Beinspisende ormer i havet viser veien til nye super-enzymer for industrien

VIDEO: Nye og bedre dyrefôrprodukter fra proteinrikt restråstoff er i utvikling. Men industrien mangler skreddersydde enzymer som bryter ned bein.


Av Andreas R. Graven


Nå er forskere fra Uni Research, sammen med internasjonale kolleger, på sporet av løsninger i EU-prosjektet ProBone.

Forskningsleder og bioteknolog Gro Bjerga i Uni Research er prosjektkoordinator for ProBone.

Nå ønsker hun, sammen med forskerkolleger i Tyskland, Spania og Romania, å finne de riktige enzymene som kan gjøre jobben – og legge grunnlaget for ny produktutvikling.  

Kreative og innovative i enzymjakten

Så langt har det vært mangel på gode enzymer som kan bryte ned så harde ting som bein.

Men i fremtiden kan titusenvis av tonn med restråstoff som i dag ikke kan utnyttes fullt ut, bli foredlet til forskjellige typer dyrefôr med nye enzymer.

Ved å bruke enzymer til å bryte ned restråstoffer på riktig måte, kan de nemlig omformes til mindre peptider og igjen foredles til ulike produkter.

– Vi må hele tiden utforske mulighetene og være kreative og innovative i letingen etter de beste enzymene, sier Bjerga.
 

Prosjektkoordinator for ProBone, Gro Bjerga i Uni Research og forskerkollega Antonio García-Moyano. (Foto: Andreas R. Graven)


Selve enzymjakten i ProBone foregår på en spesiell måte. Bjerga og kolleger i Uni Research senket tidligere i år ned bein fra kalkun og okse på nesten 100 meters dyp i Puddefjorden, like utenfor Nordnes i Bergen.

Det gjorde forskerne for å lokke til seg en spesiell type små ormer som bryter ned bein. Ormene, som er rundt 1 centimeter lange, lar seg kun fange når slår seg ned på skrotter og beinrester på havbunnen og begynner å fortære dem.

Store bein ble brukt i forskernes innsamling av ormer, fordi slike bein er enklere å finne igjen. Det er skjærebein fra kylling som skal brukes i dyrefôr. Både regelverk og kontroller i Norge er strenge med hensyn til hva slags type restråstoffer som er godkjente, og hvilke anvendelsesområder de kan ha.

Vil utvikle en verktøykasse

Forskerne har som et utgangspunkt at bakterier inni ormene inneholder enzymer som har den nedbrytende effekten på beinmasse.

– Vi ser at ormene bryter ned bein, men vi vet ennå ikke om det er ormene selv eller bakteriene som faktisk gjør det. Fra før vet vi at ormene skiller ut syre som løser opp bein, men vi vet også at det er enzymer involvert. Det kan godt tenkes at vi må kombinere behandling med syre og enzymer for å lykkes med nedbrytning i laboratoriet, sier Bjerga.

Nå skal forskerne få tak i genene som koder for enzymene, og teste hvilke enzymene som faktisk bryter ned bein.

–Det vil gi oss et et såkalt «proof of concept», men det er en komplisert prosess, og det er kanskje flere typer enzymer i kombinasjon som skal til for å løse opp bein, sier Bjerga.
 

– Ormene er vanskelige å få tak i. De borer seg inn i beina, så har vært litt tricky å lure dem ut for å studere dem i mikroskopet, sier Antonio García-Moyano.


Ormefangsten fra Puddefjorden har Bjerga og forskerkollega Antonio García-Moyano i Uni Research oppbevart i et laboratoriet på Marineholmen.

– Beina lå i Puddefjorden i fem måneder, før vi hentet dem opp fulle av bakterier og ormer. Senere har vi oppbevart dem i et akvarium i laboratoriet, og vi har nå begynt det innledende arbeidet i ProBone. Ormene er vanskelige å få tak i. De borer seg inn i beina, så har vært litt tricky å lure dem ut for å studere dem i mikroskopet, sier García-Moyano.

Gjennom ProBone-prosjektet ønsker forskerne å utvikle en verktøykasse med metoder for å finne de beinnedbrytende enzymene.

Norilia AS en av støttespillerne

I ProBone koordinerer Gro Bjerga i Uni Research et internasjonalt forskerteam som har bred og utfyllende kunnskap innen marinbiologi, mikrobiologi, bioinformatikk og biokjemi.

De øvrige partnerne er GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel (Tyskland), CSIC Insitute of Catalysis (Spania), The University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine of Cluj-Napoca (Romania).

En av støttespillerne i ProBone-prosjektet er norske Norilia AS, et datterselskap i Nortura-konsernet.

Norilia har ansvar for å selge og optimalisere 150 000 tonn med plussprodukter. De har i dag en omsetning på 500 millioner kroner fra disse produktene.

– ProBone viktig for utvikling av skreddersydde enzymer

Heidi Alverstrand er leder for forretningsutvikling i Norilia. Hun sier at de ønsker å ta i bruk enzymatisk hydrolyse som prosess for å foredle og verdiøke restråstoff fra kjøttindustrien.

– Valg av enzym er en av suksessfaktorene for å produsere produkter med ønskede sensoriske, funksjonelle og bioaktive egenskaper til anvendelse i høy-verdi markeder og segmenter. Høyt utbytte og hydrolysegrad er også avgjørende, påpeker hun.

– Prosjektet ProBone er viktig for utvikling av skreddersydde enzymer til oppbygging av fremtidens biobaserte prosesser og produkter for økt lønnsomhet og bærekraft i kjøttindustrien, fortsetter Alverstrand.

I 2016 inngikk Norilia og Nortura samarbeid med Felleskjøpet Agri om å bygge en nytt anlegg for enzymatisk hydrolyse av skjærebein fra fjørfe i tilknytning til Nortura Hærland i Østfold, Norges største slakte-, nedskjæring- og foredlingsanlegg for fjørfe i Norge.

Anlegget, som får navnet Bioco AS, vil stå ferdig i slutten av 2018, og er første trinn i et mer langsiktig løp.

Alverstrand påpeker at Bioco vil produsere med utgangspunkt i næringslivsgodkjent råstoff, og prosessen/anlegget bygges for næringsmiddelgodkjenning.

Utfordringer for forskerne i ProBone

Mens Norilia ferdigstiller sitt nye anlegg i Hærland, står forskerne i prosjektet ProBone overfor en rekke utfordringer de skal løse i tiden som kommer.

– Cellene vi undersøker er veldig små, de må sorteres, og DNA-hentes ut. Dette er en av flere oppgaver som krever spesialkompetanse som vi har samlet i prosjektet, sier Gro Bjerga.

Forskerkollega Antonio García-Moyano understreker at det er veldig få bakterier som kan dyrkes i laboratoriet, og at det her ligger en annen stor utfordring.

– Den består i å kunne finne enzymer fra alle typer bakterier, ikke bare de få som kan dyrkes på labben, supplerer kollega García-Moyano.

Fra tidligere har Gro Bjerga og kolleger i Uni Research og  IRIS laget teknologi som muliggjør storskala enzymproduksjon.

– Vi har brukt mye tid på å etablere gode verktøy og laboratorium, nå er vi er i en posisjon der vi kan ta inn enzymer raskt, og lage enzymer med en høyere produksjonstakt, sier Bjerga.


3. november 2017 10:42