Örþörungar eru ein elsta tegund jarðar, tegund örsmárra þörunga sem geta vaxið bæði í ferskvatni og sjó með ótrúlegum hraða. Þeir geta nýtt ljós og koltvísýring á skilvirkan hátt til ljóstillífunar eða notað einfaldar lífrænar kolefnisgjafar til óeðlilegs vaxtar og myndað ýmis næringarefni eins og prótein, sykur og olíur í gegnum frumuefnaskipti.

Þess vegna eru örþörungar taldir kjörnir grunnfrumur til að ná fram grænni og sjálfbærri líffræðilegri framleiðslu og hafa verið mikið notaðir á ýmsum sviðum eins og matvælum, heilsuvörum, lyfjum, snyrtivörum, lífeldsneyti og lífplasti.

Nýlega tilkynnti innlent fyrirtæki í tilbúnum líffræði örþörunga, Protoga Biotech, að nýstárlegt örþörungaprótein þeirra hefði staðist tilraunaprófun, með hámarksframleiðslugetu upp á 600 kíló af próteini á dag. Fyrsta varan sem byggir á nýstárlegu örþörungapróteini, örþörungaplöntumjólk, hefur einnig staðist tilraunaprófun og er gert ráð fyrir að hún verði sett á markað og seld fyrir lok þessa árs.

Shenghui nýtti sér þetta tækifæri og ræddi við Dr. Li Yanqun, yfirverkfræðing í þróun forrita hjá protoga Biotechnology. Hann kynnti fyrir Shenghui nánar vel heppnaða tilraun með örþörungaprótein og þróunarhorfur á sviði plöntupróteina. Li Yanqun hefur yfir 40 ára vísindalega og tæknilega reynslu á sviði stórra matvælaiðnaðar, aðallega í rannsóknum og þróun forrita í örþörungalíftækni og matvælalíftækni. Hann útskrifaðist með doktorsgráðu í gerjunarverkfræði frá Jiangnan-háskóla. Áður en hann hóf störf hjá protoga líffræði starfaði hann sem prófessor við matvælafræði- og tæknideild Guangdong Ocean-háskóla.

„Eins og nafn fyrirtækisins gefur til kynna þarf Protoga Biotechnology bæði að skapa nýjungar frá grunni og hafa getu til að vaxa frá grunni. Protoga stendur fyrir kjarna anda fyrirtækisins, sem er skuldbinding okkar við nýsköpun frá upphafi og þróun á nýstárlegri tækni og vörum. Menntun er til að rækta og vaxa, og tækni og hugmyndir nýsköpunar frá upphafi þurfa að þróast í nýja atvinnugrein, nýja neysluhætti og jafnvel nýtt efnahagslegt snið. Við höfum opnað nýja leið til að framleiða verðmætar vörur með því að nota örþörunga, sem er mikilvægt viðbót við framleiðslu og framboð matvælaauðlinda, í samræmi við núverandi hugmyndafræði um stóra matvæli, en jafnframt að bæta umhverfismál,“ sagði Li Yanqun við Shenghui.

Tæknin á rætur sínar að rekja til Tsinghua-háskólans og leggur áherslu á að efla örþörungaprótein í plöntum.
protoga Biotechnology er líftæknifyrirtæki stofnað árið 2021 og sérhæfir sig í þróun og vinnslu örþörungatækni. Tækni þess er fengin úr næstum 30 ára rannsóknum sem hafa safnast upp í örþörungarannsóknarstofu Tsinghua-háskólans. Opinberar upplýsingar sýna að frá stofnun hefur fyrirtækið aflað yfir 100 milljóna júana í fjármögnun og stækkað umfang sitt.

Sem stendur hefur það komið á fót tæknirannsóknar- og þróunarstofu fyrir tilbúna líffræði í Shenzhen, tilraunamiðstöð í Zhuhai, framleiðsluverksmiðju í Qingdao og alþjóðlegri markaðsmiðstöð í Peking, sem nær yfir vöruþróun, tilraunaprófanir, framleiðslu og markaðssetningu.

