Mynd/HKr. Sigurbjörn Einarsson M.Sc., verkefnisstjóri fyrirtækisins, ættaður úr Dölunum og er jafnframt búfræðingur og Halla Jónsdóttir, rannsóknarstjóri fyrirtækisins, með Haemamtococcus pluvialis smáþörunga í ræktun.
Fræðsluhornið 07. maí 2018

Þörungarækt gæti orðið næsta bylting í íslenskum landbúnaði

Hörður Kristjánsson
Áhugi á nýtingu þörunga fer vaxandi í heiminum og eru Íslendingar þar engin undantekning. Eru smáþörungar m.a. taldir næsta bylting í fæðuframleiðslu heimsins. 
 
Þegar eru komin hér á fót fyrirtæki sem hyggjast m.a. nýta sér sérstöðu Íslands varðandi tiltölulega ódýra og um leið umhverfisvæna orkugjafa. Fyrirtækið KeyNatura ehf., sem staðsett er á Suður­hellu 8 í Hafnarfirði, er þar á meðal. Hefur KeyNatura hafið framleiðslu á þörungum í einstökum ræktunarbúnaði sem starfsmenn fyrirtækisins hafa hannað. Búið er að sækja um einkaleyfi á þessum búnaði. Hafa þegar verið smíðuð  nokkur ný „gróðurhús“, eða „PhotoBioReactor“, sem eru sérstaklega ætluð til að rækta smáþörunga. Í þessum nýja ræktunarbúnaði er hægt að framleiða yfir 2.000 kg af mat á 32 fermetrum, sem er sami fermetrafjöldi og þarf til að afla eins kg af nautakjöti samkvæmt tölum frá Bandaríkjunum. 
 
Í lokuðum ræktunarbúnaði
 
Ólíkt hefðbundum landbúnaði þarf ekki ríkan jarðveg eða heppilegt loftslag til að rækta smáþörunga. Þeir eru einfaldlega ræktaðir í lokuðum ræktunarbúnaði.  Ræktun smáþörunga er ný  braut í matvælaframleiðslu. Það felst í framleiðslu smáþörunga, sem er frumframleiðendur próteina, fitu, kolvetna og ýmissa karótenefna. Framleiðslutækni KeyNatura er í vissum skilningi ylrækt þar sem „gróðurhúsið“ er fyllt með vatni. Smáþörungar eru nú þegar komnir á dagskrá sem  aðferð til framleiðslu matvæla eftir að hafa verið þar rannsóknar- og þróunarverkefni í áratugi.
 
Ein leið til að mæta vaxandi fæðuþörf mannkyns
 
„Mannkyni fjölgar hratt. Þetta hefur þau áhrif að sífellt þarf meira af mat og með núverandi aðferðum þarf mikið land til að framleiða þennan mat. 
 
Smáþörungar, örsmáar plöntur, eru oft taldir vera ein af örfáum vannýttu auðlindum jarðar.  Þeir geta veitt okkur sjálfbæra og hagkvæma lausn á fæðuvanda heimsins. Í dag er bara verið að nýta örfáa tugi af smáþörungum á meðan að til eru tugþúsundir af smáþörungum sem má nýta í þessu skyni. Þúsundir af þessum tegundum smáþörunga má nýta til að framleiða dýrmæt fæðuefni og næringarefni sem stuðla að bættri heilsu. Smáþörungar auka lífmassa sinn hratt og eru mikilvirk uppspretta próteina, lípíða og sykra fyrir mat. Þeir eru á botni fæðupýramídans og eru lausir við mengun í sama mæli og vatnið, næringarefnin og ílátin sem þeir eru ræktaðir í. Í samanburði við t.d. ræktun sojabauna þarf aðeins 4% af landi og 23% af því vatni sem þarf til að framleiða sojabaunir. 
 
Eftirsótta efnið astaxanthin
 
Astaxanthin er eitt þeirra efna sem tilteknir þörungar framleiða og telst sérstaklega eftirsóknarvert. Það er einstaklega öflugt og verðmætt andoxunarefni. Það er best þekkt sem efnið sem gefur rækju og laxfiski rauða litinn sem einkennir þær lífverur.
 
Þörungar sem framleiða efnið eru í upphafi grænir, en við erfið lífsskilyrði þá taka þeir til við að framleiða astaxanthin til að auka þol og taka þeir þá hinn einkennandi rauða laxalit. Þetta efni er mikið notað í margvísleg fæðubótarefni, lyf og matvæli. Rannsóknir hafa sýnt að efnið hefur fjölbreytta lífvirkni, s.s. að styrkja hjarta og æðar og að auka þol manna. Hefur fyrirtækið þegar sett hér á markað nokkrar heilsueflandi vörutegundir sem byggja á virkni astaxanthins. 
 
„Þetta efni hjálpar frumum líkamans að verja sig gegn alls konar oxunarálagi. Við teljum að ræktun þörunga sé næsta bylting í framleiðslu matvæla. Við höfðum áhuga á því að taka þátt í þessari byltingu og af hagkvæmnisástæðum hófum við vegferðina á því að rækta þörung sem skapar sem mest verðmæti. Smáþörungurinn Haemamtococcus pluvialis varð því fyrir valinu í því augnamiði að nýta hann til að framleiða astaxanthin. Efnið er til dæmis mikið notað af fólki sem er að fara erlendis í sól, enda getur það komið í veg fyrir sólarexem. Þetta er í raun sólarvörn að innan,  enda verndar það húðina gegn oxunarálagi. Það er viðbót við hefðbundna sólarvörn. Svo eykur það  teygjanleika í húðinni með því að auka vökvann í henni og dregur úr hrukkum,“ segir Halla Jónsdóttir, rannsóknarstjóri fyrirtækisins.  
Forsvarsmenn KeyNatura vísa í fjölmargar rannsóknir sem hafa sýnt að efnið sé virkt gegn bólgum, efli þol, styrki hjarta- og æðakerfi ásamt því að hafa jákvæð áhrif á blóðfitu. 
 
Með sérfræðinga úr lyfjageiranum
 
Sjöfn Sigurgísladóttir er fram­kvæmda­stjóri KeyNatura. Hefur hún lagt áherslu á að fara í þróun nýs búnaðar til þörungaræktunar, búnaðar sem sé betri en þeir ræktunarbúnaðir sem séu á markaði.  Þetta djarfa framtak heppnaðist vel. Fjölmargir vísindamenn koma einnig að þessu verkefni og m.a. hámenntað fólk sem áður starfaði hjá lyfjafyrirtækinu Actavis. Þykja mikil tækifæri liggja í slíkri framleiðslu sökum vaxandi eftirspurnar og takmarkaðrar framleiðslugetu á heimsvísu. Samkvæmt úttekt ESB eru ennþá aðeins framleidd um eða yfir 10 þúsund tonn af grænþörungum á ári mælt í þurrefni. Efnið astaxanthin er aðeins lítið brot af þeirri framleiðslu.
 
Vörur fyrirtækisins
 
AstaLýsi frá KeyNatura er að sögn Höllu einstök blanda af íslensku astaxanthini KeyNatura og síldarlýsi frá Margildi.  AstaLýsi er mjög hollt og bragðgott og inniheldur blöndu af astaxanthini (2 mg), omega-3 og D-vítamíni. Heilsuáhrif lýsis eru vel þekkt og hér er búið að bæta hinu magnaða efni astaxanthini við lýsið. AstaLýsi er núna nýkomið í nýjar og stærri umbúðir.  AstaFuel er hins vegar blanda af hinum vinsælu MCT (medium chain triglycerides) og astaxanthini sem stuðlar að því að vernda líkamann fyrir oxunarálagi. MCT eru mjög vinsælar meðal íþróttafólks og þeim sem eru á ketiogenísku mataræði og nýtast líkamanum hratt og vel sem orka. Með AstaFuel er hægt að fá orku hratt. Nýju umbúðirnar hafa sérstakan stút sem er auðvelt að hella úr.
  
Kjörið tækifæri fyrir íslenska bændur
 
Sigurbjörn Einarsson M.Sc. er framleiðslustjóri fyrirtækisins sem ættaður er úr Dölunum og er jafnframt búfræðingur. Hann telur að möguleikarnir í þeirra tækni liggi ekki síst í að koma henni áfram til íslenskra bænda sem geti þá nýtt sín hús og aðstöðu til að framleiða þörunga. Fullvinnsla á hráefninu, sem er mjög tæknileg, þyrfti þá ekki endilega að vera á hverjum stað, heldur gæti KeyNatura séð um þá hlið mála fyrir bændur.
 
Afkastameiri og hagkvæmari búnaður
 
Tankalausn KeyNatura er hagkvæmari en sambærileg kerfi fyrir sömu framleiðslu, til að mynda ræktun í tjörnum eða rörum. Tankarnir tryggja stöðuga uppskeru lífmassa við hvaða veðurskilyrði sem er, og lágmarkar sveiflur eftir árstíðum. Hvort heldur sem rækta á innan eða utandyra, þá tekur tankakerfi KeyNatura brotabrot af því plássi sem önnur ræktunarkerfi taka, auk þess að nota minna vatn og minni orku.
 
