Forskere bruger blågrønalger som rugemor for ”kødagtige” proteiner

Forskere er ikke alene lykkedes med at bruge blågrønalger som rugemor for et nyt protein – de har tilmed fået mikroalgen til at producere ”kødfiber-agtige” proteintråde. Og den bedrift er måske nøglen til bæredygtige madvarer, der både har den ’rigtige’ tekstur og kræver minimal forarbejdning.
Cyanobakterier også kendt som blågrønalger (foto: Getty Images)

At vi skal spise mindre kød og ost og mere plantebaseret, ved vi efterhånden godt. Men når vi står foran køledisken og skal vælge mellem animalske fødevarer og mere klimavenlige alternative proteinkilder, er det ikke kun fornuften, der taler til os. Og selvom man har fået styr på smagen i mange plantebaserede produkter, halter det ofte med teksturen – den, der giver den ’rigtige’ mundfølelse.  

Derudover kommer problemet med, at de plantebaserede protein-alternativer ofte ikke er så bæredygtige alligevel, fordi forarbejdningen af dem koster rigtig mange ressourcer. 

Hvad nu hvis man kunne lave proteinrige fødevarer, der samtidig er både bæredygtige og har den rette tekstur? Et stykke nyt forskning fra Københavns Universitet ildner den ambition. Nøglen er blågrønalger. Ikke den type, der er berygtet for at lægge sig som en giftig suppe i badevandet om sommeren, men de ikke-giftige af slagsen. 

Cyanobakterier banede vejen for os andre

  • Cyanobakterier, der også er kendt som blågrønalger, er trods navnet ikke beslægtet med alger, men hører til bakterieriget.
  • Det særlige ved cyanobakterier er, at de laver fotosyntese.
  • I forskningsverdenen er der stor interesse i også at bruge cyanobakteriernes cellevægge som et biomateriale, der kunne erstatte træ eller cement. Cyanobakterier akkumulerer nemlig forskellige polymerer (makromolekyler), som i princippet kan bruges som byggesten i bioplastik.

”Cyanobakterier, også kendt som blågrønalger, er en levende organisme, som vi har fået til at producere et nyt protein, som den ikke fra naturens side producerer. Det ekstra spændende er, at proteinet dannes i fiberagtige strenge, som minder lidt om kødfibre. Og de kan måske bruges i plantebaseret kød, ost eller en ny type fødevare, hvor vi ønsker en særlig tekstur,” fortæller professor Poul Erik Jensen fra Institut for Fødevarevidenskab.

Han og en række andre forskere fra bl.a. Københavns Universitet har i et nyt studie vist, at de kan bruge en cyanobakterie som værtsorganisme eller rugemor for det nye protein ved at sætte fremmede gener ind i cyanobakterien. Inde i cyanobakterien organiserer proteinet sig som bittesmå tråde eller nanofibre.

Cyanobakteriecelle med proteinfilamenter set gennem mikroskop. Proteintrådene er markeret med 'F'.

Minimal forarbejdning – maksimal bæredygtighed

Forskere rundt om i verden har allerede zoomet ind på cyanobakterier og andre mikroalger som potentielle alternative fødevarer. Dels fordi de ligesom planter vokser ved hjælp af fotosyntese, og dels fordi de i sig selv indeholder både en stor mængde protein og sunde flerumættede fedtsyrer.

”Jeg er jo jyde og slår sjældent ud med armene, men at vi kan manipulere en levende organisme til at fremstille en ny slags protein, der organiserer sig i tråde er sjældent set i dette omfang og er rigtig lovende. Og det er tilmed en organisme, som let kan dyrkes bæredygtigt, fordi den bare lever af vand, luftens CO2 og solens lysstråler. Det her resultat giver cyanobakterien endnu større potentiale som bæredygtig ingrediens,” siger en begejstret Poul Erik Jensen, som er leder af en forskningsgruppe specialiseret i plantebaseret mad og planters biokemi. 

