Wetenschap
Insectenfrass wordt voedsel voor eiwitrijke microalgen
Naarmate de vraag naar eiwitrijk voedsel toeneemt als gevolg van de bevolkingsgroei en het toenemende bewustzijn van voeding en gezondheid, zetten traditionele dierlijke en plantaardige eiwitbronnen, die bouwland of zoetwater vereisen, een aanzienlijke druk op land en hulpbronnen. Er is daarom grote behoefte aan nieuwe, duurzamere eiwitbronnen.
De onderzoeksgroep Mariene Biotechnologie van NORCE werkt al enkele jaren aan de ontwikkeling en opschaling van fotosynthetische microalgen als duurzame grondstof voor voedsel, veevoer en andere producten. Microalgen zijn een soort kleine ‘plantencellen’ die voorkomen in zout- en zoetwater en zijn om verschillende redenen een veelbelovende bron van eiwitten:
- Veel microalgen hebben een hoog eiwitgehalte en een aminozuurprofiel dat voldoet aan de eisen voor de voedsel- en diervoederproductie. Dit is het geval voor Chlorella vulgaris, gebruikt in ons onderzoek.
- Microalgen hebben een hoge productie-efficiëntie en kunnen worden gekweekt op niet-bouwland met een lage waterbehoefte.
- Afval- en reststromen uit verschillende industrieën kunnen worden gebruikt bij de teelt van microalgen en bieden daarmee een duurzamer alternatief voor kunstmest.
De productie van insecten is een andere nieuwe eiwitbron die momenteel wordt onderzocht in Europa en Noorwegen. Zoals bij alle vormen van productie zal ook een insectenfabriek afval opleveren, zoals insectenuitwerpselen. In technische termen heet dit frass, een mengsel van uitwerpselen, huid en skeletten van gekweekte insecten en hun voedsel.
In een circulaire economie moeten we afval beter benutten. Samen met Oliver Müller van de Universiteit van Bergen en NORCE-collega’s Hanna Böpple en Dorinde Kleinegris heeft Pia Steinrücken onderzocht of microalgen frass kunnen krijgen als alternatief voor conventionele bemesting.
"In het ProFuture-project gebruikten we insectenfrass als potentiële bron van voedingsstoffen voor het kweken van de microalg Chlorella vulgaris, waardoor de productie van microalgen milieuvriendelijker en kosteneffectiever zou kunnen worden", zegt Steinrücken.
De onderzoekers onderzochten of deze microalgen dezelfde hoeveelheid eiwit bevatten als de microalgen die reguliere commerciële meststoffen kregen. Uit de resultaten bleek dat wanneer de microalgen werden gekweekt op voedingsstoffen uit frass, ze net zo goed groeiden en een hoog eiwitgehalte opleverden van 40% van het droge gewicht. Het onderzoek is gepubliceerd in Bioresource Technology Reports .
“De insectenfrass is afkomstig van Larveriet in Voss, die meelwormlarven produceert die gevoed worden met organisch afval. De frass wordt aangeleverd in poedervorm, die we mengen met water, zodat de voedingsstoffen vrijkomen”, legt de NORCE-onderzoeker uit. "Vervolgens centrifugeren we niet-wateroplosbare deeltjes in het water. De vloeistof wordt vervolgens gesteriliseerd om het risico op bacteriële infecties en besmetting van de algen te minimaliseren."
Circulaire processen
Om algen te laten groeien, hebben ze voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor nodig. Afvalstromen uit de industrie en de landbouw bevatten vaak grote hoeveelheden van deze stoffen, waardoor ze interessant zijn als potentiële voedingsbron voor de algenproductie. Dit kan leiden tot lagere kosten en een nuttig gebruik van afval. Maar microalgen kunnen niet elke bron van stikstof en fosfor verbruiken, en er kunnen ook andere componenten zijn die de algengroei negatief beïnvloeden.
Daarom moet elke afvalstroom worden getest op zijn geschiktheid voor de productie van microalgen. De stikstof in het groeimedium op basis van insectenfrass bestond voornamelijk uit organische verbindingen en de microalgen gebruikten tussen de 71% en 78% van deze stikstof.
Potentieel voor opschaling
Ondanks veelbelovende onderzoeken blijven er uitdagingen bestaan bij de introductie van microalgeneiwitten in voedsel- en diervoederproducten. De huidige productie is kostbaar en gebeurt op kleine schaal. Om dit als nieuwe en duurzame eiwitbron te kunnen realiseren zijn schaalvergroting en investeringen in milieuvriendelijke grootschalige productietechnologieën noodzakelijk.
“Uit het onderzoek blijkt dat frass geschikt kan zijn als groeimedium voor het kweken van microalgen op kleine schaal. Nieuw onderzoek moet de mogelijkheden verkennen om frass als voedingssupplement onder grotere en continue teeltomstandigheden in te zetten en de effecten op de duurzaamheidsdoelen en de economie in kaart te brengen. van de productie van microalgen.
“Het is ook belangrijk om te benadrukken dat hoewel we afval gebruiken als hulpbron, waardoor de kosten voor chemische groeimedia zullen dalen, dit proces ook restafval oplevert. De natte massa die overblijft nadat de voedingsstoffen zijn onttrokken, is afval dat moet worden afgevoerd. weggegooid of alternatief gebruikt, bijvoorbeeld als plantenbemesting”, besluit Steinrücken.
Bij het ontwikkelen van nieuwe biogebaseerde waardeketens is het van cruciaal belang om te onderzoeken hoe verschillende producties kunnen samenwerken om afval uit te wisselen en te minimaliseren, in overeenstemming met circulaire economische principes. Zogenaamde industriële symbiose en bioparken kunnen een interessante aanpak zijn. Deze kunnen dienen als een sandbox voor het verkennen van het gebruik van hulpbronnen met nieuwe technologieën.