Prosjektnummer
901602
Produksjon av kommersielle produkter fra hydrolyserte torskehoder i stor skala (PRIMAPROTEIN)
Det er dokumentert produksjon av et kommersielt hydrolysat fra torskehoder i stor skala
• Det kan produseres proteinhydrolysater med høy kvalitet fra torskehoder. Utbyttet er lavt, men kan økes ved utvikling av riktig hydrolyseraktor og prosess.
• Membranfiltrering gir økt kvalitet på proteinproduktet, men kapasiteten over membranfiltrene reduseres når hydrolysen er ufullstendig.
• Kapasitet på membranfiltrering må tilpasses kapasitet i hydrolyse, da nyprodusert hydrolysat har kort holdbarhet.
• Bein- og restfraksjonen kan brukes som ingredienser i petfood og dyrefôr.
Video
En video om prosjektet er tilgjengelig på YouTube® her: Førsteklasses proteinpulver fra torskehoder.
• Membranfiltrering gir økt kvalitet på proteinproduktet, men kapasiteten over membranfiltrene reduseres når hydrolysen er ufullstendig.
• Kapasitet på membranfiltrering må tilpasses kapasitet i hydrolyse, da nyprodusert hydrolysat har kort holdbarhet.
• Bein- og restfraksjonen kan brukes som ingredienser i petfood og dyrefôr.
Video
En video om prosjektet er tilgjengelig på YouTube® her: Førsteklasses proteinpulver fra torskehoder.
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport
Prosjektet har gjennomført industriell hydrolyse av hele torskehoder i nyutviklet reaktor. Det ble produsert over 150 kg av høykvalitets proteinhydrolysat fra torskehoder. Hydrolysatet er lyst, nøytral lukt og smak, lett vannløselig og inneholder over 90 % protein og under 0,5 % fett.
Det ble gjennomført 13 industrielle produksjonsforsøk, hvorav 12 batcher ble direkte membranfiltrert (mikro- og nanofiltrering). Utfordringen er å få et høyt utbytte. Det er et større potensial i utbytte enn det dagens teknologi klarer å hente ut. Det ligger fremdeles igjen en god del proteinrikt helt fiskeråstoff i reaktoren etter endt hydrolyse.
Membranfiltrering øker kvaliteten på hydrolysatet. Mikrofiltrering gir 95 % reduksjon i fettinnhold og nanofiltrering gir 54 % reduksjon i askeinnholdet. Proteininnholdet øker i gjennomsnitt fra 79 % til 95 %.
Felleskjøpet har vurdert beinfraksjonen som et aktuelt råstoff som fosforkilde i petfood. Restfraksjonen, som vil bestå av M-konsentrat (mikrofiltrert konsentrat), har en kjemisk sammensetning som ligner fiskemel og kan være et råstoff i dyrefôr.
Video
En video om prosjektet er tilgjengelig på YouTube® her: Førsteklasses proteinpulver fra torskehoder.
Prosjektet har gjennomført industriell hydrolyse av hele torskehoder i nyutviklet reaktor. Det ble produsert over 150 kg av høykvalitets proteinhydrolysat fra torskehoder. Hydrolysatet er lyst, nøytral lukt og smak, lett vannløselig og inneholder over 90 % protein og under 0,5 % fett.
Det ble gjennomført 13 industrielle produksjonsforsøk, hvorav 12 batcher ble direkte membranfiltrert (mikro- og nanofiltrering). Utfordringen er å få et høyt utbytte. Det er et større potensial i utbytte enn det dagens teknologi klarer å hente ut. Det ligger fremdeles igjen en god del proteinrikt helt fiskeråstoff i reaktoren etter endt hydrolyse.
Membranfiltrering øker kvaliteten på hydrolysatet. Mikrofiltrering gir 95 % reduksjon i fettinnhold og nanofiltrering gir 54 % reduksjon i askeinnholdet. Proteininnholdet øker i gjennomsnitt fra 79 % til 95 %.
Felleskjøpet har vurdert beinfraksjonen som et aktuelt råstoff som fosforkilde i petfood. Restfraksjonen, som vil bestå av M-konsentrat (mikrofiltrert konsentrat), har en kjemisk sammensetning som ligner fiskemel og kan være et råstoff i dyrefôr.
Video
En video om prosjektet er tilgjengelig på YouTube® her: Førsteklasses proteinpulver fra torskehoder.
På tross av tekniske problemer under gjennomføringen av prosjektet har SINTEF, i samarbeid med Fjordlaks, klart å produsere industriell kvalitet av proteinhydrolysat. Proteinpulveret er brukt til å gjennomføre kliniske studier i prosjektet “Marine bioaktive fiskepeptider for forebygging av overvekt og mikrobiotarelaterte sykdommer i mennesker og dyr” (FHF-901419).
