Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Filtreringsmetoder för utvinning av växtproteiner avsedda för morgondagens produktion av livsmedel

Status: Avslutat
Projektnummer: O-17-20-982
Kategori: Focus area | Food & feed
Branschområden: Växtodling
Ansökningsår: 2017
Datum för slutrapport: 30 juni 2021
Huvudsökande: Marilyn Rayner
Organisation: Marilyn Rayner
E-postadress: marilyn.rayner@food.lth.se
Telefon: 046 222 4743
Medsökande: Ingegerd Sjöholm
Medsökande: Frank Lipnizki
Beviljade medel: 2 918 000 SEK

We are facing a protein shift in which a portion of the animal based protein in our diet needs to be replaced by plant proteins to reduce the climate impact from the food sector. Many agricultural by-streams contain high value proteins not used to their full potential. We aim to recover proteins from by-streams from rapeseed oil production and quinoa starch isolation by membrane technology to recover and concentrate proteins, and reduce unwanted compounds in a cost efficient way. Key challenges are optimization of pre-treatments and maximize the protein yield through membrane material/module choices, and operating conditions (temperature, pressure, etc.). Techniques are currently used in the dairy industry, but need to be optimized for this application. The impact for the industry is: farmers can increase revenues via by-stream valorization, new protein foods with low climate impact can be created, the import of soy can be reduced, and jobs created in Sweden.

Vi står inför ett proteinskifte där en del av det animaliska proteinet bör ersättas av vegetabiliskt protein för att sänka klimatpåverkan från livsmedelssektorn. Många agrikulturella restströmmar innehåller högvärdigt protein som idag inte utnyttjas till sin fulla potential. I det aktuella projektet vill vi rena upp och koncentrera protein från restströmmar från rapsoljeproduktion samt isolering av quinoa-stärkelse på ett kostnadseffektivt sätt. Här är membranprocesser nyckeln. De huvudsakliga utmaningarna i projektet är att optimera förbehandlingen före membranprocesserna och att justera membranprocessbetingelser för att maximera proteinutbytet genom att välja rätt membranmaterial, driftinställningar, tryck och temperatur. Teknikerna finns på plats och behöver optimeras för syftet. Nyttan för näringen är att lantbrukare får bättre betalt för hela sin gröda. Dessutom skapas nya proteinrika klimatsmarta livsmedel, import av soja kan minska och fler arbetstillfällen skapas i Sverige.

Protein från rapskaka är en underutnyttjad resurs som är källa till högkvalitativa växtbaserade proteiner. Trots ett högt proteininnehåll och en balanserad sammansättning av aminosyror har användningen av rapskaka hittills varit begränsad till djurfoder på grund av dess innehåll av anti-nutrienter och bittersmakande ämnen. Detta projekt har fokuserat på att ta tillvara rapskakans proteiner för att skapa ett proteinkoncentrat med reducerad halt anti-nutrienter och förbättrad smak.
Genom att lösa upp proteinerna under alkaliska förhållanden var det möjligt att avlägsna skalresterna och fibrer från proteinlösningen. Därefter kunde proteinerna utfällas genom pH sänkning och proteinerna kunde samlas upp som ett proteinkoncentrat. Detta proteinkoncentrat hade en låg halt av anti-nutrienter, men smaken var fortfarande bitter. Detta kunde lösas genom att sänka pH under extraktionen. Detta resulterade i ett mer välsmakande protein som sedan ytterligare kunde renas genom ultrafilrering.

Vid pressning av rapsfrön till rapsolja går det åt 3 kg rapsfrön till varje kilo rapsolja. De resterade 2 kg blir en pressrest kallad rapskaka. Denna rapskaka har ett högt proteininnehåll på ca 30 % och har en balanserad sammansättning av aminosyror vilket gör att proteinerna i denna rapskaka skulle lämpa sig som livsmedel. Trots detta används rapskaka idag främst som djurfoder. Detta beror på rapskakans innehåll av anti-nutrienter och ämnen som ger den en bitter smak. Hade det varit möjligt att ta till vara på proteinerna i rapskakan och använda dessa som en ingrediens till livsmedel hade dessa proteiner kunnat räcka till en mycket större mängd mat än idag, då, mellan 79- 97 % av proteinerna i ett djurfoder försvinner i djurens metabolism. Ett livsmedel baserat på rapsproteiner har därför en drastiskt lägre klimatpåverkan än dess djurbaserade motsvarighet.
Vi har visat att genom att lösa upp proteinerna från rapskakan kan fröskal och fibrer avskiljas från den proteinhaltiga vätskan. Genom att sänka vätskans pH koagulerar proteinerna på samma sätt som vid ost- eller tofu-tillverkning och en fast proteinmassa skapas. Denna proteinmassa har ett lågt innehåll av anti-nutrienter men under lång tid har det varit ett problem med dess bittra smak, vilket har varit huvudorsaken till att vi hittills inte kunnat se produkter baserade på rapsproteiner i mataffären. Ifall smaken på proteinmassan förbättras kan denna användas på liknande sätt som proteinkoncentrat från soja används idag, som för att göra växtbaserade köttanaloger eller växtbaserad glass.
Genom att lösa upp proteinerna under mildare förhållanden, vid neutralt pH i stället för som tidigare höga pH, var det möjligt att få en proteinprodukt med mildare smak. Nackdelen är att den mildare behandlingen av proteiner gör att en lägre andel av rapskakans proteiner går upp i lösning, men med tillsatts av vanligt koksalt kunde hälften av rapskakans proteiner lösas upp. Därefter renas proteinerna med hjälp av ultrafiltrering, filter som är så täta att de kan hålla tillbaka proteiner medan ämnen som har en mindre storlek, som salter och bitterämnen, kan passera. Med ultrafiltreringen kunde lösningens volym minskas med 80 %. Då proteinerna hålls tillbaka av membranet men orenheter med liten storlek kan passera så får man samtidigt en högre proteinkoncentration och ett renare protein i koncentratet.
För att utnyttja rapskakan till största möjliga grad är det av intresse att även ta vara på den andra hälften av rapskakans proteiner som finns kvar i rapskakan efter den första lakningen. Genom att extrahera om den kvarvarande lakade rapskakan vid högre pH kunde nästan 80 % av rapskakans totala proteiner tas till vara. De proteiner som fås från denna andra extraktion har en bitter smak men skulle kunna användas till mer tekniska användningsområden som t. ex. som bindemedel eller bioplast.
Vi har kunnat göra flera framsteg mot målet att kunna producera växtproteinbaserade livsmedel gjorda på närodlad raps. Halten av anti-nutrienter är inte längre ett problem och framsteg har gjort mot att producera ett alltmer välsmakande rapsprotein. Arbetet fortsätter och ytterligare framsteg väntas inom kort.

