Sæmundur Sveinsson er fagstjóri erfða hjá Matís og í þessum þætti af Matvælinu ræðir hann um erfðagreiningar á laxi og verkefni þeim tengd.
Atlantshafs laxinn er merkileg lífvera og lífsferill hans hefur mjög áhugaverðrar afleiðingar á erfðafræði tegundarinnar. Hinn villti íslenski laxastofn er um margt ólíkur eldislaxi og það er afar mikilvægt að þekkja einkenni þessara tegunda vel til að geta viðhaldið fjölbreytileika þó að umhverfisaðstæður breytist, t.a.m. við hlýnun jarðar.
Í þættinum ræðir Sæmundur lífsferil íslenska laxins og erfðafjölbreytileika hans eftir vatnasvæðum, erfðagreiningar á strokulöxum úr sjókvíaeldi og erfðagreiningar á laxi fyrir svokallaða fiskrækt svo eitthvað sé nefnt. Sæmundi er lagið að fjalla um þessi mál á auðskiljanlegan og skemmtilegan hátt svo að óhætt er að mæla með hlustun fyrir öll!
Þátturinn er aðgengilegur í heild sinni á öllum helstu hlaðvarpsveitum og í spilaranum hér að neðan:
Hjónin Þórunn Ólafsdóttir og Haraldur Guðjónsson hófu framleiðslu á hvítlauk af fullum krafti sumarið 2023 en ræktun hvítlauks hefst á að setja niður útsæði að hausti og uppskera síðsumars árið eftir. Síðasta sumar fór nær eingöngu í að rækta útsæði og því er von á fyrstu heilu hvítlaukunum í verslanir haustið 2024. Hliðarafurð við útsæðisræktunina eru þó hvítlauksrifin, sem eru of smá sem útsæði og þar hefst þessi saga.
Hjónin leituðu til Matís vegna Matarsmiðjunnar sem starfrækt er hjá Matís í Reykjavík og töldu að starfsemi í fullbúinni matarsmiðju sem þegar er í rekstri myndi nægja til að hefja framleiðslu á matvælum, pökkun, sölu og dreifingu. Annað kom þó á daginn. Ræktun og sala á heilum hvítlauk þarfnast ekki sérstakra leyfa þar sem um er að ræða frumframleiðslu. Ef vinna á laukinn frekar, s.s. aðskilja rifin í lauknum, afhýða, hreinsa eða vinna þau áfram, þá telst það matvælavinnsla.
Matvælavinnsla, hverju nafni sem hún nefnist, er leyfisskyld. Sækja þarf um starfsleyfi til þeirra sem það veita. Heilbrigðiseftirlits sveitarfélaga eða Matvælastofnunnar, allt eftir eðli starfseminnar. Í þessu tilfelli var það Heilbrigðiseftirlit Reykjavíkur sem þurfti að veita leyfið.
Þar sem nokkuð var liðið frá því hvítlaukurinn var tekinn upp þá var hann að byrja að tapa gæðum og þurfti því snar handtök í að útvega starfsleyfi.
Fyrsta skrefið er að gera gæðahandbók. Í gæðahandbók skal koma fram hvað á að framleiða, úr hvaða hráefni, hver framleiðir, hvar og hvernig framleiðslan fer fram. Einnig þarf upplýsingar um næringarinnihald og hugsanlega óþolsvalda. Sýna þarf fram á að viðkomandi kunni skil á þeim reglum sem matvælaframleiðendur hlýta, gera þarf grein fyrir geymsluþoli vörunnar, skýra út hvaða umbúðir verða notaðar og fá staðfestingu á að þær séu ætlaðar fyrir matvæli. Síðan þarf að kunna skil á persónlegu hreinlæti og almennri meðferð matvæla t.d. mögulegri krossmengun og þá hvernig er komið í veg fyrir hana en það er gert með áhættugreiningu.
Strax og ósk kom fram um að Matís veitti ráðgjöf við gerð gæðahandbókar, var farið af stað. Sólarhring síðar var tilbúin nothæf gæðahandbók sem hægt var að framvísa til heilbrigðiseftirlits og jafnframt var þá mögulegt að óska eftir starfsleyfi. Leyfið fékkst að tveimur sólarhringum liðnum og þá hófst framleiðsla á hvítlaukssalti, en það er fyrsta varan sem kom á markað úr Dalahvítlauk, framleidd í Matarsmiðju Matís að Vínlandsleið 12.
Hægt er að fylgjast með skemmtilegum færslum um ræktunina og vörurnar á facebooksíðu Dalahvítlauks hér: Dalahvítlaukur.
Ísland hefur lengi verið framarlega í nýtingu svokallaðra hliðarhráefna og eitt af þeim hráefnum sem áhugavert er að meta bæði með tækifæri til verðmætasköpunar og umhverfismál fyrir augum er vatn frá t.d. fiskvinnslum og landeldisstöðvum. Verkefnið Accelwater sem Matís vinnur að um þessar mundir snýr að því að finna lausnir til þess að nýta verðmæti úr vinnsluvatni og besta vatnsnotkun í sjávarútvegi og eldi.
Hildur Inga Sveinsdóttir heldur utan um þá verkhluta sem Matís sinnir í verkefninu en það er unnið í samstarfi 17 aðila frá fimm Evrópulöndum með styrk frá Evrópusambandinu í gegnum Horizon 2020. „Við ákváðum að taka þátt í verkefninu í samstarfi við sterka iðnaðarsamstarfsaðila hérlendis og stefndum á að nýta vinnuna til þess að meta þau tækifæri sem til staðar eru á þessu sviði hérlendis“. Verkefninu er stýrt af gríska tæknifyrirtækinu Agenso og koma að því margir þátttakendur, bæði úr iðnaði og rannsóknarumhverfi. Íslenskir þátttakendur verkefnisins eru auk Matís Matvæla- og næringarfræðideild Háskóla Íslands, Útgerðarfélag Akureyrar og Samherji Fiskeldi.
En hvað eru hliðarhráefni?
Þetta er í raun spurning um orðnotkun en gjarnan er talað um hliðarstrauma eða hliðarhráefni. Þá er átt við hráefni sem þú getur fengið út úr vinnslu sem er ekki aðal varan sem þú ert að sækja. Fiskveiðar og -vinnsla eru gott dæmi en þar er farið á veiðar til þess að fá fiskflak til neyslu en hliðarstraumar eru þá önnur hráefni sem hafa kannski áður verið skilgreind sem úrgangur eða rusl. Þetta geta t.d. verið hausar, roð, innyfli eða hvað sem er en þegar þú meðhöndlar þessa hluti rétt þá eru tækifæri til þess að fá mikið virði út úr þeim.
Við reynum að nota orðið hliðarhráefni því þannig gefum við til kynna að þetta sé hráefni sem við getum notað í eitthvað, ekki bara „auka drasl“ sem við þurfum helst að losna við. Við leggjum áherslu á að hætta tala um þetta sem úrgang eða rusl vegna þess að það vekur oft upp neikvæð hugrenningartengsl sem gefa ranga mynd af hráefninu. Sem dæmi má nefna að undanfarin ár hafa verið þróaðar margvíslegar verðmætar vörur úr fiskiroði, sem áður fyrr hefði þótt fráleitt að væri mögulegt.
Ferskvatnsnotkun við matvælavinnslu og betri nýting
Aðal markmið verkefnisins er að nýta verðmæti úr vatni og minnka ferskvatnsnotkun við matvælavinnslu. Erlendir samstarfsaðilar vinna að tilraunum innan virðiskeðju í tómatarækt, kjötvinnslu, mjólkuriðnaði og við bruggun. Hérlendis er áhersla lögð á landvinnslu hvítfisks og landeldi laxa. Lögð hefur verið áhersla á að meta stöðuna með greiningu umhverfisáhrifa og notkunar, þá hvaða auðlindir eru notaðar í þessum mismunandi ferlum og svo hvaða möguleg tækifæri til annarsvegar sparnaðar vatns- og orkuauðlinda eru til staðar og hins vegar hvaða möguleikar eru til verðmætasköpunar úr helstu vatnsstraumum.
Verkefnið er enn í gangi og rúmt ár eftir af þeirri vinnu sem áætluð er. Þær niðurstöður sem safnast hafa hingað til sýna að Íslendingar nota almennt mikið vatn við vinnslu og tækifæri eru til að minnka þá notkun en þær aðferðir sem áætlað er að meta í verkefninu eru í vinnslu og spennandi verður að sjá hverju þær skila. Að auki eru til staðar mikil tækifæri í tengslum við nýtingu hliðarstrauma frá landeldi, sérstaklega fiskeldisseyru eða fiskeldismykju, en hún inniheldur mikið magn af verðmætum næringarefnum sem mögulegt er að hægt sé að nýta til áburðargerðar svo dæmi sé tekið. Tilraunir og greiningar á tækifærum sem liggja í því hráefni standa nú yfir samhliða mati á öryggi þeirra.