  • Forskerne bag studiet er: Julie A. Z. Zedler, Alexandra M Schirmacher, David A Russo og Paul Verkade fra Friedrich-Schiller-Universität Jena; Lorna Hodgson fra University of Bristol; Stefanie Frank fra University College London; Emil Gundersen og Annemarie Matthes fra Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet samt Poul Erik Jensen fra Institut for Fødevarevidenskab på Københavns Universitet.
  • Den videnskabelige artikel om studiet er udgivet i tidsskriftet ACS Nano: Self-Assembly of Nanofilaments in Cyanobacteria for Protein Co-localization | ACS Nano
  • Forskningen er støttet af EU's Horizon 2020-program, The Humboldt Foundation, Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), Novo Nordisk Fonden og Carlsbergfondet.

Der er i forvejen mange rundt om i verden, der netop arbejder på at udvikle proteinrige teksturgivere til plantebaseret mad – bl.a. i form af ærtefrø og sojafrø. Men de kræver meget forarbejdning, fordi frøene skal formales, og proteinet dernæst skal trækkes ud af dem for at få en høj nok proteinkoncentration.

”Hvis vi kan udnytte hele cyanobakterien og ikke kun proteinfibrene i fødevarer, vil det minimere den nødvendige forarbejdning. I fødevareforskningen vil vi gerne undgå for meget forarbejdning, fordi det kompromitterer den ernæringsmæssige værdi af ingrediensen og samtidig koster en forfærdelig masse energi,” siger Poul Erik Jensen.

En lukket fotobioreaktor, hvor mikroalgerne gror i glasrør (foto: File:Photobioreactor PBR 4000 G IGV Biotech.jpg - Wikipedia)

Fremtidens køer

Der er dog stadig et godt stykke vej, før en produktion af proteintråde fra cyanobakterier kan sættes i sving, understreger professoren. Først skal forskerne finde ud af at optimere cyanobakteriens produktion af proteinfibre. Men Poul Erik Jensen er optimistisk:

”Vi skal forædle de her organismer til at producere flere proteinfibre – og på den måde ’hijacke’ cyanobakterien til at arbejde for os. Lidt ligesom malkekøer, som vi har hijacket til at producere sindssygt meget mælk for os – her slipper vi dog for etiske overvejelser om dyrevelfærd. Vi er ikke i mål i morgen, for der er nogle metaboliske udfordringer i organismen, som vi skal lære at tackle, men vi er allerede i gang, og jeg er sikker på, at vi kan lykkes,” siger Poul Erik Jensen og tilføjer:

”I så fald er det her den ultimative måde at lave protein på.”

Cyanobakterier såsom spirulina dyrkes allerede industrielt i flere lande - mest til helsekost. Produktionen foregår typisk i enten såkaldte raceway-bassiner under åben himmel eller i dyrkningskamre, hvor organismerne vokser i glasrør.

Ifølge Poul Erik Jensen er Danmark et oplagt sted at etablere ”mikroalge-fabrikker” med produktion af forædlede cyanobakterier. For Danmark har både biotek-virksomheder med de rigtige kompetencer og et effektivt landbrug.

”Danske landbrug kunne i princippet producere cyanobakterier og andre mikroalger som de i dag producerer mejeriprodukter. Hver dag ville man kunne høste eller malke en andel af cellerne som frisk biomasse. Hvis man opkoncentrerer cyanobakteriecellerne, får man noget, der ligner en pesto, men som har de her proteintråde. Den ville man med minimal forarbejdning kunne inkorporere direkte i en fødevare.”

Raceway-bassiner, hvor der dyrkes mikroalger i lav væskehøjde (5-10 cm.), så overfladen, hvor algerne er eksponeret for sollys, er stor (foto: Microalgenkwekerij te Heure bij Borculo - Raceway pond - Wikipedia)

Kontakt