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

Skördepåverkan av frilevande nematoder i sockerbetor och morötter - PCR, skadetrösklar och sorter
Åsa Olsson,

Projektnummer: O-15-20-313 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 september 2019

Växtodling
Socker

The aim of this project is to show the importance of liming and growing inter crops on soil fertility and
reduced storage losses in sugar beet and carrots. The aim is also to show the economical benefits for the
farmers. The hypothesis behind the actions are that they increase the biological …

Läs mer

Utsädesbehandling med mineralnäring ökar uppkomst, tillväxt och skörd i höstvete och vårraps
Eva Stoltz,

Projektnummer: O-15-20-299 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 augusti 2019

Växtodling

Mineral nutrients applied as seed dressing is an unexplored potential in Swedish crop production. Autumn and spring are often unfavorable for germination with cold and wet climate, especially in central Sweden. Under such climate conditions, seed dressing with mineral nutrients may improve …

Läs mer

Benchmark för framgångsrik företagsledning i lantbruket - förstudie och metodutveckling
Ove Karlsson

Projektnummer: O-15-21-585 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 26 augusti 2019

Matfågel
Växtodling
Energi & biomassa
Kött
Mjölk
Socker
Trädgård

The aftermath goal of this project is to increase competitiveness of Swedish agriculture by developing a higher level of managerial knowledge and skillset. The project's initial targets is: 1) what can we learn from previous research? Make a list of similar surveys both national and international …

Läs mer

Betydelsen av utfodringsrutinen av råmjölk för utveckling av bakteriefloran i magtarmkanalen och andningsvägarna hos nyfödda kalvar.
Bengt-Ove Rustas, SLU

Projektnummer: V1430021 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 13 augusti 2019

The basis for sustainable dairy production is set in the newborn heifer calf. Earlier research has demonstrated that weight gain and health during early life influence the adult calf's production capacity, partly an effect of nutrition. Probably the microbiota in the gastrointestinal tract (GIT) …

Läs mer

Hållbart djurfoder med alger och musslor
Catherine Legrand

Projektnummer: O-15-20-559 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 juli 2019

Matfågel

The vision is to reduce imported soybean and develop a sustainable and locally produced animal feed from marine substrate such as microalgae and blue mussels for the poultry industry. Algae have a good potential to be a feed ingredient due to high protein, essential dietary amino acids and oil …

Läs mer

Pilot study of growth in different planting densities and the rotation period of poplar plantations.
Theo Verwijst

Projektnummer: O-15-22-561 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 27 juni 2019

Energi & biomassa

A recent published study (Rytter et al., 2011) points to the large poplar biomass production in short time, but knowledge of management practices lacks for Nordic conditions. Individual landowners have little help or guidance in selecting the optimal time for harvesting or planting density in …

Läs mer

Använd fånggrödor som mellangrödor för ökad produktivitet och minskade förluster av N och P
Linda Tufvesson

Projektnummer: O-15-23-569 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 27 juni 2019

Växtodling
Energi & biomassa

High nutrient use efficiency is important for competitiveness in plant production. This project investigates intermediate crops (IC), harvested as biogas substrate, for increasing productivity and nitrogen efficiency, while decreasing the environmental impact. Substantial nitrogen leakage after …

Läs mer

Odlingssystemens effekter på kolinlagring i jordbruksmark - kunskapsbank och modellering
Thomas Kätterer

Projektnummer: O-15-23-552 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 27 juni 2019

Växtodling
Energi & biomassa

We intend to build a user-friendly decision-tool for farmers with a web-based interface. The project focuses on concept development and integration of data concerning the effect of different cropping- and management systems on soil fertility and carbon sequestration from applied research in Swedish …

Läs mer

God skötsel av skyddszoner för effektivare växtnäringsretention
Ararso Etana, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: H1333159 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 14 juni 2019

We are currently evaluating the effectiveness of grass buffer strips (GBS-eff) for nutrient retention. Today, there are no obligations to cut or remove the grass on GBS which may lead to phosphorus (P) saturation. In the on-going field experiments we are testing if removal (harvesting) the grass …

Läs mer

Digitaliserad grisproduktion: Hur långt har vi kommit och hur går vi vidare?
Lisa Blix Germundsson, Sveriges Lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-18-62-991 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 11 juni 2019

Project aims: - Provide information and improve knowledge about influence of management strategies in pig production systems on farmers’ daily work efficiency.
- Provide information and improve knowledge about data-related infrastructure on farm-level and opportunities for data-exchange between …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev