Taste-Sea: sea vegetables with enhanced flavor for future sustainable foods

QC 20260916

Abstract

Tång utgör en lovande hållbar livsmedelsresurs genom att erbjuda en näringsrik biomassa som kan odlas utan behov av åkermark, sötvatten eller gödningsmedel. Detta gör tång till ett attraktivt bidrag till klimatanpassade livsmedelssystem i mötet med befolkningstillväxt och miljömässiga utmaningar. I nordiska regioner har brunalger som Saccharina latissima stor potential för ökad odling tack vare sin tillgänglighet och sitt rika innehåll av mineraler, proteiner och kolhydrater. Deras bredare användning begränsas dock av utmaningar såsom hög vattenhalt, snabb försämring efter skörd, oönskade smakprofiler samt ansamling av ämnen som jod, vilket kan begränsa säkra konsumtionsnivåer.

Vanliga konserveringsmetoder, såsom torkning, är ofta energikrävande eller kan påverka produktkvaliteten negativt, samtidigt som variationen av kommersiellt tillgängliga tångprodukter fortfarande är begränsad. Fermentering är en välkänd och låg-teknologisk process som länge använts för växtbaserade livsmedel på land, men som fortfarande är relativt outnyttjad för tång. Genom att använda livsmedelssäkra mikroorganismer kan fermentering stabilisera biomassa via försurning, förbättra sensoriska egenskaper genom förändringar i smak och arom, öka näringsämnens tillgänglighet samt potentiellt reducera antinutritionella faktorer, allt med relativt låg resursanvändning. Trots denna potential finns det fortfarande betydande kunskapsluckor, särskilt vad gäller stamval och de näringsmässiga effekterna av fermentering av tångbaserade ingredienser.

Denna avhandling adresserar dessa utmaningar genom ett tvärvetenskapligt angreppssätt, från mikrobiell selektion till process- och tillämpningsstudier. Med utgångspunkt i en omfattande stamkollektion vid DTU (NFICC) har utvalda mjölksyrabakterier (LAB) och Bacillus subtilis använts i mono- och ko-kulturer för att utveckla fermenterade tångingredienser. Arbetet omfattar fyra huvudstudier i form av manuskript och kompletteras av två sidoprojekt som undersöker praktisk tillämpning inom livsmedelsinnovation. Detta inkluderar utveckling av screeningsmetoder, analys av fermenteringsdynamik och tillhörande biokemiska förändringar (såsom kolhydrater, aminosyror och flyktiga föreningar), studier av mineralers biotillgänglighet (inklusive jod), utvärdering av hållbarhetsaspekter samt undersökning av sensoriska egenskaper och användning i verkliga livsmedelsapplikationer.

Resultaten visar att växtassocierade mjölksyrabakterier, särskilt Lactiplantibacillus plantarum och Lacticaseibacillus paracasei, presterar bättre än naturligt förekommande tångisolat i höggenomströmningsanalyser anpassade till extrakt av S. latissima. Ko-kulturfermenteringar med LAB och Bacillus subtilis ledde till snabbare försurning, ökad frisättning av fria aminosyror, -vilket indikerar synergistiska effekter - samt förändringar i de flyktiga aromprofilerna jämfört med enskilda stammar. In vitro-digeringsstudier visade att fermentering hade en begränsad effekt på mineralers biotillgänglighet, och att fermenteringstiden inte signifikant påverkade frisättningen av mineraler i den lösliga (biotillgängliga) fraktionen. I linje med tidigare studier påverkade fermentering dock fördelningen av vissa oönskade ämnen, såsom jod och arsenik, på processnivå, utan signifikanta skillnader mellan stammar eller fermenteringstid.

Tillämpningsorienterade studier, inklusive sensorisk profilering och expertbaserad idéutveckling, visar att fermenterad tång har potential som en smakrik umami-ingrediens i både marina och växtbaserade livsmedel. Efterbehandling, såsom rökning, förbättrade ytterligare den sensoriska acceptansen vid måttliga inblandningsnivåer. Kompletterande hållbarhetsanalyser baserade på en explorativ Life Cycle Assessment belyser avvägningar mellan miljöpåverkan och produktkvalitet samt behovet av mer omfattande dataunderlag och processoptimering.

Sammanfattningsvis bidrar denna avhandling med viktiga byggstenar för att utveckla fermentering som en strategi för att möjliggöra användning av tång som en mångsidig livsmedelsingrediens. Arbetet visar hur fermentering kan bidra till stabilisering av biomassa, utveckling av smak och påverkan på näringsmässiga egenskaper, samtidigt som avvägningar och nuvarande begränsningar tydliggörs. Framtida forskning bör fokusera på uppskalning av fermenteringsprocesser, optimering av mikrobiella konsortier, utforskning av alternativa fermenteringssystem såsom fastfasfermentering samt vidare studier av näringsaspekter och konsumentacceptans för att möjliggöra industriell implementering.

Link to DiVA