Insekter i produkter som pasta eller bröd, mikroalger, och encelliga proteiner som härrör från trä skulle kunna föda och ge näring till människor och djur i framtiden. Nu, de som utforskar alternativa proteiner för mer hållbart ätande funderar på hur de kan göra övergången till insektsbaserad mat till verklighet.

När världens befolkning växer, det blir en utmaning att möta allas näringsbehov med traditionella proteinkällor.

Den globala befolkningen förväntas öka med 2 miljarder människor under de kommande 30 åren medan köttproduktionen sannolikt kommer att fördubblas under samma period för att möta efterfrågan. Detta kommer att ha en betydande miljöpåverkan eftersom uppfödning av boskap kräver mycket mark – cirka 70 % av den totala mängden som används för jordbruk – och släpper ut upp till 18 % av alla mänskliga inducerade utsläpp av växthusgaser.

Nya proteinkällor behövs för djur, för. Omkring 14 miljoner ton sojabönor importeras av EU varje år för att utfodra boskap som grisar, boskap och kyckling. Inte bara är regionen beroende av import, men koldioxidavtrycket av att transportera grödan är också ett problem.

"Europa som helhet vill bli mer självförsörjande när det gäller mat, sa Birgir Örn Smárason, en hållbar matproduktionsforskare på livsmedels- och bioteknikföretaget Matis, i Reykjavik, Island.

Och om Europa ska uppfylla målen och målen för hållbar utveckling för att begränsa klimatförändringarna, hållbara proteinkällor kommer att behöva spela en roll. Ätliga insekter, till exempel, kan födas upp med 50 % till 90 % mindre mark jämfört med konventionell boskap och producera cirka 100 gånger mindre utsläpp av växthusgaser. Vidare, de kan matas med organiskt avfall – kasserad mat som ofta hamnar på soptippen.

Trots löftet om insektsprotein, att använda insekter som djur- och människoföda har ännu inte kommit ikapp. Tekniska problem gör att de inte kan födas upp i tillräckligt stora kvantiteter. Reglering är en problematik. Nuvarande EU-lagstiftning tillåter insekter som foder i vattenbruk men inte för boskap. Dock, undantag förväntas snart göras för fjäderfä och grisar. Och insekter är fortfarande en nisch som säljs endast i vissa länder. Det kan dock ändras snart eftersom den europeiska livsmedelssäkerhetsmyndigheten förväntas godkänna några ätbara insekter för mänsklig konsumtion i år.

I Europa, det finns också en kulturell barriär eftersom det fortfarande finns en avskyfaktor förknippad med att äta insekter. På asiatiska, afrikanska och latinamerikanska länder, föda insekter är en regelbunden del av kosten för cirka 2 miljarder människor, påpekar Smárason. Acceptans bland européer är en fråga som han och kollegor hoppas kunna ta itu med.

Proteinalternativ

Smárason och hans kollegor tycker att insekter som syrsor för mänsklig konsumtion och svarta soldatflugor för djur är lovande proteinalternativ som kan produceras lokalt, samt mikroalger och encelliga proteiner. Encelliga proteiner framställs av mikrober som livnär sig på sockerarter från vedartad biomassa som grenar och rötter som blivit över från skogsbruket. Forskarna undersöker hur man kan optimera produktionen av dessa proteintyper både för människor och djur som en del av NextGenProteins-projektet.

Mikroalger, till exempel, är vanligtvis dyrt att tillverka. Men teamet arbetar med ett isländskt företag som har slagit sig ihop med ett geotermiskt kraftverk för att minska kostnaderna genom att använda sin hållbart producerade el, överskott av varmt och kallt vatten och koldioxidutsläpp – den enda maten algerna behöver för att växa. "Det är en mycket unik och hållbar process, sa Smárason.

Även företag som producerar mat är involverade i projektet. De har tagit fram idéer för nya alternativa proteinprodukter, från köttimitationer till energidrycker och barer, som de hoppas få ut på marknaden. Smárason och hans kollegor kommer att interagera med konsumenter för att mäta deras vilja att införliva nya proteinprodukter i sin kost.

"Vi sätter upp konsumentfokusgrupper i olika länder där vi kommer att samla in denna information, " sa Smárason. Han säger att det också är viktigt att kommunicera till konsumenterna varför de bör överväga dessa alternativa proteiner samt att fråga dem i vilken form de skulle konsumera det.