Stefán Þór Eysteinsson í lífmassaveri Matís í Neskaupstað
Vatnið er verðmæt auðlind
Sú umræða sem skapast hefur um verkefnið heldur á lofti þeirri mikilvægu staðreynd að við megum ekki taka því sem sjálfsögðum hlut að hér á Íslandi sé gott aðgengi að auðlindinni sem hreint ferskvatn er og pössum okkur að nýta það ávallt sparlega eins og hægt er. Einnig hefur verkefnið komið inn í mikilvæga umræðu tengda uppbyggingu landeldis hérlendis.
Niðurstöður verkefnisins verða birtar í opnum vísindaritum og kynntar viðeigandi hagaðilum eftir því sem við á svo þær munu nýtast öðrum aðilum í iðnaði hérlendis og erlendis. Niðurstöður munu auk þess geta nýst við stefnugerð og uppsetningu og endurskoðun ferla í fiskvinnslu og landeldi en það síðastnefnda er ört vaxandi iðnaður á Íslandi í dag.
Hildur Inga Sveinsdóttir, verkefnastjóri hjá Matís er viðmælandi í þessum þætti af Matvælinu, hlaðvarpi Matís um rannsóknir og nýsköpun í matvælaframleiðslu.
Hún fjallar um verðmætin sem leynast í hráefnum sem við getum fengið út úr matvælavinnslu en eru þó ekki aðal efnið sem við erum að vinna með; svokölluð hliðarhráefni. Allt þetta tengir hún við evrópska samstarfsverkefnið Accelwater sem hún vinnur að um þessar mundir.
Ísland hefur lengi verið framarlega í nýtingu hliðarhráefna og eitt af þeim hráefnum sem áhugavert er að meta bæði með tækifæri til verðmætasköpunar og umhverfismál fyrir augum er vatn frá t.d. fiskvinnslum og landeldisstöðvum. Verkefnið Accelwater snýr að því að finna lausnir til þess að nýta verðmæti úr vinnsluvatni og besta vatnsnotkun í sjávarútvegi og eldi.
Ástríða Hildar fyrir því að koma inntaki Accelwater verkefnisins skýrt og örugglega til skila skín í gegn í þessu viðtali og mega hlustendur því eiga von á fróðlegri og hressandi hlustun.
Þátturinn er aðgengilegur á öllum helstu hlaðvarpsveitum og einnig í spilaranum hér að neðan.
Nú er Matvælasjóðsverkefnið Þróun mynd- og litrófsgreiningarspálíkans til að meta gæði fiskimjöls sem innihaldsefni í laxeldisfóður hálfnað, en fyrra verkefnisárinu lauk á haustdögum 2023. Um er að ræða samstarfsverkefni Félags íslenskra Fiskimjölsframleiðenda, Síldarvinnslunnar, Eskju, Ísfélagsins, Háskóli Íslands og Matís. Markmið verkefnisins er að þróa NIR (near-infrared spectroscopy) spálíkan sem gerir fiskimjölsframleiðendum kleift að fá hraðvirka og nákvæma greiningu á gæðum fiskimjöls sem innihaldsefnis í laxeldisfóður.
Flestir íslenskir fiskimjölsframleiðendur nota nú þegar NIR til að mæla efnainnihald fiskimjölsins, og fá þannig góðar vísbendingar um gæði þess. Þær NIR mælingar sem í dag eru gerðar nýtast þó takmarkað þegar kemur að því að meta gæði fiskimjölsins til aðalnotkunar þess, þ.e. sem innihaldsefni í fiskeldisfóður. Ef gera á slíkar mælingar þarf að framkvæma vaxtar- og meltanleikatilraunir í fiskeldi sem eru bæðir tímafrekar og kostnaðarsamar. Með því að þróa NIR spálíkan er hins vegar hægt að stytta tímann á greiningunum úr mörgum mánuðum í nokkrar sekúndur, og kostnaðinn úr mörgum milljónum í nánast ekki neitt.
