Bruk av skogsråvarer i fôrproduksjon utfordringer og muligheter

Transkript

1 Bruk av skogsråvarer i fôrproduksjon utfordringer og muligheter Kristin Syverud Prosjekt trefiber 15. mai 2014

2 Innhold Bakgrunn Skogsråvaren hva består den av? Egenskaper til komponenter fra trær Teknologiske og næringsmessige muligheter Forskningsbehov

3 Bakgrunn Forventning om at antall mennesker som bor i Norge vil øke med ca 20% fram til 2030 matproduksjonen må økes tilsvarende. Fram til 2050 vil det trolig være behov for å doble den globale husdyrproduksjonen fra 2007 (FAO, 2007) Prioritert nasjonal målsetning om at mest mulig av fôr til norske husdyr skal være produsert innenlands / bedre sjølforsyning ved å redusere import Produksjon av laks og ørret har et potensial for å øke fra ca. 1,3 mill tonn i 2012 til 5 mill tonn i 2050 (Øverland et al.) Til dette trengs 6 mill tonn tørrfôr; 1,2 mill fra ikke definerte kilder Tilveksten av skog i Norge er 25 mill m 3, hvorav ca. 40 % avvirkes

4 Skogsråvaren Hovedkomponentene i tre: Cellulose (ca. 45 %) Hemicelluloser (ca. 25 %) Lignin (ca. 30 %)

5 Mest valige biopolymer i verden. Cellulose Lange, rette kjeder av glukose med mange tusen enheter (kan være mer enn ) i hver kjede Ikke løselig i vann eller vanlige organiske løsningsmidler Kan brytes ned til monosakkarider ved hjelp av sterk syre eller enzymer Korte kjeder er løselige i vann Smak- og luktfri

6 Cellulose Isogai, A., T. Saito, and H. Fukuzumi, TEMPO-oxidized cellulose nanofibers. Nanoscale, (1): p

7 Vedfiber Vedfiber er en kompositt av cellulose, hemicelluloser og lignin Copyright Dennis Kunkel at

8

9 Hemicelluloser Polysakkarider som ligner på cellulose, derav navnet Flere typer, f.eks. xylan, glukomannan Kortere kjeder enn cellulose, typisk 200 monosakkarider Forgrenete Bygget opp av ulike monosakkarider, pentoser og heksoser Ulike treslag har forskjellige varianter av hemicelluloser Xylose mannose arabinose galaktose

10 Lignin Utgjør ca. 30 % av ved Nest mest valige biopolymer Heterogen biopolymer Hydrofob Det er kun noen innsektog sopparter som kan nyttegjøre lignin som næringsmiddel (i sin opprinnelige form) After Nimz 1974

11 Eksempler på bruk Cellulose og cellulosederivater er i bruk som emulgeringsmidler og fortykningsmidler : Powdered cellulose/microcrystalline cellulose (E460) Methyl cellulose (E461) Ethyl cellulose (E462) Hydroxypropyl cellulose (E463) Hydroxypropyl methyl cellulose (E464) Ethyl methyl cellulose (E465) Carboxymethyl cellulose (E466) Ethyl hydroxyethyl cellulose (E467) Xylitol Søtningsmidler fra hemicelluloser Vanilin smakstilsetning framstilt fra lignin Vanilin

12 Muligheter

13 Muligheter - tekniske Bindemiddel Redusert støving fra fôrpellets Synkehastighet i fiskeoppdrettsanlegg Holdbarhet i forhold til mekanisk slitasje Rheologikontroll Kontroll av hvor lett pellets løses opp i vann (hydrofob / hydrofil) Eksempel : mineralpartikler bundet i papir med cellulosefibriller, Hii et al. (2012).

14 Muligheter

15 Muligheter - ernæringsmessige Cellulosse og hemicelluloser er karbohydrater Binde ernæringsmessige viktige komponenter i fôret for å frigi dem optimalt i tarmsystemet (prebiotika, vitaminer og/eller lignende) Fôrsammensetninger som bidrar til bedre dyrehelse og fôrutnyttelse, økt metthetsfølelse og aktivitetsnivå, og redusert stress; løselig fiber, god tarmhelse, styrt vektutvikling (kylling), utnyttelse av mineraler/næringsstoffer

16 Muligheter - ernæringsmessige Eksempel: Introduksjon av antimikrobiell funksjonell gruppe, Octadecyldimethyl-(3- trimethoxysilyl-propyl)- ammonium chloride (ODDMAC) Antimikrobiel funksjon (f.eks. overflater) kan inkorporeres i materialet Andre funksjonelle molekyler kan bindes fast på samme måte MeO Si Cl - + OMe OMe C 18 H 37 N Andresen, M., Møretrø, T., Stenstad, P., Syverud, K., Stenius, P. Nonleaching antimicrobial films prepared from surface modified microfibrillated cellulose, Biomacromolecules 8 (7), , 2007

17 Muligheter - ernæringsmessige Utnytte muligheter som finnes i byggesteinene i treråvaren Eksempler: Mannitol: medisinsk effekt Polyfenoler: antioksidanter

18 Effektiv separasjon av komponentene i vedråstoff Studier av ulike råstoff Nedbrytning til definert polymerisasjonsgrad Separasjon av monosakkarider og oligosakkarider Effekter på applikasjoner Tekniske Næringsmessige Dyrehelse Behov for forskning

19 Muligheter Klimatilpasset bærekraftig fôrproduksjon Fiske- og husdyrproduksjon basert på ny utnyttelse av nasjonale fôrressurser Dyrevelferd og helse gjennom utviklling av fôrkvaliteter anriket på sentrale fôrkomponenter (prebiotika, vitaminer og / eller lignende)

20 Takk for oppmerksomheten! Følg oss i elektroniske media: