Kan vi springe koens fire maver over og spise græsset selv?

FN forventer, at vi vil være næsten 10 milliarder mennesker på Jorden i 2050, hvilket medfører et øget behov for føde.

For at imødekomme dette behov anslås det, at fødevaresektoren skal producere op til 70 procent mere mad, hvis omfattende hungersnød skal undgås.

Kan en af løsningerne på dette være at bruge det græs, som landbrugets køer spiser i store mængder, til at brødføde mennesker i stedet?

Det er netop, hvad vi forsøger at finde ud af i forskningsgruppen for mikrobiel bioteknologi og bioraffinering under Fødevareinstituttet ved DTU.

Mindre landbrugsjord og flere mennesker skaber kritisk behov

Blandt andet på grund af klimaforandringer er mængden af landbrugsegnet jord faldet støt siden 1960 samtidig med, at verdensbefolkningen er steget.

Denne tendens kan vi ikke forvente bliver ændret lige foreløbigt, og det er en de store udfordringer i at skulle brødføde fremtidens verdensborgere.

Mennesket har behov for forskellige elementer i vores føde: vitaminer, mineraler, fedtstoffer, kulhydrater og proteiner. Dyrekød er en af de fødevarer med det højeste proteinindhold, men er samtidig en af de proteinkilder, der forurener mest at fremstille.

Ifølge DTU Fødevareinstituttets nationale undersøgelse spiste danskere i 2011-2013 gennemsnitligt 14 kg okse/kalve kød om året.

Da animalske proteinkilder, såsom oksekød, optager langt mere landbrugsareal og har en højere klimabelastning, sammenlignet med planteprotein, er det nødvendigt at udvikle metoder til at erstatte dyreprotein med planteprotein, hvis vi skal øge fødevareproduktionen med 70 procent.

Hvad gør vi, hvis vi ikke vil tygge drøv?

Vi forsker i at udvinde og udnytte proteiner fra grønt plantemateriale såsom lucerne (Medicago sativa) og gøre disse proteiner spiselige for mennesker.

En af de største udfordringer ved at udvinde proteiner fra grønne planter er, at størstedelen af proteinet typisk er bundet i et komplekst fibernetværk. Dette netværk kan køer nedbryde ved hjælp et komplekst mavesystem kombineret med drøvtygning.

I princippet kunne vi stå og tygge på lucernen i flere timer, synke den, vente lidt og derefter gylpe den op igen, og tygge lidt mere på den, før vi spytter den ud igen.

Dette ville gøre proteinet lettere tilgængeligt for mennesker, men ville nok ikke være rentabelt i længden og heller ikke specielt appetitligt.

Så i stedet for at kopiere koens drøvtyggemetoder 1 til 1 har vi i stedet udviklet en metode til udvinding og forædling af det grønne protein.

Grøn juice og pulver kan være svaret

Ved at snitte og presse lucernen kan man udvinde en proteinrig grøn juice.

Proteinet kan herefter bundfældes ved hjælp syre, varme, salte og centrifugering i forskellige kombinationer afhængigt af ønsket produkt.

Ud fra disse trin kan vi skabe et proteinrigt grønt pulver med et proteinindhold på op til 50 procent protein. Til sammenligning har hvedemel omkring 11 procent protein og hakket oksekød omkring 40 procent protein (angivet på tørstofbasis).

Lucern udleder mindre CO2… men smager af hø

I fødevareindustrien har man i lang tid brugt sojaprotein som erstatning for animalske proteiner.

Der udledes dog op til fem gange så meget CO₂ pr gram protein fra fodersoja sammenlignet med foderlucernen, og derfor er lucernen potentielt bedre for miljøet som erstatning for animalske proteiner.

Til gengælder er sojaprotein lettere at fordøje end lucerneprotein, og det er en af de udfordringer vi er i gang med at løse.

En anden udfordring ved det grønne protein fra lucerne er, at det smager og dufter af hø. I nogle interne smagstest er det faktisk blevet beskrevet som duften af hestestald.

Den lave fordøjelighed, den grønne farve og hestestalden gør, at proteinet ikke er klar til at blive spist, før vi har forædlet det yderligere.

Vi arbejder på løsningerne

For nogen lyder disse udfordringer måske store – hvem gider at spise hø? – men vi er faktisk allerede godt på vej til at løse dem og regner med, at vi i samarbejde med vores partnere i InnoGrass-projektet, snart kan præsentere alternativer til både kød og soja, der er baseret på lucerne.

En af de simpleste metoder er at genpresse pulpen som illustreret i Figur 1 og Figur 2. Dette medvirker, udover at øge den samlede mængde af protein vi udvinder fra planten (vist i Figur 2), at uønskede smagsstoffer, såsom kumarin (kendt fra kanel), sænkes kraftigt.

Ved konventionel fødevarefremstilling produceres der ofte store mængder affald, men et af målene for forskningen på Fødevareinstituttet på DTU er at skabe værdi fra affaldsstrømmene i fødevareproduktionen.

Så ud over at kigge på selve proteinet, undersøger vi også nu, hvordan vi kan nyttiggøre de andre dele fra vores proteinproduktion. Den brune juice, som beskrevet i figur 1, indeholder store mængder af kulhydrater (sukkerstoffer). Disse kan man blandt andet fremstille alkohol af.

På vej mod at udnytte 100 procent af planten

Ud over protein indeholder vores grønne proteinpulver også kostfibre. De kan udnyttes som kosttilskud for at fremme en positiv bakteriekultur i vores tarmsystem.

Den tilbageværende pulp kan til sidst bruges som substrat til vækst af positive mikroorganismer i fødevareindustrien.

Så i stedet for at give lucernen til koen, der kun omsætter omkring 1/10 af den biomasse, den spiser, kan vi snart udnytte op mod 100 procent af planten uden at generere affald og på den måde være med til at føde verdens voksende befolkning.

Så tilbage til spørgsmålet i overskriften: Kan vi springe koens fire maver over og spise græsset selv?

I bogstavelig forstand er svaret nej. Men med den teknologi og viden, vi har udviklet, er vi tæt på at gøre os mindre afhængige af koens fire maver for at få protein på tallerkenen i fremtiden.