Þetta er ekki ný nálgun, þar sem norskir fóðurframleiðendur þróuðu slík NIR spálíkön fyrir nokkrum árum síðan og hafa notað þau til að meta gæði fiskimjölsins sem þau kaupa. Þessir framleiðendur hafa hins vegar litið svo á að spálíkönin þeirra séu viðskiptaleyndarmál, sem gefi þeim samkeppnisforskot. Með því að þróa og gera sambærileg spálíkön aðgengileg fyrir íslenska fiskimjölsframleiðendur munu þeir hafa sömu (eða betri) upplýsingar um eiginleika framleiðslu sinnar, eins og viðskiptavinir þeirra, og því gera þeim kleift að semja um verð við sína viðskiptavini á jafréttisgrundvelli. Spálíkanið mun einnig gera fiskimjölsframleiðendum kleiftað meta/bæta sína eigin framleiðslu, með upplýsingum fyrir innra gæðaeftirlit. Gagnagrunnurinn/spálíkanið verður afhentur þátttakendum(fiskimjölsframleiðendum) undir lok verkefnisins, ásamt því sem haldin verða námskeið í notkun þess.
Eins og áður sagði mun verkefnið taka tvö ár, og er það verk nú hálfnað. Stefnt er á að ljúka verkefninu undir lok árs 2024.
Unnt er að fræðast frekar um verkefnið á heimasíðu Matís, auk þess sem hægt er að hafa beint samband við verkefnastjóra verkefnisins jonas@matis.is.
Matís hefur, á undanförnum árum, markvisst byggt upp erfðagreiningar á dýrum og það er starfsfólk í faghópnum erfðir sem á heiðurinn af því. Meðal annars eru stundaðar rannsóknir á búfénaði, einkum nautgripum, hestum og sauðfé. Verkefnin sem unnin eru felast helst í erfðagreiningum á þessum nytjastofnum og úrvinnslu gagna ásamt raðgreiningum á erfðaefni lífvera, leit að nýjum erfðamörkum og þróun á erfðagreiningarsettum.
Á Íslandi eru sumir búfjárstofnar séríslenskir á meðan aðrir eru innfluttir. Kjúklingar og svín eru til dæmis innflutt en nautgripir, hestar, sauðfé og geitur eru alfarið af íslenskum stofnum. Það felur í sér að íslenskir aðilar eru þeir einu í heiminum sem sinna kynbótum á þessum fjórum búfjárstofnum. Ráðgjafamiðstöð landbúnaðarins (RML) sér um ræktunarstarf þessara stofna. Hjá Matís hefur aðallega verið unnið með þrjár tegundir, þ.e. nautgripi, hesta og sauðfé.
Nautgriparækt
Matís framkvæmir erfðagreiningar sem nýtast í kynbætur á íslenska kúastofninum. Íslenski stofninn er einstakur stofn í heiminum, fjarskyldur öðrum kynjum og margt bendir til að prótein samsetning mjólkur úr íslenskum kúm sé ólík annarri mjólk. Afar mikilvægt er að varðveita þennan einstaka stofn og ein besta leiðin til að varðveita búfjárstofna sem þennan er að nýta þá í framleiðslu á landbúnaðarafurðum.
Bændasamtökin og Ráðgjafarmiðstöð landbúnaðarins (RML) unnu í nokkur ár að innleiðingu svokallaðs erfðamengisúrvals í nautgriparækt og Matís sinnir erfðagreiningum sem nýttar eru í það. Í stuttu máli byggja kynbætur í nautgriparækt á því að finna og nýta bestu nautin í ræktunarstarfi. Til einföldunar eru bestu nautin þau sem gefa af sér bestu dæturnar, þ.e. kvígur sem mjólka mikið, eru heilbrigðar og frjósamar. Í erfðamengisúrvali er kynbótagildi nautkálfa reiknað út frá erfðamörkum sem greind eru fljótlega eftir burð. Þessi aðferðafræði hraðar því kynbótum til muna og eykur öryggi í vali á bestu nautunum sem síðan eru nýtt til sæðinga. Erfðafaghópur Matís greinir á bilinu 6.000 – 8.000 gripi á ári.
Hestar
Matís býður upp á foreldragreiningar í hrossum en þær greiningar eru mikilvægur hluti af kynbótastarfi íslenska hestsins sem hefur hlotið aukið vægi undanfarin ár. Með foreldragreiningu er ætterni hesta staðfest með vísindalegum hætti og það eykur öryggi allra kynbótaútreikninga til muna. Þessar greiningar eru einnig unnar í nánu samstarfi við RML. Starfsfólk RML og aðrir sýnatökuaðilar sjá um sýnatöku úr hrossum sem fer fram með svipuðum hætti og fólk nýtti sér þegar það tók Covid próf. Matís einangrar svo erfðaefnið og framkvæmir erfðagreiningarnar. Starfsfólk erfðafaghópsins greinir á bilinu 1.200 – 2.000 hross á hverju ári.
Hjá Matís er um þessar mundir unnið að því að bjóða einnig upp á erfðagreiningar í öðrum erfðasætum í hrossum. Helst eru það litagen og þekktir erfðagallar sem við erum að skoða. Íslenski hesturinn er afar litríkt hestakyn og það er hluti af ræktunarmarkmiðum að viðhalda litafjölbreytileika innan stofnsins. Litur í hrossum er ákvarðaður af 8-12 erfðasætum (genum) og það væri verðmætt fyrir íslenska hrossaræktendur að hafa aðgang að greiningum á þessum litagenum. Ráðunautar RML hafa sérstaklega orðið varir við áhuga á þessu meðal erlendra kaupenda á íslenskum hestum.
Sauðfé
Erfðagallar
Fáir erfðagallar valda miklu tjóni í íslenskri sauðfjárrækt og einungis tveir eru til verulegra vandræða en það eru Gul fita og bógkreppa. Hvort tveggja eru þetta víkjandi erfðagallar, sem þýðir að einstaklingar þurfa tvö eintök af gallaða geninu til að þau hafi áhrif. Gul fita orsakast af stökkbreytingu í geni sem brýtur niður tiltekin gul efnasambönd og veldur því að fitan fær gulleitan lit sem svipar til litar fitu á hrossakjöti. Gula fitan hefur engin áhrif á bragðgæði en sumar afurðastöðvar taka ekki við gripum sem sýna þennan erfðagalla og því getur þetta valdið fjárhagslegu tjóni hjá einstaka bændum. Matís bíður upp á erfðagreiningar á gulri fitu.
Bógkreppa er mun alvarlegri erfðagalli. Genið er óþekkt og því er enn ekkert erfðapróf til sem greinir arfbera. Erfðagallinn er ekki þekktur í öðrum sauðfjárkynjum en svipgerðin lýsir sér þannig að framfætur eru verulega vanskapaðir og lömb geta oft ekki staðið upp. Flestir einstaklingar eru því aflífaðir stuttu eftir burð. Vegna þess að erfðagallinn er víkjandi, þá getur hið gallaða gen leynst í hjörðum og ómögulegt er að uppræta gallann nema með erfðagreiningum.
Matís hefur stundað rannsóknir á bógkreppu undanfarin ár, í samvinnu við RML og Keldur, til að finna erfðagallann í erfðamengi sauðfjár og þróa erfðapróf. Búist er við fyrstu niðurstöðum þessara rannsókna í febrúar 2024.
Frjósemisgen og foreldragreiningar
Tveir erfðabreytileikar eru þekktir í íslensku sauðfé sem valda aukinni frjósemi hjá ám: Þoku- og Lóugen. Þetta eru stökkbreytingar í sama geni. Þegar genið er í arfblendnu ástandi, eykst frjósemi áa til muna og algengt er að þær eignist þá fjór- og fimmlembinga í stað ein- og tvílembinga. Þetta getur því verið afar mikilvægt tól í kynbótum og Matís hefur um árabil boðið upp á greiningar á þessum eiginleika.
Matís býður upp á foreldragreiningar í sauðfé, sambærilegar við foreldragreiningar í hestum og hundum. Mikið hefur verið greint af riðugeni á undanförnum árum og þá hefur stundið komið upp sú staða að arfgerð lamba stemmir ekki við arfgerð foreldra. Hægt er að nýta foreldragreiningar til að finna föður afkvæma. Þessar greiningar eru afar nytsamlegt tól í rannsóknum, sérstaklega þegar verið er að leita að erfðagöllum.
Arfgerðargreiningar á príongeni
Matís hefur boðið upp á arfgerðagreiningar á svokölluðu príongeni í sauðfé allt frá stofnun fyrirtækisins. Alls hafa um 10.000 kindur verið greindar hjá okkur. Riða er príonsjúkdómur sem hefur leikið Íslendinga grátt, þá sérstaklega á síðustu öld en einnig nú síðustu ár. Príonsjúkdómar eru öðruvísi en bakteríu- og veirusjúkdómar, þar sem riðusmitefni er prótein. Það inniheldur því ekkert erfðaefni. Riðu smitefnið breytir byggingu náttúrlegs príonpróteins sem er mikilvægt í taugakerfi spendýra. Á tilteknu svæði á príongeninu eru 6 sæti sem hafa áhrif á næmni sauðfjár gagnvart riðu. Þrjú þessara sæta eru mjög vel þekkt og verið er að rannsaka þrjú önnur sæti í geninu. Arfgerð gripa mun í náinni framtíð skipta mjög miklu máli í kynbótum og viðbrögðum Matvælastofnunar Íslands þegar riðusmit uppgötvast í hjörð.
Varðandi kynbótahliðina, þá er stefnir RML að því að innleiða verndandi arfgerðir mjög hratt í hjarðir í landshlutum þar sem riðusmit kemur regluglega upp og jafnt og þétt annarsstaðar á landinu. Með þessum aðferðum og aðgerðum verður mögulegt að hlífa ákveðnum arfgeðum við niðurskurði þegar riðusmit uppgötvast í hjörðum í framtíðinni. Matís hefur mannauð og tækjabúnað til að greina arfgerðir í sauðfé. Gert er ráð fyrir talsverðum fjármunum í fjárlögum 2024 til að arfgerðargreina sauðfé og starfsfólk Matís er tilbúið að sjá um þessar greiningar.
Hlaðvarpsþáttur um erfðir
Á dögunum kom út nýr þáttur af Matvælinu, hlaðvarpi Matís um rannsóknir og nýsköpun í matvælaframleiðslu. Þar var Sæmundur Sveinsson, fagstjóri erfða hjá Matís, viðmælandi og fjallaði hann um erfðarannsóknir og verkefni þeim tengd á auðskiljanlegan og skemmtilegan hátt. Mögulegt er að hlusta á þáttinn í heild sinni á öllum helstu hlaðvarpsveitum en einnig hér: Íslenskar búfjártegundir – erfðagreiningar og kynbótastarf
Sæmundur Sveinsson, fagstjóri erfða hjá Matís er viðmælandi í þessum þætti af Matvælinu og hann fjallar um erfðarannsóknir og kynbætur á íslenskum búfjártegundum á þann hátt að öll geta skilið og haldið athyglinni vel!
Á Íslandi eru sumir búfjárstofnar séríslenskir á meðan aðrir eru innfluttir. Nautgripir, hestar, sauðfé og geitur eru alfarið af íslenskum stofnum og það felur í sér að íslenskir aðilar eru þeir einu í heiminum sem sinna kynbótum á þessum fjórum búfjártegundum.
Hjá Matís hefur aðallega verið unnið með þrjár tegundir, þ.e. nautgripi, hesta og sauðfé og rannsóknir á þessum stofnum eru til umræðu hér.
Þátturinn er aðgengilegur í heild sinni á öllum helstu hlaðvarpsveitum og í spilaranum hér að neðan:
Hefð fyrir hákarlsáti á Íslandi er rík og hægt er að rekja hana langt aftur í aldir. Þrátt fyrir það hafa sárafáar vísindalegar rannsóknir verið gerðar til þess að skoða eða bæta verkunarferil þessara matvæla. Með styrk frá Matvælasjóði, hefur starfsfólk Matís í samvinnu við Bjarnarhöfn ferðaþjónustu, stærsta framleiðanda á kæstum hákarli á Íslandi, unnið að úrbótum þar á með verkefninu Hákarlsverkun.
Kæsing á hákarli (Somniosus microcephalus) er aldagömul varðveisluaðferð. Kæstur hákarl var lengi vel mikilvægur orku- og próteingjafi og jafnframt stór hluti af fæðu Íslendinga en er í dag aðallega borðaður sem góðgæti á þorranum. Kæstur hákarl er líka vinsæll hjá ferðamönnum sem gjarnan telja hann þjóðarrétt Íslendinga. Það er mikilvægt út frá menningarlegu sjónarmiði og íslenskri matarhefð að jafn einstakur framleiðsluferill og verkun hákarls er, verði áfram stundaður og að við höfum meiri vísinda- og tæknilega þekkingu á verkun hákarls til að tryggja að varan sé örugg og af réttum gæðum.
Hákarlsverkun skiptist í tvo hluta, annars vegar kæsingu og hins vegar þurrkun. Markmið verkefnisins Hákarlsverkun var að bera kennsl á og skilja hlutverk örveranna sem kæsa hákarlinn svo hann verði hæfur til manneldis. Einnig að meta hvort að það sé möguleiki að stytta verkunartímann og skilja hvaða áhrif mismunandi meðhöndlun á hráefninu í upphafi verkunar getur haft á lokaafurðina.
Snorri Páll Ólason vann verkefnið í meistaranámi sínu ásamt fleira starfsfólki Matís.
Kæsingarferilinn er í raun bæði varðveislu- og afeitrunarferill þar sem efnasamböndum sem innihalda ammoníak og eru talin stuðla að eitrunaráhrifum óverkaðs hákarls er umbreytt með ensímum örvera. Þessi efnasambönd sem finnast í miklum mæli í ferskum hákarli eru annars vegar þvagefni sem er sundrað í ammóníak og hins vegar Trimethylamine N- oxide (TMAO) sem er afoxað í Trimethylamine (TMA) og Dimethylamine (DMA). Eftir kæsingu er hákarlinn látinn hanga í opnum þurrkunarkofum sem kallast hjallar í nokkrar vikur eða mánuði. Í verkefninu voru gerðar samanburðarmælingar á verkun annars vegar á ferskum hákarli og hins vegar á hákarli sem búið var að frysta og þíða áður en hann fór í kæsingu. Hákarlinn í rannsókninni var verkaður í 13 vikur en þá var hann talinn tilbúinn til neyslu.
Hákarl í hjöllum
Sýni af hákarlinum voru tekin vikulega yfir kæsingarferilinn og aðra hverja viku yfir þurrkunarferilinn. Efna- og örverufræðilegar mælingar voru gerðar á öllum sýnum en jafnframt fór fram skynmat á hákarlssýnunum þegar þau voru talin hæf til neyslu þ.e. við þurrkunina. Efnafræðilegu mælingarnar mældu TMAO, TMA, DMA, sýru- og vatnsinnihald hákarlsins. Í örverumælingunum voru bæði framkvæmdar ræktanir á agarskálum en einnig mælingar með sameindalíffræðilegum aðferðum (16S rRNA raðgreining) sem gefa frekari möguleika á að meta magn og greina fjölbreytileika þeirra baktería sem taka þátt í kæsingu hákarlsins.
Verkefnið sýndi fram á það í fyrsta skipti hvaða bakteríur eru til staðar og í hversu miklum mæli yfir allan verkunarferilinn. Það er þessum bakteríum að þakka að hákarlsverkun hefur átt þátt í því að halda lífi í Íslendingum í gegnum aldirnar. Niðurstöður verkefnisins benda til þess að hægt væri að stytta kæsingarferilinn þar sem efnið TMAO eyðist á 5 vikum en hákarlinn er oft kæstur talsvert lengur. Einnig væri mögulegt að bæta ferilinn eða stýra honum með tilbúnum örveruræktum.
Efnamælingarnar sýndu fram á það að TMAO lækkaði niður fyrir greiningarmörk eftir fimm vikna kæsingu en um leið hækkaði sýrustigið í hákarlinum. Á sama tíma jókst styrkur myndefnanna TMA og DMA. Jafnframt leiddi verkefnið í ljós að fjölbreytt örveruflóra tekur þátt í kæsingu hákarls. Örverutalningar á ræktunarskálum sýndu að vöxtur heildarfjölda örvera og þekktra skemmdarbaktería var mikill fyrstu vikurnar í kæsingunni en lækkaði síðan hratt og hélst þannig í gegnum lokaskrefið í þurrkuninni.
Sameindalíffræðileg greining á hákarlabitunum leiddi í ljós hægfara breytingar á samsetningu bakteríuflórunnar á meðan að kæsingin stóð yfir, sem skipti kæsingarferlinu í þrjá aðgreinda fasa en miklar breytingar á samsetningu bakteríuflórunnar stöðnuðu við þurrkunina. Sameindalíffræðilegar aðferðir hafa ekki verið nýttar áður til þess að meta heildar verkunarferil hákarls svo vitað sé en þær gefa góða mynd af fjölbreytileika örveruflórunnar í hákarlabitunum.
