Stort uudnyttet potentiale i mikrobiel mad

Det er ikke holdbart af hensyn til jordklodens klima og natur at videreføre den vestlige fødevareproduktion på den hidtidige måde. Det går heller ikke at fortsætte med den konventionelle produktion i forhold til verdens fødevaresikkerhed.

Det påpeger Morten Sommer, professor i mikrobiologi og direktør på Novo Nordisk Fondens Center for Biobæredygtighed på DTU.

”Vores nuværende fødevareproduktion er den største enkelte faktor, når det gælder Jordens bæredygtighed. Det skyldes udledningen af CO2, den ineffektive og skadelige brug af jordarealer og vandressourcer samt kunstgødning. Problemet er især knyttet til fremstillingen af animalske produkter, herunder også fisk,” siger Morten Sommer.

Der går 10 kg foder til at skabe ét kg animalsk fødevareprodukt. Problemet forværres ifølge Morten Sommer, fordi der sker et kolossalt spild i det etablerede fødevaresystem, når overskydende fødevarer smides ud.

Selv hvis fossile brændstoffer udfases helt, rækker det ikke til at nå det bindende klimamål i den internationale Paris-aftale om at holde den globale opvarmning på maksimalt 2,0 grader, fastslår han.

Det er således bydende nødvendigt at rette opmærksomheden mod fødevareproduktionen.

Den konventionelle fødevareproduktion er desuden utilstrækkelig til på bæredygtig vis at dække behovet hos en voksende befolkning på kloden, som ifølge FN vil nærme sig 10 milliarder mennesker i 2050.

Læg hertil, at en stigende andel vil have en højere levestandard og derfor vil indtage mere animalsk mad.

Tre hovedkategorier af mikrobiel mad

Mere forskning og udvikling i mikrobielle fødevarer har ifølge Morten Sommer et stort potentiale, både når det gælder menneskets og planetens helbred. Han var tidligere i år medforfatter på en artikel om disse perspektiver i Cell, et videnskabeligt tidsskrift om biologi.

Morten Sommer deltager selv i bestræbelserne på at skaffe mere viden om mikrobielle fødevarer samt udvikle redskaber og standarder til processerne – et andet must.

DTU-centret arbejder også konkret med mikrosvampe, der kan bruges i fremtidige fødevarer, og præcisionsfermentering af proteiner, der i deres opbygning er kendt fra dyr.

”Nylige studier understøtter, at indvirkningen på den globale opvarmning og brug af jord og vand kan reduceres med 80 pct., hvis alle fødevarer af animalsk oprindelse erstattes af nye mikrobielle fødevarer,” fortæller han.

Mikrobielle fødevarer er fødevarer baseret på mikroorganismer, der i Morten Sommers beskrivelse kan inddeles i tre hovedkategorier:

• Mikroorganismerne anvendes direkte til menneskeføde som mikrobiel biomasse
• Mikroorganismerne bruges til fermentering af kendte fødevarer
• Mikroorganismer indgår i en målrettet proces, hvor de bliver til ingredienser i opbygningen af nye fødevarer

Sauerkraut og quorn er gammel madtradition

Mikrobielle fødevarer findes der allerede forskellige former for verden rundt:

• Sauerkraut (surkål) har fx gennem århundreder indgået i madtraditionen i Centraleuropa. Det er snittet hvidkål, som opbevares i en lufttæt atmosfære, hvorved kålens egne bakterier sætter gang i en mælkesyregæring (fermentering), der ændrer kålens smag, letter fordøjelsen og forlænger holdbarheden.
• Kimchi er nationalretten i Sydkorea, og den fremstilles ved at fermentere kål sammen med andre grøntsager.
• Tempeh fra Indonesien er fermenterede sojabønner.
• Quorn er baseret på en svampekultur, der er tørret og blandet med æg eller kartoffelprotein, så det kommer til at minde om kylling i smag. Produktet blev lanceret af et britisk firma i 1985. Quorn består af næsten 100 pct. mikrobiel biomasse.

Der har ifølge Morten Sommer desuden været eksperimenter med at fremstille mikrobielle fødevarer af blandt andet papiraffald. Det var pga. fødevaremangel under og lige efter Anden Verdenskrig.

”Det meste af, hvad der har været lavet, er opstået ved at forsøge sig frem. Det er ikke baseret på en dyb forståelse af mekanismerne. Der er en mulighed nu for et trinskifte i, hvordan mikroorganismer kan anvendes i fødevareproduktion,” siger han.

Mikrobe kan vokse sig stor i tanke

Fordelen ved mikrobiel biomasse, den ene af de tre kategorier, er ifølge Morten Sommer, at man kan anvende en naturligt forekommende mikrobe.

Mikroben anbringes i en stor ståltank og vokser ved at tilsætte egnede næringsstoffer og vand.

Han forklarer, at det – ud over at vælge en naturlig mikrobe ud fra indsigt om egenskaberne – er muligt at designe en mikrobe og således tilpasse den til at opnå de ønskede egenskaber.

I eksemplet quorn kunne det være for at integrere omega-3-fedtsyrer. Målet kunne også være at arbejde med smag og tekstur.

”Selv om mange mikroorganismer ikke er anvendelige til forbrugsvarer, vil mere forskning i den mikrobielle biodiversitet kunne lede på sporet af nye organismer, hvis biomasse er spiselig,” siger Morten Sommer.

