av Bryan P Tracy PhD, White Dog Labs, USA
Konceptet att använda encelliga organismer (bakterier, jäst, svamp och alger) som en proteinkälla utvecklades under det kalla kriget för rymdresor. I dag, Storbritanniens Quorn Foods säljer över 250 miljoner USD av nötkött och kycklingersättning, som utnyttjar protein från svamp som odlas i stora fermentorer.
Men kan Single Cell Protein (SCP) bli ett alternativt protein för fiskmjöl?
Att skapa ett alternativ för fiskmjöl har visat sig vara en stor utmaning. Vegetabiliskt protein är kostnadseffektivt och skalbart, men har inte det essentiella aminosyrainnehållet, för att matcha kvaliteten på fiskmjöl. Redan för tjugo år sedan, Norferm, ett Statoil och DuPont Joint Venture, har producerat högkvalitativt SCP för vattenbruk.
Företaget utnyttjade överskottsnaturgas i Nordsjön, som råvara för metanotropa bakterier, som använder metan som energi och kolkälla vid jäsning. Projektet övergavs 2006, på grund av höga kapital- och driftskostnader, såväl som bristande produktionsvärdighet – problem som fortfarande står inför de senaste försöken att återuppliva tekniken.
Ett stort antal alger start-ups, för ett decennium sedan, planerade att utnyttja solen och CO2 för att producera ett högkvalitativt protein. Dock, öppna dammar visade sig vara mottagliga för kontaminering, medan slutna system hade höga driftskostnader. I dag, det finns en uppsjö av nystartade företag som utnyttjar kommunalt avfall för att producera insektsprotein. Även om produktkvaliteten är bra, det är alldeles för tidigt i teknikcykeln för att fastställa den slutliga kostnaden och enkel skalbarhet.
Baserad i Nederländerna, Rabobank är en internationell finansiell tjänsteleverantör, arbeta på grundval av kooperativa principer. Än, med alla dessa frågor, Rabobanks Senior Seafood Analyst, Gorjan Nikolik, förutspår att "nya foderingredienser kommer att öka säljbarheten för odlad fisk och kan minska produktionskostnaderna."
White Dog Labs (WDL) arbetar mycket hårt för att bevisa att Gorjan Nikolik har rätt!
Ett nytt tillvägagångssätt
WDL grundades 2012 i Delaware, USA, på grunden för bioteknik och bioprocessutveckling. Den har uppfunnit en egen process, ProtocolB™, för isoleringen, urval och odling av mikrobiom-härledda Clostridia. Clostridia är en länge känd, men mindre förstådd, klass av bakterier, med lovande konsekvenser för näring och hälsa.
Företaget har också utvecklat MixoFerm™, en jäsningsteknik som förbrukar socker och CO2, vilket ökar kostnadseffektiviteten för bioprodukter, allt från livsmedel och foder, till biobränslen och kemikalier.
WDL:s första produkt är ProTyton™ - en icke-GMO encellsproteiningrediens. Den är framställd av majs och den uppvisar uppemot 80 viktprocent råprotein och över 40 viktprocent essentiella aminosyror. Figur ett jämför ProTyton med andra proteiningredienser.
Produkten är lättsmält och fungerar bra i flera vattenbruksdieter. På grund av dess höga råprotein och essentiella aminosyror, ProTyton tillåter inblandning av billigare ingredienser för att minska de totala foderkostnaderna, som sammanfattas i figur två.
ProTyton produceras genom anaerob jäsning, och det är välkänt att anaerob SCP också kan innehålla immunstimulerande sekundära metaboliter och nukleotider. Dessutom, ProTyton SCP innehåller också låga nivåer av butyrat, en kortkedjig fettsyra som vanligen används som markfodertillsats, för att stödja tarmhälsa och minska antibiotikaanvändning.
ProTyton förväntades därför ge hälsofördelar, utöver dess näringsvärde, och har verkligen visat en förmåga att motverka Early Mortality Syndrome (EMS) hos räkor. Som kan ses i figur tre, 20 procents inkludering av ProTyton har en tredjedel av dödligheten i en kommersiell diet som är framtagen speciellt för räkors hälsa.
Produktionsstrategier
Medan alla tester som rapporterats ovan utfördes av Center for Aquaculture Technologies Canada (CATC), flera stora vattenfoderföretag har kvalificerat produkten och WDL har redan säkrat uttag för sin första anläggning.
Företaget producerar för närvarande ProTyton för kvalificering av stora foderföretag i sin pilotanläggning i Delaware, använder 18, 000-liters fermentor som visas i figur fyra.
ProTyton jäsning, liknande den för etanol, är en enkel anaerob process, vilket möjliggör enkel användning av etanolfabriker för ProTyton-produktion. WDL har nått en överenskommelse om att lokalisera sin första fabrik i MRE-etanolfabriken i Sutherland, Nebraska. Anläggningen kommer att producera 3000 ton ProTyton/år, med start under fjärde kvartalet 2019.
För varje kilo ProTyton, Fabriken kommer att producera tre kilo MiruTyton – en butyratrik biprodukt. Eftersom MiruTyton är en värdefull fodertillsats i sig, Anläggningen förväntas bli lönsam även vid ett ProTyton-pris på 1 000 USD/ton.
WDL har utvecklat en strategi för snabb produktionsexpansion genom att licensiera etanolfabriker rätten att producera ProTyton. Det finns över 200 etanolfabriker i USA eftersom, under 2007, Renewable Fuels Standards (RFS) föreskriver en marknad för etanol som härrör från majs. Även med RFS på plats, Etanolfabriker har upplevt boom och bust cykler som har skadat industrin.
Dessa cykler, i kombination med osäkerheten kring RFS-förnyelsen 2022, har skapat en önskan om produktdiversifiering. WDL har fått positiva svar från små och stora etanoltillverkare, och har redan beviljat den första licensen för en fullständig anläggningsomvandling. Omvandling av varje procent av den amerikanska etanolkapaciteten kommer att resultera i 200, 000 ton/år av ProTyton.
Detta är bara en del av WDL-historien – håll utkik – vi hoppas kunna bevisa Rabobanks Gorjan Nikolik nästa år!