Tidligere finansiert arbeid gjennom FHF har bidratt til vitenskapelig dokumentasjon som har utløst ytterligere midler gjennom prosjektet “SMART – Bærekraftig produksjon av næringsrike marine proteiner (SMART)” (Forskningrådets prosjektnr. 313945), finansiert av Norges forskningsråd.
Heads Up-prosjektene har lagt mest vekt på selve hydrolyseprosessen og hovedproduktet. Dette prosjektet har generert mer kunnskap om hvilke prosesstrinn som må inkluderes i en full prosesslinje for hydrolyse av torskehoder samt kartlegge potensiale for alle fraksjoner, utgifter og investeringer ved produksjon av torskehoder.
-
Faktaark: Prima Protein – Produksjon av kommersielle produkter fra hydrolyserte torskehoder i stor skala
SINTEF. 2021. Av Jannicke Fugledal Remme.
-
Sluttrapport: Produksjon av kommersielle produkter fra hydrolyserte torskehoder i stor skala
SINTEF. Rapport nr. 2021:00454. 30.04.2021. Av Jannicke Fugledal Remme (Sintef Ocean AS), Kevin Salbuvik (Fjordlaks AS), Amund Pedersen (Fjordlaks AS), Geir Kruger (Fjordlaks AS), Niclas Dalberg (Fjordlaks AS), Odd Henning Sirnes (Membranteknikk AS) og Hallgeir Sterten (Felleskjøpet).
De såkalte Heads Up-prosjektene, “Restråstoff: Anvendelser av hoder til humant konsum (HEADS UP) (”FHF-901308) og “Kvalitetsprotein fra torskehoder (HEADS UP II)” (FHF-901499) har generert god kunnskap om mulighetene knyttet til teknologi for hydrolyse av torskehoder. Prosjektene har identifisert produksjonsparametere for å produsere en ny generasjon av marine protein produkter, med svært høyt innhold av protein.
Prosjektene har hatt fokus på de første trinnene i produksjonsprosessen og utbytte og kvalitet av hovedproduktet. Under produksjon dannes det restråstoff (grakse og beinmasse) som også kan utnyttes kommersielt. I tillegg har det kommet tydelig fram i tidligere forsøk at flytende hydrolysat har en svært kort holdbarhetstid. For å sikre produksjon av et større volum må hydrolysatet stabiliseres på stedet, ved oppkonsentrering med membranfiltrering og/eller inndamper.
Det har vært en stor utfordring å skaffe nok proteinhydrolisat planlagt i prosjektet “Marine bioaktive fiskepeptider for forebygging av overvekt og mikrobiotarelaterte sykdommer i mennesker og dyr” (FHF-901419). SINTEF og Fjordlaks tok initiativ til at høykvalitet protein produsert i prosjektet Heads Up II (901499) kunne benyttes. Det ble imidlertid ikke produsert nok protein i Heads Up til alle planlagte studier FHF-901419. For å sikre vitenskapelige resultater av humane studier og dyreforsøk i dette prosjektet som inngår i FHFs strategiske satsning på marint protein bes SINTEF, i samarbeid med Fjordlaks som er partnere i prosjektet, om å produsere en stor mengde av proteinpulver med samme betingelser som i de tidligere nevnte Heads UP-prosjektene i løpet av vinteren 2020. Det trengs en produksjon av 150 kilo proteinhydrolisat av torskehoder med like prosessbetingelser, som i tidligere Heads Up-prosjekter, for å kunne gjennomføre en adekvat sammenlignbar studie på helseeffekter mellom mus, dyr, og skalering til humane studier; samt adekvat lengde på kliniske studie på 3-måneders varighet som viser entydig påvirkning.
Prosjektene har hatt fokus på de første trinnene i produksjonsprosessen og utbytte og kvalitet av hovedproduktet. Under produksjon dannes det restråstoff (grakse og beinmasse) som også kan utnyttes kommersielt. I tillegg har det kommet tydelig fram i tidligere forsøk at flytende hydrolysat har en svært kort holdbarhetstid. For å sikre produksjon av et større volum må hydrolysatet stabiliseres på stedet, ved oppkonsentrering med membranfiltrering og/eller inndamper.
Det har vært en stor utfordring å skaffe nok proteinhydrolisat planlagt i prosjektet “Marine bioaktive fiskepeptider for forebygging av overvekt og mikrobiotarelaterte sykdommer i mennesker og dyr” (FHF-901419). SINTEF og Fjordlaks tok initiativ til at høykvalitet protein produsert i prosjektet Heads Up II (901499) kunne benyttes. Det ble imidlertid ikke produsert nok protein i Heads Up til alle planlagte studier FHF-901419. For å sikre vitenskapelige resultater av humane studier og dyreforsøk i dette prosjektet som inngår i FHFs strategiske satsning på marint protein bes SINTEF, i samarbeid med Fjordlaks som er partnere i prosjektet, om å produsere en stor mengde av proteinpulver med samme betingelser som i de tidligere nevnte Heads UP-prosjektene i løpet av vinteren 2020. Det trengs en produksjon av 150 kilo proteinhydrolisat av torskehoder med like prosessbetingelser, som i tidligere Heads Up-prosjekter, for å kunne gjennomføre en adekvat sammenlignbar studie på helseeffekter mellom mus, dyr, og skalering til humane studier; samt adekvat lengde på kliniske studie på 3-måneders varighet som viser entydig påvirkning.
Hovedmål
Å produsere et kommersielt hydrolysat fra torskehoder i stor skala.
Delmål
1. Produksjon av minst 150 kg proteinhydrolysat fra ferske torskehoder, med samme betingelser som i Heads up prosjektene.
2. Sikre høy kvalitet og utbytte i produksjonsprosessen.
3. Stabilisere hydrolysat rett etter produksjon nært produksjonssted.
4. Videreutvikle teknologi for hydrolyse av torskehoder.
5. Vurdere alternativer for totalutnyttelse av alle fraksjoner som oppstår under hydrolyse av torskehoder (hydrolysat, grakse, bein).
6. Kartlegge driftskostnader for hydrolyseprosessen (energiforbruk, vannforbruk, enzym, investeringer).
Å produsere et kommersielt hydrolysat fra torskehoder i stor skala.
Delmål
1. Produksjon av minst 150 kg proteinhydrolysat fra ferske torskehoder, med samme betingelser som i Heads up prosjektene.
2. Sikre høy kvalitet og utbytte i produksjonsprosessen.
3. Stabilisere hydrolysat rett etter produksjon nært produksjonssted.
4. Videreutvikle teknologi for hydrolyse av torskehoder.
5. Vurdere alternativer for totalutnyttelse av alle fraksjoner som oppstår under hydrolyse av torskehoder (hydrolysat, grakse, bein).
6. Kartlegge driftskostnader for hydrolyseprosessen (energiforbruk, vannforbruk, enzym, investeringer).
Prosjektet vil levere proteinhydrolysater til prosjektet “Marine bioaktive fiskepeptider for forebygging av overvekt og mikrobiotarelaterte sykdommer i mennesker og dyr” (FHF-901419), slik at planlagte forsøk kan gjennomføres. Prosjektet FHF-901419 er et strategisk viktig prosjekt for å undersøke helseeffekter knyttet til marine proteiner. Skulle det vise seg at proteinproduktene har positive helseeffekter vil dette bidra til en større verdiskaping av torskehoder.
Prosjektet er delt i 2 arbeidspakker:
Arbeidspakke 1: Produksjon av minst 150 kg tørket hydrolysat fra torskehoder
I forbindelse med industriell produksjon av minst 150 kg tørket torskehodehydrolysat vil SINTEF bidra med planlegging, gjennomføring og kvalitetskontroll. God forsøksplanlegging og en klar plan for prøveuttak sikrer resultater som gir merverdi for videre vurdering av lønnsomhet ved hydrolyse av torskehoder. SINTEF vil bistå Fjordlaks ved gjennomføring av produksjon av hydrolysat fra torskehoder våren 2020 ved Fjordlaks sitt anlegg på Karlsøybruket. Fjordlaks har utviklet en ny hydrolysetank som benyttes. Inndamper og membranfilter leies inn for å stabilisere hydrolysatet på produksjonsstedet.
Det planlegges å produsere 3 x 20 tonn hydrolysat. Hydrolysatene stabiliseres rett etter produksjon og sendes i kontainere til spraytørking (aktuelle leverandører er Seagarden og GEA).
Aktivitet 1.1: Teknologioptimalisering
Fjordlaks har, basert på erfaring fra pilotproduksjon og industriell produksjon i Heads up-prosjektene, utviklet en ny hydrolysetank. Denne skal løse de utfordringene som har vært for hydrolyse av hvitfisk. Uttesting av teknologien vil gi svar på om det er mulig å få til en kommersiell produksjon av hydrolysat fra torskehoder.
Aktivitet 1.2: Stabilisering av hydrolysat på produksjonssted
Etter hydrolyseprosessen vil hydrolysatet bli membranfiltrert og inndampet, før det sendes til tørking. Det gjennomføres minst et forsøk som undersøker om det er mulig å stabilisere hydrolysatet kun ved hjelp av membranfilter.