Rannsóknarstofan í tæknirannsóknum og þróun í tilbúinni líffræði í Shenzhen einbeitir sér aðallega að grunnrannsóknum og hefur heildstæða tæknikeðju frá grunnfrumuverkfræði, smíði efnaskiptaferla og skimun á stofnum til vöruþróunar. Hún er með 3000 fermetra tilraunasvæði í Zhuhai og hefur verið sett í tilraunaframleiðslu. Helsta ábyrgð hennar er að auka gerjun og ræktun þörunga- eða bakteríustofna sem þróaðir eru af rannsóknar- og þróunarstofninum í tilraunaskyni og vinna frekar úr lífmassa sem framleiddur er með gerjun í vörur. Verksmiðjan í Qingdao er iðnaðarframleiðslulína sem ber ábyrgð á stórfelldri framleiðslu á vörum.

Með þessum tæknilegu kerfum og framleiðsluaðstöðu notum við iðnaðaraðferðir til að rækta örþörunga og framleiða ýmis hráefni og lausavörur úr örþörungum, þar á meðal örþörungaprótein, levastaxantín, örþörungaexósóm, DHA þörungaolíu og naktar þörungafjölsykrur. Meðal þeirra hafa DHA þörungaolía og naktar þörungafjölsykrur verið settar á markað, en örþörungaprótein er nýstárleg vara okkar við uppsprettuna og lykilverkefni til að efla og stækka framleiðslu. Reyndar má einnig sjá kjarnastöðu örþörungapróteina í enska heitinu metazoa, sem má skilja sem skammstöfun fyrir „prótein örþörunga“.

Örþörungaprótein hefur staðist tilraunaprófun með góðum árangri og búist er við að örþörungaprótein úr plöntum verði sett á markað fyrir árslok.
„Prótein er mikilvægt næringarefni sem má skipta í dýraprótein og plöntuprótein. Hins vegar eru enn vandamál með ófullnægjandi og ójafnvægi í próteinframboði um allan heim. Ástæðan fyrir þessu er sú að próteinframleiðsla byggir aðallega á dýrum, með litla umbreytingarnýtni og miklum kostnaði. Með breytingum á matarvenjum og neysluhugtökum er mikilvægi plöntupróteins að verða sífellt áberandi. Við teljum að plöntuprótein, eins og nýstárlegt örþörungaprótein sem við höfum þróað, hafi mikla möguleika til að bæta próteinframboð,“ sagði Li Yanqun.

Hann kynnti enn fremur að örþörungaprótein fyrirtækisins hefði marga kosti í samanburði við önnur prótein hvað varðar framleiðsluhagkvæmni, einsleitni, stöðugleika, umhverfisvernd og næringargildi. Í fyrsta lagi er örþörungapróteinið okkar í raun líkara „gerjunarpróteini“, sem er plöntuprótein framleitt með gerjunartækni. Aftur á móti er framleiðsluferlið á þessu gerjaða próteini hraðara og gerjunarferlið getur farið fram allt árið án þess að árstíðin hafi áhrif á það. Hvað varðar stjórnanleika og samræmi er gerjunarferlið framkvæmt í stýrðu umhverfi, sem getur tryggt gæði og samræmi vörunnar. Á sama tíma er fyrirsjáanleiki og stjórnanleiki gerjunarferlisins meiri, sem getur dregið úr áhrifum veðurs og annarra utanaðkomandi þátta. Hvað varðar öryggi getur framleiðsluferlið á þessu gerjaða próteini betur stjórnað mengunarefnum og sýklum, bætt matvælaöryggi og einnig lengt geymsluþol vörunnar með gerjunartækni. Gerjaða plöntupróteinið okkar hefur einnig umhverfislegan ávinning. Gerjunarferlið getur dregið úr notkun náttúruauðlinda eins og lands og vatns, dregið úr notkun áburðar og skordýraeiturs í landbúnaðarframleiðslu og einnig dregið úr kolefnisspori og losun gróðurhúsalofttegunda.

