¶¶Òõ¶ÌÊÓƵ

Abstract

De groeiende vraag naar duurzame en voedzame voedingsbronnen vereist innovatieve oplossingen die voedselproductie loskoppelen van intensief land-, water- en energiegebruik. Microbiële voedingsmiddelen vormen een veelbelovend alternatief voor conventionele landbouw, aangezien zij hoogwaardige eiwitten kunnen leveren en tegelijkertijd de productie van waardevolle bioactieve componenten mogelijk maken. Tot deze componenten behoren antioxidanten zoals carotenoïden, co-enzym Q10 (CoQ10) en compatibele opgeloste stoffen (osmolyten), die een belangrijke rol spelen bij het bevorderen van de menselijke gezondheid en het beperken van oxidatieve stress-gerelateerde aandoeningen. Tot op heden lag de focus van microbiële voedselplatformen echter voornamelijk op eiwitproductie, terwijl verrijking met antioxidanten grotendeels onontgonnen blijft. HAURORA heeft als doel halo-alkalifiele paarse fototrofe bacteriën (HA-PPB) te ontwikkelen tot een nieuw en schaalbaar platform voor de duurzame productie van antioxidant-rijke microbiële voedingsmiddelen. Deze extremofiele micro-organismen combineren een uitzonderlijk hoge eiwitproductiviteit met het vermogen om een breed spectrum aan antioxidanten te synthetiseren, terwijl zij kunnen groeien onder sterk zoute en alkalische omstandigheden. Hierdoor worden niet-steriele processen mogelijk, neemt de behoefte aan zoet water af en wordt het risico op contaminatie aanzienlijk beperkt. Het project is opgebouwd rond drie nauw met elkaar verbonden werkpakketten. WP1 – Isolatie en karakterisering van nieuwe HA-PPB-stammen. Dit werkpakket richt zich op de isolatie, zuivering en fysiologische karakterisering van nieuwe axenische HA-PPB-stammen afkomstig uit extreme zout-alkalische milieus. Door systematisch de effecten van saliniteit, pH en lichtintensiteit te onderzoeken, zullen stammen worden geïdentificeerd met een verhoogd vermogen tot productie van antioxidanten. Daarnaast zullen de metabole routes voor de biosynthese van carotenoïden, CoQ10, ectoïne en hydroxyectoïne worden opgehelderd. WP1 zal resulteren in een unieke collectie van veelbelovende stammen en fundamentele kennis genereren over antioxidantmetabolisme in extremofiele PPB. WP2 – Ontwikkeling van een tweefasige teeltstrategie voor antioxidantverrijking. Op basis van de geselecteerde stammen zal een innovatieve tweestapskweek worden ontwikkeld die biomassa-opbouw scheidt van antioxidantinductie. In de eerste fase wordt maximale biomassa geproduceerd onder geoptimaliseerde lichtomstandigheden. In de tweede fase worden foto- en osmotische stressprikkels toegepast om de biosynthese van antioxidanten te stimuleren. Geavanceerde fotobioreactorstrategieën en mechanistische modellering zullen worden ingezet om lichtverdeling, metabole responsen en productiviteit van zowel eiwitten als antioxidanten te optimaliseren. WP3 – Voedselwaardige downstreamverwerking en kwaliteitsbeoordeling. Het derde werkpakket richt zich op een van de belangrijkste knelpunten in microbiële voedselproductie: downstream processing. Pulsed Electric Fields (PEF) en High-Pressure Homogenization (HPH) zullen systematisch worden vergeleken en geoptimaliseerd voor de efficiënte extractie van eiwitten en antioxidanten, met behoud van voedingswaarde en minimale energie-input. De verkregen producten zullen worden geëvalueerd op extractierendement, behoud van antioxidanten, verteerbaarheid en algemene voedselkwaliteit. Door de integratie van stamontwikkeling, procesoptimalisatie en duurzame downstreamverwerking zal HAURORA een nieuwe generatie antioxidant-verrijkte microbiële voedingsmiddelen opleveren. Daarmee draagt het project bij aan de doelstellingen van de Europese Green Deal, de Farm-to-Fork-strategie en de transitie naar een circulair, veerkrachtig en gezondheidsbevorderend voedselsysteem.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vlaeminck Siegfried
• Mandaathouder: Tizzani Rosaria

Onderzoeksgroep(en)

• Biogebaseerde duurzaamheidsengineering (SUSTAIN)

Financiering

• BOF

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject