Solid-state fermentation av sojaokara med Aspergillus oryzae: effekter på proteinhalt

Sammanfattning

Sojaokara är en restprodukt som kommer från produktion av sojabaserade livsmedel så som tofu och sojamjölk. Substratet innehåller betydande näringsämnen och är rikt på kostfiber och protein. Sojaokara har en begränsad hållbarhet och medför utmaningar för fortsatt användning i industrin. Med fokus på cirkulär livsmedelsproduktion av näringsrik restström är sojaokara ett attraktivt fokusområde för forskning. En möjlig metod att förlänga hållbarheten och utöka användingsområdet för substratet via solid state fermentation (SSF). Filamentösa svampar används för att berika substratet med fermentering genom nedbrytning av substratet och tillväxt i biomassa, vilket potentiellt kan omvandla näringsämnena. I detta arbete används Aspergillus oryzae för att fermentera sojaokara i syfte att öka proteinhalten samt identifiera och optimera processparameterar för tillväxt och ökad proteinhalt. Projektet utförs i kolaboration med ett företag som specialiserar sig på fermentering i bioreaktorer, samarbete är baserade på befintliga principer och diskuteras och behandlas med handledare och processtekniker på företaget. Arbetet görs iterativt efter den kapacitet som finns tillgänglig inom de faciliter som företaget besitter, initialt undersöks kompatiblitet mellan substrat och befintlig bioreaktors processbehandling. Vidare studeras parametrar som behandlar substrat matrix, vattenhalt, syresättning av substrat, kolkälla samt fermenteringsförlopp. Analysmetod för proteinhalt som använts genomgående är Dumas-metoden samt visuell observationer av biomassan. Resultaten visade att den proccess som använts i befintlig bioreaktor ej kunde appliceras på substratet i studien, den höga vattenhalten och kompakta strukturen bedömdes ge ogynsamma förhållanden för tillväxt. Modifiering av matrix struktur och stabilitet samt pastöriseringsmetod för kontroll av vattenhalt resulterade i en förbättring av tillväxtförhållanden visuellt observerade vid skördetillfälle av fermenterat substrat. Efter diskussion med representant från företaget observerades en förtidig sporulering, detta resulterade i att vetemjöl adderades som lättillgäng kolkälla i olika mängder och behandlingsprocesser. Resultaten visade en tydlig ökning i biomassa vid ökande tillsats av kolkälla, där 10-15% tillsatt vetemjöl mot blöt vikt av okara visade bästa resultat. Slutligen observerades fermenteringsförloppet, där skörd utfördes med intervallerna två till fem dygn. Förloppet för samtliga försök följde en liknande trend vilket resulterade i bästa skördetillfälle visade sig vara efter fyra dygns fermentering, oberoende av mängd tillsatt kol eller behandlingsprocess av vetemjölet. Studien visar att sojaokara har god potential som substrat för SSF med A. oryzae. Resultaten visar att processparametrar såsom substratets struktur, vattenhalt, tillgång till kolkälla och fermenteringstid har en central roll för att uppnå gynnsamma tillväxtförhållanden, ökad biomasstillväxt och förändring i proteinhalt. Arbetet indikerar även att optimering av processer är en avgörande faktor för att möjliggöra effektiv fermentering av sojaokara och för vidare utveckling av substratet som näringsrik restström.