 

Antal träffar i projektbanken: 1676

Att förbereda för framtiden: uthålliga odlingssystem utan glyfosat
Alexander Menegat

Projektnummer: O-19-20-299 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production

We work with the vision that it possible to reduce herbicide use and completely abandon glyphosate in reduced and no-till systems by promoting soil health and crop vigour through a diverse crop rotation, cover crops and mechanical weed control. In field experiments, we compare innovative glyphosate …

Läs mer

Går det att höja vallskördarna med enstaka bevattningsgivor - vad händer med kvaliteten?
Ingrid Wesström

Projektnummer: O-19-20-316 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Milk

Climate change has brought about changing conditions for agriculture. In recent years precipitation deficit during the growing season has led to a shortage of forage in Sweden. During dry years, irrigation is necessary to achieve optimal yields. In addition, irrigation can bring about positive …

Läs mer

Beslutsstöd och integrerade bekämpningsstrategier för rapsskadegörarna skidgallmygga och blygrå rapsvivel
Peter Anderson

Projektnummer: O-19-20-320 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production

The Brassica pod midge Dasineura brassicae and its facilitator, the cabbage seed pod weevil Ceutorrhynchus obstrictus, have caused serious damage in oilseed rape crops during the last few years. No locally adapted IPM strategies exist, including pesticide management thresholds with evidentiary …

Läs mer

Innovativ salixförädling för fossilfritt drivmedel
Ann Christin Rönnberg-Wästljung

Projektnummer: O-19-22-292 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Energy and biomass

The conversion into a bio-based economy in Sweden requires a broad range of initiatives. One of the challenges is that additional sources of biomass will be needed. High yield potential, low conversion and production costs are critical success factors for new raw material. Salix is an energy crop …

Läs mer

SamZoner 2.0 - Optimering av multifunktionella skyddszoner för ökad biologisk bekämpning och pollinering
Maria Viketoft

Projektnummer: O-19-23-298 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Horticulture

Adding flowers to the cropping system that support beneficial insects is a promising option to achieve crop protection
in Swedish agriculture and horticulture. However, the wide-spread adoption of this approach has been hampered by
limited economic benefit and the risk of propagating pests and …

Läs mer

Brukningsmetoder för ökad markkvalité och högre skördestabilitet under extremväder
Thomas Keller

Projektnummer: O-19-23-309 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production

Climate projections for Sweden indicate higher temperatures during summer and larger variability in precipitation between years. This poses enormous challenges for Swedish agriculture. The main aim of this project is to investigate relationships between soil management, soil quality and crop yield. …

Läs mer

Syntes av unga lantbrukares förutsättningar och möjligheter för ett hållbart och produktivt lantbruksföretag som omfattar betesmarker och vattenvård
Eva Edin, HS Konsult AB

Projektnummer: JTI-19-82-289 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Kim, aged 24, is to take over Grandpa's dairy farm with a large acreage of land and natural pastures. The synthesis will address the development opportunities of the farm based on knowledge regarding cultivation systems, technical solutions and animal husbandry, but above all highlight unresolved …

Läs mer

Vägen till cirkulära ekonomi i svenskt jordbruk för ökad återvinning av växtnäring och för effektiv och hållbar produktion
Erik Sindhöj, RISE

Projektnummer: JTI-19-82-291 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Applying circular economy principles to agriculture is a systematic approach to reduce the environmental and climate impact of agriculture while increasing efficiency, production and profitability. The road to circular agriculture requires that we 1) minimize external inputs, 2) reduce losses and …

Läs mer

En ny behandling av ekvint metabolt syndrom med potential att förebygga fång
Johan Bröjer, Swedish Univeristy of Agricultural Sciences

Projektnummer: H-19-47-479 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Insulin dysregulation (ID), a condition with excessive hyperinsulinemia, is the most common cause of laminitis in the horse. Insulin dysregulation is a core component of equine metabolic syndrome. Management strategies for ID include feeding diets low in non-structural carbohydrates, but excessive …

Läs mer

Funka till häst - erfarenheter av hästrelaterade sport- och fritidsaktiviteter bland personer med intellektuella funktionsnedsättningar
Marie Gustavsson, Linköpings universitet

Projektnummer: H-19-47-485 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

This study focuses on the meaning of equine related sports- and leisure activities in the life of persons (children, young and adults) with intellectual disabilities (ID). Regarding equine related activities aimed at people with disabilities people with ID is the largest group who take part in such …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev