RTU zinātnieki izstrādā tehnoloģiju zivju eļļas ieguvei no ražošanas atkritumiem

Cilvēku skaits pasaulē arvien pieaug, līdz ar viņiem – arī pieprasījums pēc pārtikas produktiem. Tikmēr resursu apjoms ir ierobežots, Pasaules Dabas fonds pat ziņo, ka ap 85% pasaules zivju krājumu ir vai nu izlietoti, vai pārzvejoti, un savvaļā pieejamo zivju resursi samazinās. Līdz ar to tikai pašsaprotama ir akvakultūras attīstība. Eiropas Komisija norāda, ka zivju, čaulgliemju un ūdensaugu audzēšana ir viens no visstraujāk augošajiem pārtikas ieguves veidiem, kas jau šobrīd planētas iedzīvotājiem sagādā apmēram pusi no uzturā lietotajiem zivju produktiem. Pēdējo piecpadsmit gadu laikā akvakultūras produkcijas apjoms ik gadu pieaudzis par vairāk nekā 7%, papildina Krišs Spalviņš, RTU Enerģētikas un elektrotehnikas fakultātes Vides aizsardzības un siltuma sistēmu institūta (VASSI) pētnieks, doktorantūras students.

Vienlaikus viņš norāda uz absurdu – lai audzētu zivis nebrīvē, tiek zvejotas savvaļas zivis. Proti, nebrīvē augošu zivju barībai nepieciešamo zivju eļļu un miltus izgatavo no savvaļā nozvejotām mazvērtīgām zivīm. Un, piemēram, pircēju tik iecienītajām treknajām lašveidīgajām zivīm vajag daudz eļļas ātrākai augšanai.

Ar ko aizstāt?

Izvēršoties akvakultūras industrijai, aug arī pieprasījums pēc zivju miltiem un eļļas, padarot šos salīdzinoši vienkāršos produktus dārgus. Tieši zivju miltu augstā cena bija pamudinājums pētniecībai. «Pirms trim gadiem profesore Dagnija Blumberga aicināja atrast risinājumus zivju un zivju atlikumu izmantošanai pēc iespējas augstākas pievienotās vērtības produktu izstrādē. Secināju, ka ir daudz inovatīvu produktu, ko var iegūt no zivīm – kolagēni, dažāda veida barības utt. Mani pārsteidza, ka tehnoloģiski ļoti vienkāršā procesā iegūto zivju miltu tirgus cena ir lielāka nekā inovatīviem risinājumiem, lai gan nekādas lielas inovācijas tur nav – izžāvē zivis un saberž pulveri. Padziļināta izpēte ļāva secināt, ka jau 20 gadus pasaulē zivju nozvejas maksimums ir sasniegts. Mainījās problēmas uzstādījums – nevis ko iesākt ar zivīm, bet kā palīdzēt akvakultūras industrijai turpināt audzēt zivis vēl lielākos apjomos, neizmantojot nozvejas zivis,» viņš atminas.

Meklējot alternatīvas, zivju barības ražotāji šobrīd plaši izmanto proteīnus un eļļas, kas iegūti no lauksaimniecības augiem, piemēram, sojas, rapša. Problēma tikai tā, ka augu valsts produkti ir bagāti ar omega-6 piesātinātajām taukskābēm, nevis omega-3 taukskābēm, kas ir raksturīgas zivīm un ir viens no iemesliem, kāpēc cilvēkiem tiek rekomendēts tās lietot uzturā. Zivis vērtīgās omega-3 taukskābes akumulē, apēdot mazākas zivis, kas barojušās no eļļu sintezējošiem planktoniem. Barībā izmantojot lauksaimniecības produktu eļļu, zivīm ir mazāka uzturvērtība, skaidro RTU pētnieks. Savukārt augu izcelsmes proteīnu izmantošana barībā var negatīvi ietekmēt zivju imunitāti, tāpēc saslimšanu mazināšanai akvakultūrā tiek izmantotas antibiotikas. «Ja kapacitāte ļautu audzētavās barot zivis ar produktiem no dabiskās nozvejas zivīm, to veselība būtu krietni labāka, arī uzturvērtība būtu labāka. Būtu gan citas problēmas –jūras un okeāni ir piesārņoti, savvaļas zivīs ir smagie metāli, tos caur pārtiku akumulētu arī akvakultūras zivis,» atzīst K. Spalviņš.

Kas garšo mikroorganismiem?

Labākais risinājums ir proteīnu un zivju eļļas sintēzei izmantot mikroorganismus, secina zinātnieki. Zviedrijas zinātnieki pētījuši mikroorganismu izmantošanu proteīna ieguvei – mikroorganismi baroti ar papīru ražotnes notekūdeņiem, šūnās tie akumulējuši lielu daudzumu proteīnu, kas pēcāk izmantots zivju barības sagatavošanā. «Tas likās ļoti interesanti – izmantot atkritumproduktus, lai audzētu mikroorganismus zivju barībai,» neslēpj VASSI pētnieks. Tā kā proteīnu ieguve jau ir zinātniski aprakstīta, RTU zinātnieki pievērsušies zivju eļļas analoga – vienšūņu eļļas iegūšanai no ražošanas blakusproduktiem un atkritumproduktiem. Zinātnieku mērķis ir iegūt eļļu ar taukskābju sastāvu un koncentrāciju, kas ir tāda pati vai pat lielāka nekā dabīgajā zivju eļļā.

Pētniecības posms, izmantojot modeļmikroorganismus, jau noslēdzies, tagad laboratorijā tiek testēts, kādi atkritumprodukti «garšo» mikroskopiskajai aļģei. RTU zinātnieki aprakstījuši ap 50 – 60 atkritumproduktu, tomēr ne visu izmantošana būtu rentabla vai praktiska; strādāts tiek ar aptuveni 10 produktiem. Eksperimenti veikti, piemēram, ar industriālo glicerīnu, kas ir biodīzeļdegvielas ražošanas blakusprodukts un rodas lielā apjomā, čipsu cepšanai jau izmantotu saulespuķu eļļu, dažādiem piena pārstrādes atkritumiem, piemēram, sūkalām, jogurta atlikumiem, latvāņiem, kas daudzām pašvaldībām un lauksaimniekiem rada galvassāpes. «Latvāņi ir pilni ar šķiedrām – tās ir ogļhidrātu ķēdes, kas ieslēptas lignocelulozes formā. Lai latvāņus izmantotu, vispirms ir jāatbrīvojas no tām, jāpēta, kā to efektīvi hidrolizēt,» teic pētnieks, cerot uz izdošanos. Ļoti labus rādītājus eksperimentos uzrādījis cukura ražošanas blakusprodukts melase. Taču ar šādu izejvielu inovācija būtu izmantojama ārpus Latvijas, kur cukura ražošana vēl pastāv. Ja izejvielas mikroorganismu barošanai īpaši jāiegādājas, zivju eļļas analoga ražošana vairs nebūtu rentabla. Līdzīgi būtu arī ar papīra ražošanas blakusproduktiem, ar kuriem eksperimenti vēl plānoti. K. Spalviņš atzīst, ka būtu patīkami inovācijai «izmantot vietējās izejvielas, sniedzot papildu pievienoto vērtību Latvijas tautsaimniecībai, tomēr jāskatās plašāk». Eksperimenti vēl plānoti arī ar alus brūvēšanas blakusproduktu – drabiņām.

«No alus ražošanas notekūdeņi vai papīra atkritumi nonāk līdz zivij – tas liekas gandrīz neticami. Paldies, ka ir mikroorganismi, kas nav izvēlīgi un nerauc degunu par to, ko dod,» ar smaidu nosaka pētnieks.

Jauna ekstrakcijas metode

RTU zinātnieki izstrādā arī jaunu ekstrakcijas metodi, lai iegūtā vienšūņu eļļa būtu tīra no jebkādiem piejaukumiem. «Lielākais šķērslis, piemēram, no biodīzeļa ražotnes nākuša industriālā glicerīna izmantošanai ir tāds, ka tam ir dažādi piejaukumi, tajā skaitā smagie metāli. Barojot ar tādu mikroorganismus, tie akumulēs arī kaitīgās vielas. Izmantojot jauno ekstrakcijas metodi, pie kuras strādājam, iegūstam tīru eļļu bez uztraukuma, ka izmantotas teorētiski bīstamas izejvielas,» skaidro VASSI pētnieks. Otrs ieguvums – neattīrītas izejvielas ir krietni lētākas, līdz ar to gatavā produkta gala cena ir konkurētspējīga.

Tehnoloģiju ir iecerēts arī komercializēt. Interesi par to jau izrādījuši vairāki ražošanas uzņēmumi, kuru pamatdarbības ģenerē blakusproduktus, kas ir piemēroti vienšūņu eļļas ražošanai. Potenciāli produkts varētu ieinteresēt arī zvejniekus, zivju barības ražotājus, zivju eļļas un zivju miltu ražotājus, zivju fermu īpašniekus. Projekts «Superkritiskā Omega-3 eļļa no ražošanas blakusproduktiem» tiek īstenots ar Eiropas Savienības struktūrfondu atbalstu LIAA administrētā programmā «Atbalsts pētniecības rezultātu komercializācijai». Programma vērsta uz pētniecības organizāciju īpašumā esošo pētniecības rezultātu komercializāciju gan Latvijā, gan ārvalstīs ar nolūku palielināt pētniecības organizāciju ienākumus no pētījumu rezultātu komercializēšanas vai pārvēršot pētījumu rezultātus veiksmīgā uzņēmējdarbībā. Atbalsts tiek sniegts tehniski ekonomiskās priekšizpētes un komercializācijas stratēģijas izstrādei, rūpniecisko pētījumu veikšanai, eksperimentālām izstrādnēm, dalībai starptautiskās izstādēs, konferencēs, individuālām vizītēm, īpašumtiesību nostiprināšanai, komercializācijas piedāvājuma sagatavošanai, ekspertu piesaistei intelektuālā īpašuma nodošanas līgumu sagatavošanai.

Projektu «Superkritiskā Omega-3 eļļa no ražošanas blakusproduktiem» plānots noslēgts 2021. gada pavasarī.

Informācija

Superkritiskā Omega-3 eļļa no ražošanas blakusproduktiem

Mērķis: izstrādāt tehnoloģiju vienšūņu eļļas (zivju eļļas analoga) iegūšanai no ražošanas blakusproduktiem. Tehnoloģija ir iekārtu kopums, kas veic ražošanas atkritumu pirmsapstrādi, mikroorganismu kultivēšanu substrātā (substrāts – apstrādātie atkritumi), iegūtās mikroorganismu biomasas apstrādi, vienšūņu eļļas (produkts) ekstrakciju no biomasas un produkta kvalitātes kontroli.

Finansē: ERAF un RTU

Zinātniskais vadītājs: RTU Enerģētikas un elektrotehnikas fakultātes Vides aizsardzības un siltuma sistēmu institūta profesors Ivars Veidenbergs

Komanda: Dr.habil.sc.ing. Dagnija Blumberga, Dr.sc.ing. Indra Muižniece, M.sc.biol. Krišs Spalviņš, M.sc. Kaspars Ivanovs, M.sc. Lauma Žihare, B.sc. Terēza Bezručko, B.sc.biol. Ilze Vamža.

Īstenošanas periods: 2018. gada 29. janvāris – 2021. gada 28. aprīlis