Einzelzellprotein – Ist diese Weltraumtechnologie bereit für die Aquakultur?

von Bryan P. Tracy PhD, Weiße Hundelabore, Vereinigte Staaten von Amerika

Das Konzept der Verwendung einzelliger Organismen (Bakterien, Hefe, Pilze und Algen) als Proteinquelle wurde während des Kalten Krieges für die Raumfahrt entwickelt. Heute, Quorn Foods aus Großbritannien verkauft über 250 Millionen US-Dollar an Rindfleisch- und Hühnerersatz, das Protein aus Pilzen nutzt, die in großen Fermentern angebaut werden.

Aber könnte Single Cell Protein (SCP) ein alternatives Protein für Fischmehl werden?

Eine Alternative für Fischmehl zu schaffen, hat sich als eine ziemliche Herausforderung herausgestellt. Pflanzliches Protein ist kostengünstig und skalierbar, hat aber nicht den Gehalt an essentiellen Aminosäuren, um die Qualität von Fischmehl zu erreichen. Bereits vor zwanzig Jahren Norferm, ein Joint Venture von Statoil und DuPont, hat qualitativ hochwertiges SCP für die Aquakultur hergestellt.

Das Unternehmen nutzte überschüssiges Erdgas in der Nordsee, als Ausgangsstoff für methanotrope Bakterien, das Methan als Energie und Kohlenstoffquelle bei der Fermentation nutzt. Das Projekt wurde 2006 aufgegeben, aufgrund hoher Kapital- und Betriebskosten, sowie mangelnde Produktionstauglichkeit – Probleme, mit denen die jüngsten Versuche, die Technologie wiederzubeleben, immer noch konfrontiert sind.

Eine Vielzahl von Algen-Start-ups, vor einem Jahrzehnt, geplant, die Sonne und CO2 zu nutzen, um ein hochwertiges Protein zu produzieren. Jedoch, offene Teiche erwiesen sich als kontaminationsanfällig, während geschlossene Systeme hohe Betriebskosten hatten. Heute, Es gibt eine Flut von Start-ups, die Siedlungsabfälle nutzen, um Insektenproteine ​​herzustellen. Obwohl die Produktqualität gut ist, Es ist viel zu früh im Technologiezyklus, um die endgültigen Kosten und die einfache Skalierbarkeit zu bestimmen.

Sitz in den Niederlanden, Rabobank ist ein internationaler Finanzdienstleister, nach genossenschaftlichen Grundsätzen arbeiten. Noch, mit all diesen Problemen, Senior Seafood Analyst der Rabobank, Gorjan Nikolik, prognostiziert, dass "neuartige Futtermittelzutaten die Marktfähigkeit von Zuchtfisch steigern und die Produktionskosten senken können".

White Dog Labs (WDL) arbeitet hart daran, Gorjan Nikolik Recht zu geben!

Ein neuer Ansatz

WDL wurde 2012 in Delaware gegründet, VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA, auf den Grundlagen der Biotechnologie und Bioprozessentwicklung. Es hat einen proprietären Prozess erfunden, ProtokollB™, für die Isolierung, Selektion und Kultivierung von Mikrobiom-abgeleiteten Clostridien. Clostridien sind seit langem bekannt, aber weniger verstanden, Klasse von Bakterien, mit vielversprechenden Auswirkungen auf Ernährung und Gesundheit.

Das Unternehmen hat auch MixoFerm™ entwickelt, eine Fermentationstechnologie, die Zucker und CO2 verbraucht, damit die Wirtschaftlichkeit von Bioprodukten von Lebens- und Futtermitteln, zu Biokraftstoffen und Chemikalien.

Das erste Produkt von WDL ist ProTyton™ - ein Nicht-GMO-Einzelzellprotein-Inhaltsstoff. Es wird aus Mais hergestellt und enthält über 80 Gew.-% Rohprotein und über 40 Gew.-% essentielle Aminosäuren. Abbildung 1 vergleicht ProTyton mit anderen Proteinbestandteilen.

Das Produkt ist hochverdaulich und eignet sich gut für die Ernährung mehrerer Aquakulturen. Aufgrund seines hohen Rohproteins und seiner essentiellen Aminosäuren ProTyton ermöglicht die Zugabe von kostengünstigeren Zutaten, um die Gesamtfutterkosten zu senken, wie in Abbildung 2 zusammengefasst.

ProTyton wird durch anaerobe Fermentation hergestellt, und es ist allgemein bekannt, dass anaerobes SCP auch immunstimulierende sekundäre Metaboliten und Nukleotide enthalten kann. Außerdem, ProTyton SCP enthält auch geringe Mengen an Butyrat, eine kurzkettige Fettsäure, die üblicherweise als terrestrischer Futterzusatzstoff verwendet wird, um die Darmgesundheit zu unterstützen und den Einsatz von Antibiotika zu reduzieren.

Von ProTyton wurde daher erwartet, dass es gesundheitliche Vorteile bietet, über seinen Nährwert hinaus, und hat tatsächlich gezeigt, dass es in der Lage ist, dem Early Mortality Syndrom (EMS) bei Garnelen entgegenzuwirken. Wie in Abbildung 3 zu sehen ist, Die 20-prozentige Aufnahme von ProTyton hat ein Drittel der Sterblichkeitsrate einer kommerziellen Diät, die speziell für die Gesundheit von Garnelen entwickelt wurde.

Produktionsstrategien

Während alle oben genannten Tests vom Centre for Aquaculture Technologies Canada (CATC) durchgeführt wurden, mehrere große Aquafeed-Unternehmen haben das Produkt qualifiziert und WDL hat sich bereits die Abnahme für seine erste Anlage gesichert.

Das Unternehmen produziert derzeit ProTyton für die Qualifizierung durch große Futtermittelunternehmen in seiner Pilotanlage in Delaware, unter Verwendung der 18, 000-Liter-Fermenter in Abbildung 4 gezeigt.

ProTyton-Fermentation, ähnlich dem von Ethanol, ist ein einfacher anaerober Prozess, Dies ermöglicht eine einfache Nutzung von Ethanolanlagen für die ProTyton-Produktion. WDL hat eine Vereinbarung über den Standort seiner ersten Anlage in der MRE-Ethanolanlage in Sutherland getroffen. Nebraska. Die Anlage wird 3000 Tonnen ProTyton pro Jahr produzieren, ab dem vierten Quartal 2019.

Für jedes Kilogramm ProTyton, die Anlage wird drei Kilogramm MiruTyton produzieren – ein Butyrat-reiches Nebenprodukt. Da MiruTyton selbst ein wertvoller Futterzusatz ist, die Anlage soll sogar bei einem ProTyton-Preis von 1000 US-Dollar/t profitabel sein.

WDL hat eine Strategie für eine schnelle Produktionsausweitung entwickelt, indem es Ethanolfabriken das Recht zur Herstellung von ProTyton erteilt. In den USA gibt es über 200 Ethanolanlagen, weil in 2007, die Renewable Fuels Standards (RFS) schreiben einen Markt für Ethanol aus Mais vor. Auch wenn das RFS vorhanden ist, Ethanolfabriken haben Boom- und Pleite-Zyklen erlebt, die der Branche geschadet haben.

Diese Zyklen, kombiniert mit der Ungewissheit der RFS-Erneuerung im Jahr 2022, haben den Wunsch nach Produktdiversifizierung geweckt. WDL hat positive Rückmeldungen von kleinen und großen Ethanolherstellern erhalten, und haben bereits die erste Lizenz für einen kompletten Anlagenumbau erteilt. Die Umrechnung von jeweils einem Prozent der US-Ethanolkapazität ergibt 200, 000 Tonnen ProTyton pro Jahr.

Dies ist nur der erste Teil der WDL-Geschichte – bitte bleiben Sie dran – wir hoffen, Gorjan Nikolik von Rabobank im nächsten Jahr beweisen zu können!