Sedan starten för sex månader sedan, projektet har samlat information om de tre proteinerna, inklusive deras näringsinnehåll, struktur och löslighet. Även om de alla har liknande proteininnehåll, utgör mellan 50 till 65 % av deras torra massa, de skiljer sig åt vad gäller fetthalt. Insekter, till exempel, innehåller mycket fett medan encellsprotein är nästan fettfritt. Deras egenskaper kommer att vara användbara för utveckling av specifika livsmedelsprodukter eller djurfoder som behöver uppfylla olika näringsbehov.

Under de kommande månaderna, medlemmar av teamet kommer att börja genomföra tester på djur för att se hur deras tillväxt och hälsa påverkas när olika mängder av vart och ett av de tre proteinerna införlivas separat i deras foder. De första småskaliga testerna kommer att involvera lax och havsabborre. De kommer att behöva räkna ut vad den maximala inkluderingen av de olika proteinerna i foder är så att de kan skala upp försöket, säger Smárason.

Istället för att ätas hel, insekter kan malas upp och användas som ingredienser i bakverk som detta crickettunnbröd. Bildkredit—Nanna Roos

Ersättare

Att bevisa att alternativa proteiner kan vara näringsrika substitut är bara en del av pusslet.

Att producera dem i stor skala måste vara lönsamt och kostnadseffektivt för att de ska kunna användas allmänt. Insekter, till exempel, föds redan upp i små mängder men de är en dyrare proteinkälla jämfört med sojamjöl och fiskmjöl som vanligtvis ingår i djurfoder. "Genom att skala upp, vi kan sänka självkostnadspriset, " sa Dr Teun Veldkamp, senior forskare i djurfoder vid Wageningen Livestock Research i Wageningen, Nederländerna.

För detta ändamål, Dr. Veldkamp och hans kollegor fokuserar på att öka mängden insekter som produceras i Europa genom att förbättra teknologier och utveckla nya tekniker som en del av SUSINCHAIN-projektet.

Torkningstekniker som mikrovågs- ​​eller lågenergielektronstrålesystem som används för att bearbeta frukt och grönsaker, till exempel, kommer att utredas för produktion av insektsbaserat djurfoder. Tester kommer sedan att utföras med fisk, kyckling och smågrisar för att se hur de reagerar på olika typer av bearbetat insektsfoder, som kommer att vara av varierande kvalitet beroende på vilken teknik som används. "Vi kommer att mäta prestandan för dessa djur som letar efter foderintag, för kroppsviktsökning och foderomvandlingsförhållande, " sa Dr. Veldkamp.

Projektet syftar också till att utveckla nytt foder för insekter. De kan odlas på vegetabiliskt avfall som potatisstärkelse och andra biprodukter från potatisförädling. Dock, standardiserat foder kommer att behövas för att producera insekter i stora mängder. "Vi funderar på att göra en standardblandning för att odla insekterna för då får du också en mer jämn kvalitet, " sa Dr. Veldkamp.

Medlemmar av teamet kommer också att utveckla insektsmatprodukter för människor. Istället för produkter där insekter är synliga, som kakor toppade med syrsor, de kommer att skapa insektsmjöl som kan införlivas i basföda som pasta och bakverk.

Sedan projektet startade i oktober förra året, de har kommit med sex nya livsmedelsprodukter som falafel, tunnbröd och köttfärs som nu ska genomgå konsumenttester. "Vi fokuserar på produkter som du kan använda dagligen eftersom vi tror att detta kommer att ha störst effekt för samhället, " sa Dr. Veldkamp.

När projektet avslutas 2023, Dr. Veldkamp hoppas att deras resultat kommer att uppmuntra nya företag att börja föda upp insekter och befintliga företag för att öka produktionen. Målet är att uppnå en tusenfaldig ökning av både produktionsmängder och arbetstillfällen i branschen till 2025, samtidigt som animaliskt protein ersätts med insektsprotein i 20 % av mänsklig mat och 10 % av djurfoder.

"Kunskapen som utvecklats i detta projekt borde göra det intressant för foderföretag att köpa dessa produkter och att göra utbyte mot sojamjöl eller fiskmjöl, " sa Dr. Veldkamp.