameter for acceptabel affarvning anvendes farven på kommercielt tilgængeligt blodplasma. Der er identificeret et enzym, der er i stand til at affarve med kun 2 timers inkubation og opnå DD% = 80, DH% = 7% og recovery på ca. 80%. Dette tyder på effektiv affarvning med lav hydrolysegrad og højt udbytte, hvilket er meget lovende, hvis proteinkvaliteten fortsat er høj.

Der er desuden bevilliget støtte til nyt laboratorieudstyr fra Norma og Frode S. Jacobsens Fond, der i det nye år skal indkøres og på sigt bidrage til bedre fraktionering og frysetørring af protein i laboratorieskala samt bidrage med ny viden omkring fraktionernes molekyle-sammensætning.

Den næste store aktivitet i projektet er at sætte metoden op til food-grade standard, så proteinet kan analyseres sensorisk. Den optimale hydrolysegrad bestemmes dernæst ud fra proteinfraktionens intensitet af bitter smag.

Det vigtigste nye output er, opstart af aktiviteter indenfor fokusområdet ”nye ernæringskorrekte fødevarer” hvor målet, på sigt, er at kunne fremstille prototyperecepter for fødevarer med høj ernæringsværdi, baseret på nye blod-ingrediens. Der er igangsat arbejde omkring identificering af succeskriterier til kravspecifikation for den ny ingrediens vedr. farve, smag og ernæringskvalitet m.m. samt identificeret forskellige metoder til fjernelse af farve og relevante analysemetoder til test af kvalitet. Der er desuden søgt støtte til nyt laboratorieudstyr hos Norma og Frode S. Jacobsens Fond, der vil kunne optimere både kvaliteten af analyserne samt bidrage med ny viden omkring blod fraktionernes sammensætning. Aktiviteterne omkring fjernelse af farve, vil foregå i tre trin,

Trin 1- Fjerne farve: Screening af 1-3 proteaser, ved varierende inkubationstid og evt. dosis. Sammenhængen mellem forskellige behandlinger og blodets farveintensitet samt hydrolyseringsgrad dokumenteres.

Trin 2 - Restfarve af blodprotein: Det undersøges om blod og/eller hydrolysater med for høj farveintensitet kan efterbehandles med elektrolyse, aktivt kul og /eller ozonering. Det vurderes, om slutproduktet er levnedsmiddelegnet før sensoriske egenskaber vurderes.

Trin 3 - Optimeret smag og funktionalitet: De mest lovende proteinfraktioner screenes for bittersmag, hvor blodplasma anvendes som reference. Det undersøges desuden om hydrolysater med høj hydrolyseringsgrad med fordel kan membranfiltreres, så de mindste peptider fjernes og smagen herved optimeres. Hvis muligt testes for kvalitetsparametre med relation til funktionalitet og ernæring.

Den næste store aktivitet i projektet er, at frembringe resultater for trin 1 samt elektrolyse i trin 2.

Det vigtigste nye output er, at der er identificeret fem anvendelsesmuligheder for blod:
(1) funktionelle ingredienser, (2) farmaceutiske produkter, (3) passiv immunisering, (4) bioplast og (5) nye ernæringskorrekte fødevarer.

Ved 1. følgegruppemøde blev hver anvendelsesmulighed vurderet og prioriteret, og der blev udvalgt tre fokusområder, der i varierende grad arbejdes videre med:

• Ernæringskorrekte fødevarer. Vil være projektets hovedfokus. Målet er at fremstille prototyperecepter for 1-3 fødevarer med høj ernæringsværdi. Der skal opstilles succeskriterier til aminosyresammensætning, smag samt opbevaring. De indledende aktiviteter bliver at teste forskellige teknologier/metoder til fjernelse af farve uden dannelse af bitter smag og betydelige udbyttetab,

• Bioplast. Anvendelsen af blod som råvare til bioplastproduktion diskuteres indledningsvist internt på TI, hvorefter der tages kontakt til eksterne interessenter. Der udarbejdes en business case, der skal bidrage til en vurdering af det reelle potentiale ved idéen og eventuelle finansieringskilder overvejes.

• Passiv immunisering. Der samles op på tidligere og nuværende aktiviteter indenfor udfasning af medicinsk zink i svineproduktionen. Potentialet for anvendelse af blod diskuteres, og værdien for udarbejdelse af en virusvalidering vurderes. 

Alle tre fokusområder vil blive inddraget i de scenarier, der skal beskrives, men faglige aktiviteter vil primært tilknyttes ‘Ernæringskorrekte fødevarer’ og i mindre grad ‘Passiv immunisering

Den næste store aktivitet i projektet er, at detailplanlægge og teste metoder til at fjerne farve fra blodkomponenter.

Der er foretaget en litteraturgennemgang samt en redegørelse over nuværende praksis for anvendelse af griseblod. På baggrund heraf, er der udarbejdet et beslutningsgrundlag for prioritering af projektets fremadrettede fokus. Der er desuden samlet en følgegruppe med repræsentanter fra Tican, Dat-Schaub og Danish Crown og der er indkaldt til første følgegruppemøde den 25.3 2020. Følgegruppemødets formål er at få diskuteret og besluttet hvilke komponenter og mulige alternative anvendelser der skal arbejdes videre med i 2020-21.