Han fremhæver som en yderligere fordel ved denne kategori, at det kan lade sig gøre at bruge en vifte af substrater til at få mikroberne til at gro.

”Det kunne være affaldsstrømme, som ellers ville være blevet brændt eller sendt på losseplads. Det skal dog sikres, at vækstmediet ikke sætter sig i smagen. At udnytte affald sådan giver rigtig meget i hele bæredygtighedsregnskabet for fødevaresystemet,” siger Morten Sommer.

Verdensbanken vurderer, at over en tredjedel af alt affald i verden end ikke bliver håndteret.

Det ligner rigtig mad, og spildet er lavt

Fermentering af fødevarer, en anden af kategorierne, består af en fermenteringsproces, hvori der indgår kendte fødevarer.

Substraterne, som danner en del af grundlaget for det endelige produkt, er også i nogen udstrækning med i det endelige produkt.

”Man kommer derved tæt på produkter, som mennesker generelt opfatter som rigtig mad, mens den mikrobielle biomasse er ret langt væk fra, hvad vi tidligere er præsenteret for.”

”Hvis man for eksempel tager fem forskellige grøntsager og kornprodukter og fermenterer dem, vil det stadig være fem forskellige genkendelige produkter, som vi er i stand til at forholde os til. Mange kan godt lide at have en fornemmelse af, hvad det egentlig er, de spiser,” siger Morten Sommer.

Tilmed giver fermentering gode muligheder for at skabe lækre smage og teksturer.

Næringsindholdet bliver ofte højere, og fordi de mikrobielle byggesten mere kommer til at ligne mikrobiomet i den menneskelige tarm, understøtter produkterne en god fordøjelse og mindsker risikoen for sygdomme, som er forbundet med stofskiftet.

Han siger, at der ydermere er den fordel ved denne fremgangsmåde, at der er en uhyre lav spildprocent.

”Slutproduktet omfatter ikke kun den mikrobielle biomasse – man bevarer også noget af substratet, når man fermenterer fødevarer, så der er en meget høj udnyttelsesprocent. Derfor er det rigtig attraktivt i forhold til bæredygtighed,” siger han.

Morten Sommer er selv involveret i iværksættervirksomheden MATR Foods, som forvandler frasorterede grønsager og nordiske bælgfrugter ved hjælp af naturlige svampesporer til fermenterede vegetabilske produkter, der kan afløse kød. Fermenteringen med svampe fremmer bl.a. umami og giver tekstur.

Blandt Matr-partnerne er fødevareentreprenøren Claus Meyer, mens Randi Wahlsten, med en fortid hos Arla, er direktør.

Optimale ingredienser med flere formål

Som den tredje af kategorierne kan mikroorganismer – i takt med en øget forståelse – også anvendes til skræddersyede og komplekse fermenteringsprocesser.

For at komme videre ad den vej kræves der ifølge Morten Sommer mere indsigt i de specifikke konsekvenser af vilkårene for fermentering, herunder varigheden og temperaturen.

Her kan der desuden anvendes genmodificering, så mikroorganismer i form af gær eller svampe kan føre til optimale ingredienser.

”En sådan præcisionsfermentering kan hjælpe til at komme frem til de rette produkter,” siger DTU-professoren.

Flere iværksættervirksomheder anvender præcisionsfermentering i bestræbelserne på at fremstille mælk, der ligner komælk, men ikke involverer malkning af køer.

Læs: Mælk fra laboratoriet hjælper i klimakampen

Et andet faktisk eksempel er genmodificering af en gær til fremstilling af øl, så gæren sideløbende producerer samme smagsstoffer som humle. Derved er det unødvendigt at tilsætte humle – og følgeligt optage jordareal til at dyrke humle.

Hvis der kan fremstilles antioxidanter mikrobielt, der ellers kommer fra bær, kan det undgås at lægge beslag på marker til produktion af bestemte bær til dette formål.

Mange vigtige hensyn skal tænkes ind

Forskere og iværksættere har stigende interesse for mikrobielle fødevarer, fortæller Morten Sommer. Han opregner en række hensyn, som det er nødvendigt at tage på den videre færd frem mod mikrobielle fødevarer:

• Det er afgørende at evaluere bæredygtigheden
• Det skal sikres, at produkterne er næringsrige og uden negative virkninger på helbredet
• Der skal være mere kendskab til specifikke mekanismer i forhold til kostråd
• Der skal være lige adgang til de nye produkter, så den sociale retfærdighed i verden er understøttet
• Der skal tages livtag med regulering og forbrugerskepsis i forhold til genmodificering

God smag er essentielt for succes

De nye fødevarer skal desuden helt basalt smage godt. Her glæder Morten Sommer sig over, at kokke og andre, der beskæftiger sig med gastronomi, også engagerer sig i mikrobielle fødevarer.

”Dette møde mellem forskningen og gastronomien er meget udtalt efterhånden. Der sker rigtig meget i især Danmark. Vi har en styrkeposition, fordi vi har meget grundviden inden for bioteknologi og industriel mikrobiologi, vi har stor erfaring i fødevareproduktion, og vi står meget stærkt inden for gastronomi,” siger Morten Sommer.