YeastGuard – kan ett levande material minska matsvinn?

Nästan 60 % av all skördad frukt och grönt slängs. Det finns därmed ett stort behov av innovativa lösningar som kan hantera en av de största matsvinnsbovarna: mögeltillväxt. I projektet YeastGuard samarbetar därför forskare och experter från Chalmers tekniska högskola, Aalto universitet, Axfoundation och RISE för att bana väg för en ny lösning baserade på naturliga processer. Målet? Att utveckla ett levande material med jäst som ska hämma tillväxten av mögelsvampar, minska matsvinnet och stärka livsmedelssystemet.

Problem

Idag utgör mögel ett stort hot mot färsk frukt och grönsaker, vilket resulterar i massivt globalt matsvinn. Det saknas effektiva, hållbara och säkra metoder för att bekämpa mögel eftersom de konventionella metoderna, såsom tvättning och kemiska bekämpningsmedel, inte bara är ineffektiva utan också väcker frågor kring livsmedelssäkerhet och miljöpåverkan. Ett attraktivt alternativ är att istället använda levande material som innehåller jäst. Forskning har visat att flera jästsorter effektivt kan hämma just mögeltillväxt, men än så länge är förståelsen för detta fenomen begränsad och tillämpningen i stort sett outforskad.

5 fakta om matsvinn

Globalt kasseras nästan 60 procent av all producerad frukt och grönt. Det är den högsta procentandelen bland alla typer av livsmedel (FAO).
En stor orsak till svinnet är att de angrips av mögelsvampar efter att de skördats.
Slängd mat och dryck står för 8 till 10 procent av de totala utsläppen av växthusgaser, men det innebär också ett betydande slöseri med näring och ekonomiska resurser, samt vatten, mark, energi, gödselmedel och arbetskraft.
Enligt FN:s mål i Agenda 2030 måste det globala matsvinnet halveras till 2030.
Livsmedelsförluster och matsvinn förekommer genom hela livsmedelskedjan globalt, inklusive på hushållsnivå, vilket innebär en stor ekonomisk förlust för konsumenter.

Vår lösning

Projektet YeastGuard: Jästbaserade lösningar som bekämpar matsvinn syftar till att utveckla ett nytt levande material där jäst producerar flyktiga ämnen, kallade biogena volatila ämnen, som förhindrar att mögel förstör skördade frukter och grönsaker.

Lösningen bygger på tidigare forskning som har visat att levande jäst som sprayas på bland annat jordgubbar till viss del kan hindra produktionen av mögel och mykotoxiner.

Istället för spray testar projektet en innovativ metod där jäst kapslas in i ett material. Det levande materialet förser jästen med näring och fukt, vilket främjar produktionen av flyktiga ämnen som hämmar mögeltillväxt. Denna typ av material kan placeras i förpackningar med frukt och grönsaker, vilket då minskar risken att stora mängder livsmedel behöver slängas. För att lyckas måste forskarna först förstå hur jäst fungerar och samspelar med materialet och mögelsvamparna.

Levande material är ett relativt nytt forskningsområde med skyhög potential! Om vi lyckas kan det innebära ett paradigmskifte när det gäller att förlänga hållbarheten på livsmedel. Vi hoppas kunna skapa en hållbar och effektiv lösning som minskar matsvinn och bidrar till ett resurseffektivt livsmedelssystem.

– Cecilia Geijer, docent, industriell bioteknik, livsvetenskaper vid Chalmers tekniska högskola

YeastGuard-projektet kommer att utforska hur BioVocs som produceras kan hämma mögeltilläxt. Foto: Robin Rydbergh.

Chalmers tekniska högskola samlat en världsunik uppsättning jäststammar från honung. Foto: Karl Persson.

Partners i projektet är Chalmers tekniska högskola, Aalto Universitet, Axfoundation och RISE. Foto: Robin Rydbergh.

Projektmål och leveranser

Projektets mål är att utveckla ett nytt levande material där jäst kan producera biogena volatiler som förhindrar mögel från att förstöra skördade frukter och grönsaker. De tre huvudsakliga leveranserna i projektet är:

Förstå jäst-mögelinteraktioner: Testa olika jästsorters effekt på mögeltillväxt.
Utveckla hållbara levande material: Etablera hållbara, biobaserade och säkra material där jäst kan trivas och producera biogena volatila organiska föreningar.
Testa effektivitet: 3D-printa prototyper av levande material med jäst och utvärdera vilken effekt dessa material har på mögeltillväxten av frukt och grönt, förpackade i en verklig miljö.

Vår insats

Det tvärvetenskapliga projektet samlar forskare och experter inom mikrobiologi och bioteknik vid Chalmers tekniska högskola, materialvetenskap vid Aalto universitet, 3D-mattryck och livsmedelssäkerhet vid RISE, och experter på hållbarhet inom framtidens mat och material på Axfoundation.

I projektet kommer forskare i detalj undersöka hur effektivt olika jästsorter hämmar mögeltillväxt, identifiera vilka biogena volatiler de producerar och hur ett hållbart och säkert material kan skapas som främjar jästens produktion av dessa volatiler. Tillsammans med industripartners kommer projektet att använda den bäst presterande jästen i 3D-utskrivna materialprototyper och testa effekten av dessa på frukt och grönt som utsatts för mögel i slutna förpackningar.

Axfoundations roll är att samla ett brett spektrum av parters inom livsmedelsindustrin och säkerställa att forskningen är relevant och kan stärka livsmedelssektorn, både i Sverige och internationellt. Axfoundation kommer också att genomföra praktiska tester i verkliga miljöer för att bidra till den slutliga utformningen av biokonserveringstekniken.

Projektets upplägg möjliggör ett tvärvetenskapligt och innovativt tillvägagångssätt för att lösa ett av samhällets största utmaningar – att minska matsvinnet, genom att använda lösningar baserade på naturliga processer.

– Johan Sidenmark, projektledare på Axfoundation

Vad är Biogena Volatila Organiska Föreningar?

Projektet syftar till att utveckla en ny typ av levande material där jäst kan leva och producera Biogena Volatila Organiska Föreningar.
Biogena volatiler är flyktiga ämnen som produceras av levande organismer, inklusive växter, svampar och mikroorganismer som jäst.
Jäst kan producera vissa biogena volatiler med antimikrobiella egenskaper. Dessa kan effektivt hämma tillväxten av mögel och andra patogener.
När jäst inkorporeras i levande material trivs den och fortsätter att producera biogena volatiler. Dessa sprids i den omkringgivande miljön och hämmar mögeltillväxt på närliggande produkter.
Biogena volatiler som avges av jäst kan störa mögelsporernas groning och tillväxt, vilket förlänger hållbarheten på frukter och grönsaker och minskar därmed matsvinnet.

Tillsammans med över hundra svenska biodlare har Chalmers tekniska högskola samlat en världsunik uppsättning jäststammar från honung. YeastGuard-projektet kommer att utforska hur Biogena volatiler som produceras av dessa jäststammar kan hämma tillväxten av mögelsvampar.