Hvad er fermenteret sojaskrå?

Hvad er fermentering?

Fermentering er en biologisk proces, hvor kulhydrater omdannes til enten mælkesyre eller ethanol og CO2 under iltfrie forhold.  Metoden har været brugt i flere tusinde af år til at konservere mad.

I dag har vi lært at styre metoden, og derfor kan vi bruge kontrolleret fermentering til at lave medicin og højt fordøjeligt foder.

Du har måske allerede haft fermentering helt tæt inde på kroppen.

Mælkesyrefermentering kender du måske fra sport, når du mærker din krops muskler ”syre til”. Her omdanner kroppen sukker til mælkesyre.  Og alkoholfermentering kender du fra fremstilling af øl ved hjælp af gær.

I foderindustrien bruges fermentering til at lave proteinfoder til helt unge dyr, fordi fermenteret foder er nemmere at fordøje end råvaren. Fermentering bruges også til at fremstille funktionelle proteiner til voksne dyr.

Teknikken kan bruges på en lang række planteproteiner, men den anvendes særligt til soja.

Læs her hvorfor.

Hvorfor fermenteres soja?

Soja har en et højt indhold af protein og en god aminosyreprofil.

Det betyder, at sojabønnen har alle de essentielle aminosyrer, som dyrene har behov for fra foderet, og som de ikke selv kan producere. Med andre ord er soja et komplet protein, og derfor bidrager sojabønnen til en sund tilvækst for unge dyr.

Når sojaen fermenteres, kan dyrene nemmere udnytte protein, mineraler, vitaminer og energi fra soja.

Sojaskrå indeholder en række uønskede stoffer kaldet ANF’er, kort for anti-nutrielle faktorer, der er skadelige for specielt unge dyr. Disse stoffer kan fermentering være med til at reducere.

Hvad indeholder fermenteret sojaprotein?

Fermenteret soja består af soja, som har gennemgået en biologisk proces kaldet gæring. De vigtigste bestanddele er vand og enten mælkesyrebakterier, enzymer, gær eller en blanding af flere.

Superforenklet: Sojaen blandes med en eller flere af de førnævnte mikroorganismer. Herefter fermenteres råvaren i en bestemt tid og temperatur under iltfrie forhold. Til slut tørres den våde masse og produktet sælges som sojaprotein til dyrefoder. 

Hvad sker der, når sojaskrå fermenteres?

Fermentering nedbryder den cellevæg, som omkranser proteiner. Det betyder, at dyret får nemmere adgang til proteinet i sojaen. 

På billedet her ser du soja før og efter mælkesyrefermentering. Den røde farve er et signal fra fibre i cellevæggen i soja. Det grønne signal er protein.

På billede 4 vises mannanfibre og pektinfibre, der begge indgår i cellevæggen.

På billederne kan du se, at de røde ringe rundt om proteinet bliver fragmenteret ved fermentering. Dermed giver fermentering nemmere adgang til proteinerne.

Fibrene fungerer som føde for tarmens bakterier, og når fibrene bliver opbrudt i mindre kæder, har tarmen lettere ved at udnytte fibrene og danne gavnlige kortkædede fedtsyrer (SCFA), som hjælper med at bibeholde en sund tarm.

Billede 4: Signaler fra fibre i cellevæggen(rød) på sojaskrå og protein (grøn) før og efter fermentering

Fermentering klipper proteinet i mindre stykker

Under fermentering klippes proteinet i mindre stykker til peptider, som er nemmere at optage gennem tarmen.

Ud fra en målemetode, der hedder SDS page, kan vi se, hvor effektiv fermenteringen er til at ”klippe” protein.

Et tykt bånd viser en høj koncentration af proteiner med samme vægtfylde, hvorimod en udvasket farve viser proteiner, der er nedbrudt til forskellige mindre størrelser. 

På billede 5 kan du se forskellen på sojaskrå (SBM) i kolonne 3 og det fermenteret sojaskrå , EP200, i kolonne 4 og 5. 

Proteinerne, som er placeret højst oppe i området omkring 75, målt i KiloDalton, er sværest at fordøje, og proteinerne placeret længst nede er mindre og dermed nemmere for dyret at optage gennem tarmen.

Under fermentering klippes proteinerne i stykker og ”synker” ned i bunden.

Hvis du forestiller dig, at vi har en ekstremt finmasket si, vil meget lidt af det ufermenterede sojaskrå (kolonne 3) komme igennem sien og ramme ned på næste niveau. Modsat kolonne 4, hvor proteinet er skåret i mindre stykker, og derfor kommer igennem ”sien.” 

Billede 5: SDS page af forskellige forædlingsmetoder og deres indflydelse på proteinets størrelse og nedbrydning af ANF’er.

”Si-metoden” bruger vi til at vurdere hvor effektive vores og kollegaernes fermenteringer er.

Men metoden viser også, om vi nedbryder de uønskede ANF’er eller ej.

Se hvordan herunder.

Fermentering nedbryder ANF’er i soja

Sojabønnen indeholder en række stoffer, som har negativ indflydelse på vækst. Vi kalder dem for Anti Nutrielle Faktorer eller ANF’er.

Ubehandlet sojaskrå kan derfor kun bruges i en begrænset mængde til dyr med umodne maver. Til fuldvoksne dyr, har ANF’er en lidt mindre betydning.

Fermentering kan bruges til at fjerne en stor del af de ANF’erne, så sojaproteinet kan fodres til selv unge maver. Her kan du se mængden af ANF’er før og efter fermentering.

Vi går lige tilbage til SDS page gelen, som er fremhævet på billede 6, herunder.  

På gelen kan du nemlig se en række tykke bånd. Båndene er en samling af proteiner, der har en bestemt molekylær vægt. Nogle af båndenes placering afslører, at der er tale om ANF’er. Når båndene bliver mindre tydelige betyder det, at mængden af  ANF’er reduceres. 

Her ser du en sammenligning af Kunitz trypsin inhibitorer i sojaskrå (kolonne 3), EP200 (kolonne 4+5), og to konkurrerende produkter (kolonne 6+7). 

Trypsin hæmmer proteinfordøjelsen, og derfor vil vi gerne have så lidt, som muligt i sojaen. 

Billede 6: SDS page af forskellige forædlingsmetoder og deres indflydelse på proteinets størrelse og nedbrydning af ANF’er.

Prøv at se nærmere på de blå vandrette streger inden i den røde markering på billede 6. 

I kolonne 2 vises ANF’en. I kolonne 3 kan du se, at signalet fra ANF’en er blevet svagere, og dermed har varmebehandlingen eller toasting af sojaskrå reduceret indholdet af trypsin inhibitorer. 

Kig nu på kolonnerne 4 og 5, hvor sojaen er mælkesyrefermenteret og bane 6, hvor sojaen er gærfermenteret. Her kan du se, at intensiteten af båndet og den blå farve er svækket. 

Fermenteringsmetoden er derfor med til at reducere mængden af ANF’er i  sojaskrå. 

Den skarpsindige vil hurtigt bemærke, at kolonne 5 er den mest effektive teknik til at reducere TI’er. 

Vil du dykke dybere ned i, hvorfor ANF’er er hæmmende på produktiviteten ved unge dyr? Så er der en uddybning herunder. 

ANF’er i soja

Hvad er trypsin inhibitorer?

Trypsin inhibitorer (KTI/TI) og lektin reducerer tilvækst og kan resultere i fordøjelsesrelaterede sygdomme (2). TI er proteiner, som hæmmer effekten af fordøjelsesenzymet trypsin. En høj andel af TI i sojaen betyder derfor ringe udnyttelse af protein fra foderet. Særligt påvirker TI udnyttelsen af aminosyrerne methionin og cystin(1).  Proteinet er modstandsdygtigt over for en ændring i pH i dyrets mave. I foderindustrien varmebehandles sojaen for at reducere indholdet af TI, ligesom forbrugerne koger sojabønner før indtagelse. 

Fermentering kan dog reducere mængden af trypsin inhibitorer yderligere.

Hvad er Beta–conglycinin? 

β-Conglycinin er særligt kendt for sin evne til at forårsage allergiske reaktioner. Varmebehandling og fermentering er med til at inaktivere det antigen i Beta-conglycinin, som forårsager den allergiske reaktion (5). Beta-conglycinin kan ses som et bånd på SDS-gelen i området 50 KiloDalton (billede 6).

Hvad er Raffinose og stachyose? 