Mun auðveldara að stjórna ræktun
 
„Hefðbundin framleiðslutækni á smáþörungum byggir á því að nota glær rör eða þunna glæra 180 lítra fleka eða hulsur þar sem þörungarnir eru ræktaðir í vatni í lokuðu kerfi. Lýsingin kemur þá að utan og þar sem verið er að nota raflýsingu er orkutapið mjög mikið. Við snúum þessu við og erum með ræktunina í 8.000 lítra vatnstönkum þar sem við setjum ljósgjafann niður í. Það gerir alla stýritækni mun auðveldari, öll ljósorkan nýtist þörungunum og öll vinnsla og þrif verða auðveldari,“ segir Sigurbjörn.  
 
Næsta bylting í matvælaframleiðslunni
 
„Við sjáum að þörungarækt til manneldis verður næsta bylting í matvælaframleiðslunni. Við viljum flýta þeirri þróun hér á landi eins og hægt er,“ segir Halla.  
 
Ekki þarf önnur næringarefni við framleiðsluna en fosfóráburð og köfnunarefni, eða það sama og notað er í íslenskum gróðurhúsum. 
 
Þúsundir afbrigða
 
Til eru þúsundir afbrigða smáþörunga (microalgae) í heiminum sem lifa í sjó og fersku vatni. Stór hluti smáþörunga hafa þann eiginleika að vaxa mjög hratt, um 10 til 15 sinnum hraðar en hraðvöxnustu landplöntur. Þá eru þörungar undirstaða lífs okkar með því að framleiða um 70–80% af súrefni jarðar.
 
Smáþörungar eru mikilvirkir í að framleiða prótein og lífræna olíu sem er rík af Omega 3 fitusýrum. Hafa menn að þeim sökum m.a litið hýru auga til þörunga til að framleiða þessar hollu olíur til manneldis.  Enn fremur hafa fjölmörg fyrirtæki verið stofnuð víða um veröld til að nýta smáþörunga til að framleiða olíu í lífeldsneyti, bæði fyrir bíla og farþegaþotur. Mörg þeirra eru í Bandaríkjunum og í Evrópu og hefur Evrópusambandið styrkt slík verkefni og að þeim koma fjölmargir háskólar og vísindastofnanir. 
 
Kosturinn við að nota smáþörunga við framleiðslu á lífeldsneyti er einkum sú staðreynd að ekki þarf að taka undir það mikið og dýrmætt ræktarland í landbúnaði, né ganga á korn eða ræktun annarra nytjajurta til manneldis. Þá er kolefnisspor smáþörungaframleiðslunnar til framleiðslu á Omega 3 sagt mun lægra en við framleiðslu á lýsi úr fiski. 
 
Ný framleiðslutækni KeyNatura í einkaleyfisferli
 
Forsvarsmenn KeyNatura telja sig hafa fundið lausn sem auðveldar mjög framleiðslu smáþörunga í lokuðum tönkum. Eru þessir tankar nú í einkaleyfisferli en í þeim má framleiða allt að 900 tonn á hektara á ári og þar af 9 til 10 tonn af hreinu astaxanthini. Auðvelt er að stýra framleiðsluferlinu auk þess sem kerfin eru auðveld í þrifum og spara mikla orku. Hafa Nýsköpunarmiðstöð Íslands og Tækniþróunarsjóður m.a. komið að þessu verkefni. 
 
Samkeppnisaðilar í astaxanthin- framleiðslu
 
Kínverjar hafa verið öflugir í framleiðslu á astaxanthini og þeirra helsta fyrirtæki, BGG, hefur verið að ná um 2 tonnum af astaxanthini (AstaZine) á ári með framleiðslu á þörungum í rörum á 25 hektara svæði í Suður-Kína. Þar er einungis notast við sólarljósið, sem takmarkar mjög framleiðslugetuna auk þess sem breytilegur umhverfishiti hefur áhrif á framleiðsluna. 
 
Helstu aðferðir sem hingað til hafa verið notaðar við framleiðslu á smáþörungum eru í gleri eða glærum plaströrum, plasthulsum eða í opnum tjörnum. 
 
Framleiðslu í opnum tjörnum er mjög hætt við mengun  sem bæði skerðir framleiðsluna og rýrir gæði hennar. Það vandamál er ekki til staðar þegar framleitt er í lokuðu kerfi eins og því sem KeyNatura hefur hannað. Auk þess sem sú tækni býður upp á mun meiri afköst á flatareiningu en hægt er að ná með framleiðslu í rörum (tubular reactors), plasthulsum eða tjörnum.