Greinilegur munur var á samsetningu upphafs örveruflórunnar eftir því hvort hráefnið var ferskt eða þítt. Þegar leið á kæsinguna varð samsetningin hins vegar sambærileg hjá ferskum og þíddum hákarli. Samband fannst á milli mikils styrks af TMAO og bakteríuættkvíslanna Photobacterium og Pseudoalteromonas í upphafsfasa kæsingar og auk þess fannst samband á milli mikils styrks af TMA/DMA og bakteríuættkvíslanna Atopostipes, Pseudomonas og Tissierella í lokafasa kæsingar.
Hákarlinn skorinn fyrir rannsóknina.
Framtíð rannsókna á hákarli.
Þessu verkefni, Hákarlsverkun, er nú lokið en vinnan við það vakti upp alls kyns spurningar sem gaman væri að leita svara við með frekari rannsóknum. Sem dæmi segja verkendur að u.þ.b. einn af hverjum fjórum hákörlum verkist ekki rétt heldur skemmist afurðin þrátt fyrir að allir ferlar séu nákvæmlega eins fyrir allt hráefnið. Þetta gæti haft eitthvað með örveruflóruna að gera en vonandi munu framtíðar rannsóknir Matís í samstarfi við hákarlsframleiðendur leiða það í ljós.
Hlaðvarpsþáttur
Snorri Páll Ólason vann þetta verkefni í masternámi sínu ásamt fleira starfsfólki Matís en hann var viðmælandi í Matvælinu, hlaðvarpsþætti Matís um rannsóknir og nýsköpun í matvælaframleiðslu. Í þættinum segir hann frá verkefninu og því sem í því fólst á lifandi og skemmtilegan hátt. Hlustið á hlaðvarpsþáttinn hér: Verkaður hákarl, þjóðarréttur Íslendinga?
Snorri Páll Ólason er viðmælandi í Matvælinu að þessu sinni. Hann ræðir meistaraverkefnið sitt, Hákarlsverkun, sem unnið var í samstarfi við Bjarnarhöfn ferðaþjónustu, stærsta framleiðanda á kæstum hákarli á Íslandi með styrk frá Matvælasjóði.
Hefð fyrir hákarlsáti á Íslandi er rík og hægt er að rekja hana langt aftur í aldir. Þrátt fyrir það hafa sárafáar vísindalegar rannsóknir verið gerðar til þess að skoða eða bæta verkunarferil þessara matvæla. Snorri ásamt fleria starfsfólki Matís vann að úrbótum þar á.
Spjallið við Snorra er létt og skemmtilegt þar sem hann fer til dæmis yfir menninguna í kringum hákarlsát, vísindin sem liggja að baki því að verkun á hákarli er nauðsynleg þar sem kæsingin er bæði varðveisluaðferð og afeitrunarferill, lífseigar mýtur um kæsingu og margt fleira.
Hlustið á þáttinn í heild sinni á öllum helstu hlaðvarpsveitum eða í spilaranum hér að neðan:
Hákarl is a unique traditional Icelandic product and is obtained by fermenting and drying Greenland shark (Somniosus microcephalus). However, little is known about the chemical and microbial changes occurring during the process. In this small-scale industrial study, fresh and frozen shark meat was fermented for eight and seven weeks, respectively, and then dried for five weeks. During the fermentation, trimethylamineN-oxide levels decreased to below the limit of detection within five weeks and pH increased from about 6 to 9. Simultaneously, trimethylamine and dimethylamine levels increased significantly. Total viable plate counts, and specific spoilage organisms increased during the first weeks of the fermentation period but decreased during drying. Culture-independent analyses (16S rRNA) revealed gradual shifts in the bacterial community structure as fermentation progressed, dividing the fermentation process into three distinct phases but stayed rather similar throughout the drying process. During the first three weeks of fermentation, Photobacterium was dominant in the fresh group, compared to Pseudoalteromonas in the frozen group. However, as the fermentation progressed, the groups became more alike with Atopostipes, Pseudomonas and Tissierella being dominant. The PCA analysis done on the chemical variables and 16S rRNA analysis variables confirmed the correlation between high concentrations of TMAO and Pseudoalteromonas, and Photobacterium at the initial fermentation phase. During the final fermentation phase, correlation was detected between high concentrations of TMA/DMA and Atopostipes, Pseudomonas and Tissierella. The results indicate the possibility to shortening the fermentation period and it is suggested that the microbial community can potentially be standardized with starter cultures to gain an optimal fermentation procedure.