Raffinose og stachyose er sukkerstoffer (galacto oligosaccharider) og er en del af gruppen, du kender som kostfibre. Hverken raffinose eller stachyose kan fordøjes af grise, fordi de mangler det specifikke fordøjelsesenzym alfa-galactosidase, og fibrene passerer derfor gennem mavesækken og tyndtarmen ufordøjet. Det betyder, at sukkerstofferne kan give luft i maven samtidig med at hastigheden for passage gennem tarmen øges. Galacto-oligosaccharider er derfor med til at reducere fordøjeligheden af soja og  foderudnyttelsen og tilvæksten for grise og kyllinger (3). Ulig andre ANF’er påvirkes raffinose og stachyose ikke af varmebehandling. Og der er brug for fermentering eller enzymbehandling af sojaen for at reducere disse. 

Under fermenteringsprocessen kan mælkesyrebakterier producere alfa-galactosidase, der nedbryder raffinose og stachyose, før sojaen anvendes i foderet til unge dyr.

Nok om ANF’er: Lad os tale om de andre interessante fordele ved fermentering.

Fermentering laver nye gavnlige stoffer

Under fermentering frigives protein, mineraler og vitaminer, men der foregår også en anden vigtig udvikling: 

Når soja bliver spist, aktiveres plantens forsvarssystem. Og det kan give problemer hos dyrene, der spiser planten. Når vi bruger fermentering, som en slags for-fordøjelse, løser vi problemet. Der findes også eksempler på forsvarsmekanismer, som vi bruger til at bekæmpe infektion.  For eksempel er antibiotika et produkt af svampe. Forsvarsstofferne kan vi altså bruge til at forbedre sundheden – helt naturligt. 

Og på den måde kan en for-fordøjelse i form af fermentering også bidrage med produktion af positive stoffer. 

Under  mælkesyrefermentering dannes stoffer som organiske syrer, hormonregulerede stoffer, vitaminer med flere. Vi kalder dem  metabolitter. Metabolitterne afhænger af råvaren. Det vil sige, at fermentering af soja ikke giver de samme metabolitter som fx fermentering af raps eller tang. Og derfor kan det være en fordel at kombinere forskellige fermenterede råvarer i foderet – som fx raps, der bidrager med et væld af gavnlige stoffer. 

Et eksempel:

Herunder er en række fedtsyrer. Jo lysere, desto mindre forekomst af den specifikke fedtsyre. Jo mørkere, desto større forekomst.

SBM = sojaskrå – række til venstre

FSBM = fermenteret sojaskrå eller EP200 – række til højre

Når du sammenligner sojaskrå med fermenteret sojaskrå kan du se, at farvernes intensitet bliver større. Du kender måske allerede benzoesyre, fordi du tilsætter det til dit foder.  Forklaringen på, at vi får mere er, at de bakterier, vi bruger til fermenteringen også kan danne benzoesyre og derfor kan du se en øget forekomst efter fermentering.

Billede 7: Forøgelse af intensitet for benzoesyrer  under fermentering, metabolit studie, 2022

Hvilke fordele har dyrene af fermenteret soja

Foder til smågrise og kyllinger indeholder stadig animalsk protein, så som fiskemel, fordi det er let at fordøje og har en god  næringsprofil.  Fiskemelets høje proteinkvalitet er afspejlet i høj markedspris, men ikke altid reflekteret i produktionsresultatet. Derfor bruger industrien i højere grad plantebaserede proteinkilder til smågrise og kyllinger. 

Når smågrise og kyllinger fodres med fermenteret soja, støttes en sund og god tilvækst. Fra fermenteret soja får dyrene alle de essentielle aminosyrer uden ANF’er, og du kan i mange tilfælde erstatte animalsk protein som fx blodplasma og fiskemel. Sojaen er samtidig billigere at bruge i foderet end fiskemel og lignende animalske proteiner. 

Når dyrene spiser højt fordøjeligt soja optages en større del af proteinet i tarmen. Soja, der ikke fordøjes, kan ende i tyktarmen, og vise sig som diarré. 

EP200 er et fermenteret sojaprotein, der kan bruges som et diætetisk tilskud i perioder med risiko for diarré, hvis der foreligger risiko for, i perioder med eller under rekonvalescens fra fordøjelsesforstyrrelser (diarré).

Kan ikke nedbryde protein i tarmen

Dyrene nedbryder proteiner i mavesækken ved hjælp af blandt andet enzymet pepsin. Pepsin er mest effektivt ved en lav pH. Helt unge dyr med en uudviklet tarm producerer ikke nok saltsyre til at sænke pH-niveauet i maven og dermed aktivere pepsin. Proteinrigt foder er med til at øge pH i maven. 

Når pH’en i maven bliver for høj, er unge dyr i højere grad udsatte for udefrakommende bakterier samtidig med at ufordøjet protein ender i tyktarmen, og kan forårsage diarré.  Derfor kan en for-fordøjelse af soja, som reducerer syrebindingskapaciteten, hjælpe unge dyr med at udnytte proteinerne bedre.

Ikke alt forædlet sojaskrå hjælper med at reducere pH. Du kan læse mere om hvilke proteiner, der hjælper med en lav pH her.  

Billede 8: Unge dyr med umodne maver udskiller ikke nok syre til at sænke pH i  i maven til mindre end 4, hvor fordøjelsesenzymer fungerer bedre og bakterier har sværere ved at overleve.

Hvornår betaler det sig at bruge fermenteret soja fremfor sojaskrå?

Fermenteret soja giver mest værdi i starten af grisenes liv, hvor tarmens evne til at optage protein er lav. Det vil sige i fravænningsblandingen og i blanding 1 og 2. 

Forsøg viser, at fermenteret soja sagtens kan give et løft i tilvækst, når du bruger det i blanding 3 også. Problemet er bare, at omkostningerne til foder ofte sluger vækstgevinsten.  

Hvis du gennemgår de officielle forsøg med gænge sojaproteinprodukter og sojaskrå fra SEGES eller fx Stein, vil du se, at nogle forsøg viser stor forskel i produktiviteten mens andre viser ingen forskel. Det betyder, at der er stor variation i resultaterne med forædlet soja frem for sojaskrå. 

Derfor bør du altid kigge på, om du selv skal prøve dig frem og finde ud af, om du skal skrue op eller ned for mængden af sojaprotein på din ejendom.

Kender du vores prissammenligner på forskellige sojaproteiner? Hvis ikke, så kan du prøve den her.

Vil du vide mere omkring de forskellige typer af fermentering, så læs videre. Du kan også skrive dig op til vores e-mails, hvor du får viden om sund fodring direkte i indbakken. Scroll til bunden af artiklen for at tilmelde dig.

Billede 9: Brug fermenteret soja i blanding 1 og 2, men ikke i blanding 3.

Hvad er forskellen på våd og tør fermentering?

Våd eller tør fermentering af soja

Der findes to typer af fermenteringsprocesser. En våd fermentering og en tør fermentering. 

Kært barn har mange navne. Tør fermentering kaldes  også dry fermentation, solid-state fermentation, surface fermentation, og vi forkorter det SSF. 

Våd fermentering kaldes wet fermentation, liquid fermentation, submerged fermentation og forkortes SF. 

En våd fermentering foregår i store tanke, hvor sojaen sænkes ned i en våd masse, hovedsageligt bestående af vand. Deraf navnet submerged, der betyder undersænket. Våd fermentering bruges blandt andet til at fremstille medicin, øl, yoghurt og visse typer af sojaprotein. 

En tør fermentering gør kun råvaren fugtig, og kræver derfor mindre vand end våd fermentering, samt mindre tørring. Tør fermentering bruges også til at fremstille sojaprotein. 

Billede 10: Oversigt over forskelle på solid-state fermentering (tør) og submerged fermentering (våd).

HVILKEN FERMENTERINGSTEKNIK ER BEDST? 

Både den tørre og den våde fermentering øger fordøjeligheden af næringsstofferne I soja og reducerer ANF’er. 

Sammenlignes produktions- vand-og energiomkostninger, vinder tør fermentering. Flere studier har desuden vist, at tør fermentering samtidig er op til ti gange så effektivt til at producere enzymer sammenlignet med våd fermentering (4) . 

Flere slags mikroorganismer og enzymer kan anvendes til fermentering. Hver med deres fordele og ulemper. 

Billede 11: Enzymproduktion ved henholdsvis solid-state og submerged fermentering.

Ingredienser til fermentering

Mælkesyrefermentering (homofermentativ)

Mælkesyrebakterier tilsættes sojaen for at nedbryde kulhydrater (ufordøjelige fibre). Når homofermentative mælkesyrebakterier spiser kulhydraterne, danner de mælkesyre. Mælkesyre tilsættes typisk dyrefoder for at fremme en lav pH i maven og holde udefrakommende bakterier i skak. Det betyder, at affaldsproduktet mælkesyre, der kommer fra en fermentering med homofermentative mælkesyrebakterier, giver det færdige sojaprotein en større værdi.

Fordi der ikke er et egentligt restprodukt, som kasseres eller ryger op i den blå luft, har mælkesyrefermenteret foder et højt energiniveau.

Et eksempel på mælkesyrefermentering er sojaproteinet EP200 fra European Protein.

 

Mælkesyrefermentering (heterofermentativ)

Heterofermentative mælkesyrebakterier producerer foruden mælkesyre også eddikesyre og CO2. Det betyder, at en del af planteproteinet ender i den blå luft som CO2. Derfor er energiniveauet også lavere for denne type af foder end den homofermentative proces. 

 

Gær og enzymfermentering (heterofermentativ)

Gærfermentering er typisk en våd fermentering, hvor gæren bruges til at omdanne kulhydrater til ethanol og CO2. Gærfermentering bliver derfor også kaldt ethanol fermentering. Restproduktet Ethanol kan vi ikke bruge i dyrefoderet, og derfor skal sojaen udsættes for varme for at få ethanolen til at fordampe, før sojaproteinet fodres til dyrene. Gærfermentering er derfor tung på vand, energi og CO2. 

Tabellen herunder viser en oversigt med de tre typer af sojafermenteringer samt deres egenskaber. 

.

Tabel 1: Oversigt over forskelle på homo og heterofermentering.

Vidste du, at der er forskel på CO2-aftryk for protein? Og at du nok skal være særligt opmærksom på brug af både sojaskrå og sojaprotein.

Soja og klimaregnskab

Soja har fået et rigtig dårligt ry i klimadebatten. Primært på grund af den Sydamerikanske soja, som kan stamme fra områder, der tidligere bestod af regnskov. Når regnskoven fældes, taber vi biodiversitet, mens store mængder CO2-lagre, der ellers var fikseret i skovbunden, frigives. Når tabet skal vurderes, kaldes det Land Use Change – forkortet LUC.

Og som du nok kan regne ud, scorer sydamerikansk soja højt på LUC. Ligesom palmeolie fra Borneos regnskove.

Når vi øger sojaproduktionen, øges også sojaolieproduktion. Den har til gengæld et mindre aftryk på LUC end fx palmeolien. Så på andre parametre kompenseres sojaen positivt for at erstatte palmeolie med sojaolie. Det hedder ILUC eller indirect land use change. 

Derfor er LUC komplekst at beregne.

Danmarks grønne tænketank, Concito, vurderer sojaskrå til at have et klimaaftryk på 3,8 kg CO2e/kg.

Den globale database over råvarer (GFLI) er ret enig. Heri kan vi aflæse en værdi, der hedder 4,2 kg CO2e/kg med LUC og 0,57 uden LUC. En kæmpe forskel.

Slår du op i fodermiddeltabellen (SEGES), bliver aftrykket på sojaskrå opgjort på tørstofbasis leveret til Danmark, og her rammer SEGES 6,09 kg CO2e/kg for sojaskrå med LUC og 0,99 uden LUC.

Skal proteinet forædles, kommer processen oveni og øger derfor klimaaftrykket yderligere. Fodermiddeltabellen siger 9,4 kg CO2e/kg for sojaproteinkoncentrat med LUC og 1,8 uden LUC. Altså cirka 1 kg CO2e/kg tørstof til forædlingsprocessen.

Du kan ikke se klimaaftrykket for de forskellige typer af sojaprotein – den samme beregning er brugt til alle mærker, desværre. Så du må spørge din proteinleverandør om det præcise klimaaftryk.

Vores CO2-ækv. kan se her.

Det er ikke helt ligegyldigt hvilken proteinkilde, du fodrer dine dyr. Hvor meget det betyder, afhænger af afgiften.

Hvis du er en griseproducent, der laver 30.000 smågrise om året og betaler en skat på 0,1 EUR per kg CO2e, svinger skatten på forædlede proteinkilder fra 33.000 til 120.000 kroner. 

“Men altså, jeg kan da ikke fodre smågrisene med raps!”, tænker du måske.

“Selvfølgelig kan du det – når rapsen er fermenteret”. 

Se mere om fermenteret raps her: EP100i

I lande, hvor soja er en lokal afgrøde, og der ikke fældes regnskov, giver soja god mening.    

Alt i alt betyder proteinkilden noget. Hvor meget det betyder, afgøres af CO2-beskatningen sammen med adgangen til lokale, proteinrige afgrøder.