Aktivitet 1.3: Kartlegge energiforbruk
Det monteres energimåler på utstyr under forsøkene, som vil kartlegge energiforbruket.
Arbeidspakke 2: Totalutnyttelse av torskehoder
Aktivitet 2.1: Vurdering av egnethet som dyrefor
Analysere den kjemiske sammensetningen av beinfraksjon og grakse etter hydrolyse av torskehoder, samt sammensetning av mineraler i beinfraksjonen. En fordøyelsestest av fraksjonene vil bli gjennomført, i samarbeid med Felleskjøpet, for å vurdere egnethet som dyrefor.
Aktivitet 2.2: Ekstraksjon av høyverdige produkter fra beinfraksjon
Beinfraksjon fra torskebein vurderes som råstoff for ekstraksjon av gelatin og som ingrediens til flammehemmereproduksjon. Aktiviteten koordineres med det pågående SINTEF-prosjektet, Dafia.
I forbindelse med industriell produksjon av minst 150 kg tørket torskehodehydrolysat vil SINTEF bidra med planlegging, gjennomføring og kvalitetskontroll. God forsøksplanlegging og en klar plan for prøveuttak sikrer resultater som gir merverdi for videre vurdering av lønnsomhet ved hydrolyse av torskehoder. SINTEF vil bistå Fjordlaks ved gjennomføring av produksjon av hydrolysat fra torskehoder våren 2020 ved Fjordlaks sitt anlegg på Karlsøybruket. Fjordlaks har utviklet en ny hydrolysetank som benyttes. Inndamper og membranfilter leies inn for å stabilisere hydrolysatet på produksjonsstedet.
Det planlegges å produsere 3 x 20 tonn hydrolysat. Hydrolysatene stabiliseres rett etter produksjon og sendes i kontainere til spraytørking (aktuelle leverandører er Seagarden og GEA).
Aktivitet 1.1: Teknologioptimalisering
Fjordlaks har, basert på erfaring fra pilotproduksjon og industriell produksjon i Heads up-prosjektene, utviklet en ny hydrolysetank. Denne skal løse de utfordringene som har vært for hydrolyse av hvitfisk. Uttesting av teknologien vil gi svar på om det er mulig å få til en kommersiell produksjon av hydrolysat fra torskehoder.
Aktivitet 1.2: Stabilisering av hydrolysat på produksjonssted
Etter hydrolyseprosessen vil hydrolysatet bli membranfiltrert og inndampet, før det sendes til tørking. Det gjennomføres minst et forsøk som undersøker om det er mulig å stabilisere hydrolysatet kun ved hjelp av membranfilter.
Aktivitet 1.3: Kartlegge energiforbruk
Det monteres energimåler på utstyr under forsøkene, som vil kartlegge energiforbruket.
Arbeidspakke 2: Totalutnyttelse av torskehoder
Aktivitet 2.1: Vurdering av egnethet som dyrefor
Analysere den kjemiske sammensetningen av beinfraksjon og grakse etter hydrolyse av torskehoder, samt sammensetning av mineraler i beinfraksjonen. En fordøyelsestest av fraksjonene vil bli gjennomført, i samarbeid med Felleskjøpet, for å vurdere egnethet som dyrefor.
Aktivitet 2.2: Ekstraksjon av høyverdige produkter fra beinfraksjon
Beinfraksjon fra torskebein vurderes som råstoff for ekstraksjon av gelatin og som ingrediens til flammehemmereproduksjon. Aktiviteten koordineres med det pågående SINTEF-prosjektet, Dafia.
Resultatene formidles i relevante arrangementer, som blant annet FHF sitt klippfiskseminar, samt FHF sitt restråstoffseminar, i samråd med prosjektpartneren. Prosjektet vil også bli presentert på SINTEF og FHF sine nettsider. Det planlegges i tillegg minst en populærvitenskapelig artikkel i lokal og eller faglig presse (Sunnmørsposten, Fiskeribladet, Norsk Sjømat).
-
Sluttrapport: Produksjon av kommersielle produkter fra hydrolyserte torskehoder i stor skala
SINTEF. Rapport nr. 2021:00454. 30.04.2021. Av Jannicke Fugledal Remme (Sintef Ocean AS), Kevin Salbuvik (Fjordlaks AS), Amund Pedersen (Fjordlaks AS), Geir Kruger (Fjordlaks AS), Niclas Dalberg (Fjordlaks AS), Odd Henning Sirnes (Membranteknikk AS) og Hallgeir Sterten (Felleskjøpet).