„Að auki er næringargildi örþörungapróteins einnig mjög ríkt. Amínósýrusamsetning þess er sanngjarnari og í samræmi við amínósýrusamsetningu sem Alþjóðaheilbrigðismálastofnunin mælir með en í helstu nytjajurtum eins og hrísgrjónum, hveiti, maís og sojabaunum. Að auki inniheldur örþörungaprótein aðeins lítið magn af olíu, aðallega ómettaðri olíu, og inniheldur ekki kólesteról, sem er gagnlegra fyrir næringarjafnvægi líkamans. Á hinn bóginn inniheldur örþörungaprótein einnig önnur næringarefni, þar á meðal karótínóíð, vítamín, lífræn steinefni og svo framvegis,“ sagði Li Yanqun af öryggi.

Shenghui komst að því að þróunarstefna fyrirtækisins fyrir örþörungaprótein skiptist í tvo þætti. Annars vegar þróun nýstárlegra hráefna fyrir örþörungaprótein til að útvega hráefni fyrir fyrirtæki eins og matvæli, snyrtivörur eða líffræðileg efni; hins vegar hefur verið sett á markað röð af skyldum vörum sem byggja á nýstárlegu örþörungapróteini, sem myndar grunn af örþörungapróteinafurðum. Fyrsta vöran er örþörungamjólk úr plöntum.

Það er vert að geta þess að örþörungaprótein fyrirtækisins hefur nýlega farið í gegnum tilraunaframleiðslufasa, með tilraunaframleiðslugetu upp á um 600 kg/dag af örþörungapróteindufti. Gert er ráð fyrir að það verði sett á markað á þessu ári. Þar að auki hefur örþörungaprótein einnig farið í gegnum viðeigandi hugverkaréttindaumhverfi og sótt um fjölda einkaleyfa á uppfinningum. Li Yanqun sagði opinskátt að próteinþróun væri langtímastefna fyrirtækisins og örþörungaprótein væri mikilvægur hlekkur í að ná þessari stefnu. Vel heppnuð tilraunaprófun á örþörungapróteini að þessu sinni er mikilvægur áfangi í að ná langtímastefnu okkar. Innleiðing nýstárlegra vara mun stuðla að heilbrigðri þróun fyrirtækisins og færa meiri lífsþrót í áframhaldandi starfsemi þess. Fyrir samfélagið er þetta innleiðing hugmyndarinnar um stóru matvælahugtakið, sem auðgar enn frekar auðlindir matvælamarkaðarins.

Jurtamjólk er stór flokkur jurtafæðis á markaðnum, þar á meðal sojamjólk, valhnetumjólk, hnetumjólk, haframjólk, kókosmjólk og möndlumjólk. Jörðmjólkin frá Protoga Biology, sem er unnin úr örþörungum, verður nýr flokkur jurtmjólkur, sem búist er við að verði sett á markað og seld fyrir lok þessa árs, og verður fyrsta sannarlega markaðssetta jurtmjólkin í heiminum sem er unnin úr örþörungum.

