Verden leder efter bæredygtige løsninger til fremtidens fødevareproduktion, og mikroalger ser ud til at kunne spille en vigtig rolle. Mikroalgen Nannochloropsis oceanica er især interessant, fordi den kan producere store mængder protein, den essentielle omega-3-fedtsyre EPA og vitamin K2. Men hvordan dyrkes den mest effektivt i fotobioreaktorer, som mikroalgedyrkning vil kræve i Danmark på grund af klimaet? Et nyt studie fra DTU Fødevareinstituttet viser, at især temperatur og lys spiller en afgørende rolle for udbyttet af de forskellige næringsstoffer.
”Meget af den eksisterende forskning ser på, hvordan Nannochloropsis oceanica vokser og producerer biomasse samt på fedtsyreproduktionen. Det undersøger vi også i DTU Fødevareinstituttet, men vi har valgt at holde de to ting op mod den samtidige produktion af proteiner og K2-vitaminer,” siger ph.d.-studerende Emil Gundersen, der har udført dyrkningsforsøgene i DTU Fødevareinstituttets algelaboratorie.
Forskningen skaber et mere fuldendt overblik ved samtidig at analysere proteinindhold, fedtsyrerindhold, indhold af vitamin K samt selve væksten af mikroalgen. Med den viden kan dyrkningen optimeres imod den mest næringsrige biomasse.
”Vores forsøg viser, at hvis temperaturen og lysstyrken er høj, vokser Nannochloropsis oceanica hurtigt og producerer meget protein. Til gengæld bliver indholdet af omega-3 og vitamin K2 omvendt højere, når især temperaturen sænkes,” siger Emil Gundersen.
Dyrkning i to trin
Forskerne foreslår på baggrund af forskningen at dyrke Nannochloropsis oceanica ved hjælp af en to-trins-proces.
”Forskningen tyder på, at vi vil få det bedste resultat, hvis mikroalgerne i første omgang dyrkes under høje temperaturer og under kraftigt lys for at fremme væksten og proteinproduktionen. Derefter kan man ændre betingelserne ved at sænke temperaturen, så mikroalgerne fokuserer på at producere omega-3 og vitamin K2,” siger Emil Gundersen.
Resultaterne fra studiet er baseret på dyrkning af relativt små mængder af mikroalgen i laboratoriet, men forskerne forventer, at de overordnede tendenser også vil være gældende i større skala.
”Regulering af temperatur er et velkendt koncept indenfor den nuværende fermenteringsindustri. Vi forestiller os derfor, at det vil være ret let at implementere en to-trins-proces baseret på temperatur i fremtidige kommercielle produktioner af mikroalger,” siger Emil Gundersen.
Potentialet i algernes vitaminproduktion
K2 er et vitamin, som man typisk får i kosten via animalske produkter som kød og mælk, hvorfor det bliver sværere at få, hvis man skifter til en overvejende plantebaseret kost.
”Det er interessant, at mikroalgerne måske kan blive en kilde til at producere vitaminer som K2, som vi normalt får fra dyreriget, på en vegansk måde,” siger Emil Gundersen.
Næste skridt bliver at undersøge, hvordan man kan øge biotilgængeligheden af de proteiner, omega-3 fedtsyrer og vitaminer, som mikroalgen indeholder. Det er nødvendigt, da mikroalgen har en tyk cellevæg, som er svær for det menneskelige fordøjelsessystem at nedbryde.
Hvorfor dyrke mikroalger?
Mikroalger er organismer, der kan gro ved hjælp af lys og CO2 – ligesom planter. De kan f.eks. dyrkes i fotobioreaktorer, som består af et system af plexiglasrør, hvor algerne får tilført lys og luft.
I forhold til den bakterielle produktion af biomasse ved fermentering, som Danmark er kendt for, er mikroalgemiljøet foreløbigt meget lille. Det skyldes nok, at mikroalgerne i Danmark skal dyrkes højteknologisk i rørsystemer, i modsætning til i Sydeuropa, hvor det varmere klima gør det muligt at dyrke mikroalger i udendørs tanke, hvorved man sparer både materialer og energi.
Når mikroalger alligevel er interessante i et køligere klima, skyldes det ikke mindst, at de har en unik næringssammensætning med essentielle aminosyrer, umættede langkædede fedtsyrer samt en lang række vitaminer og mineraler. Dertil kommer, at de kan dyrkes på arealer, som ellers ikke egner sig til landbrugsproduktion og kan drives hovedsageligt ved hjælp af vedvarende energi.
”Da mikroalgerne dyrkes ved hjælp af lys og CO2, sparer man på inputtet af organisk kulstof, typisk sukker, som man skal bruge ved klassisk fermentering. Derudover skal de bruge nogle uorganiske næringsstoffer, som i princippet kan leveres ved at udnytte spildevand fra andre industrier,” siger Emil Gundersen.