Sojamjólk hefur tiltölulega hátt próteininnihald en baunalykt og næringarskaða sem geta haft áhrif á virka nýtingu þeirra í líkamanum. Hafrar eru kornafurð með lægra próteininnihald og neysla á sama magni af próteini leiðir til fleiri kolvetna. Jurtamjólk eins og möndlumjólk, kókosmjólk og hnetumjólk hefur hærra olíuinnihald og getur neytt meiri olíu þegar hún er neytt. Í samanburði við þessar vörur hefur örþörungamjólk lægra olíu- og sterkjuinnihald og hærra próteininnihald. Örþörungamjólk frá frumstæðum lífverum er framleidd úr örþörungum, sem innihalda lútín, karótínóíð og vítamín og hefur ríkara næringargildi. Annar eiginleiki er að þessi jurtamjólk er framleidd með þörungafrumum og heldur í sér öll næringarefni, þar á meðal ríkar fæðutrefjar; Hvað varðar bragð hefur jurtamjólk oft bragð sem kemur frá plöntunum sjálfum. Valdar örþörungar okkar hafa daufan örþörungailm og eru stilltar til að gefa mismunandi bragð með sérhæfðri tækni. Ég tel að örþörungamjólk, sem ný tegund vöru, muni óhjákvæmilega knýja áfram og leiða þróun iðnaðarins og þar með stuðla að þróun alls markaðarins fyrir plöntumjólk, útskýrði Li Yanqun.

„Markaðurinn fyrir plöntuprótein stendur frammi fyrir góðum tækifærum til þróunar“
Prótein úr jurtum er tegund próteins sem mannslíkaminn meltir og frásogar auðveldlega. Það er ein mikilvægasta uppspretta próteina í fæðu manna og, líkt og dýraprótein, getur það stutt ýmsa lífsstarfsemi eins og vöxt og orkuframleiðslu. Fyrir grænmetisætur, fólk með ofnæmi fyrir dýrapróteini, sem og ákveðnar trúarbrögð og umhverfissinna er það hollara og jafnvel nauðsynlegt.

„Frá sjónarhóli eftirspurnar neytenda, þróunar í hollri fæðu og matvælaöryggis er eftirspurn fólks eftir sjálfbærum matvælum og kjötpróteinstaðgöngum að aukast. Ég tel að hlutfall plöntupróteina í mataræði fólks muni halda áfram að aukast og samsvarandi uppbygging og framboð á matvælahráefnum muni einnig taka verulegum breytingum. Í stuttu máli mun eftirspurn eftir plöntupróteini halda áfram að aukast í framtíðinni og markaðurinn fyrir plöntuprótein býður upp á gott tækifæri til þróunar,“ sagði Li Yanqun.

Samkvæmt skýrslu The Business Research Company um alþjóðlegan markað fyrir plöntuprótein frá árinu 2024 hefur markaðsstærð plöntupróteina vaxið gríðarlega á undanförnum árum. Markaðsstærðin árið 2024 mun vaxa í 52,08 milljarða Bandaríkjadala og búist er við að markaðurinn á þessu sviði muni aukast í 107,28 milljarða Bandaríkjadala árið 2028, með samsettum árlegum vexti upp á um það bil 19,8%.

Li Yanqun benti enn fremur á: „Reyndar á plöntupróteiniðnaðurinn sér langa sögu og er ekki vaxandi iðnaður. Á síðasta áratug, þar sem allur plöntupróteinmarkaðurinn hefur orðið kerfisbundnari og viðhorf fólks hafa breyst, hefur hann enn og aftur vakið athygli. Gert er ráð fyrir að vöxtur heimsmarkaðarins muni nálgast 20% á næstu 10 árum.“

Hann nefndi þó einnig að þótt plöntupróteiniðnaðurinn sé nú á hraðri þróun, þá séu enn mörg vandamál sem þarf að leysa og bæta í þróunarferlinu. Í fyrsta lagi er það neysluvenjur. Fyrir sum óhefðbundin plöntuprótein þurfa neytendur smám saman að kynna sér viðurkenningarferlið; svo er það bragðið af plöntupróteinum. Plöntuprótein hafa sjálf einstakt bragð, sem krefst einnig viðurkenningar- og viðurkenningarferlis. Á sama tíma er viðeigandi meðferð með tæknilegum aðferðum einnig nauðsynleg á upphafsstigi; að auki eru vandamál með reglugerðarstaðla, og eins og er gætu sum plöntuprótein verið viðriðin vandamál eins og skortur á viðeigandi reglugerðum til að fylgja.