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

Basfinansiering fältförsöksverksamhet (Sverigeförsöken) växtskydd 2019
Ola Hallin, Hushållningssällskapets Service AB

Projektnummer: S-18-60-001 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 29 januari 2020

In order to achieve high yield with high quality a controlled effort with plant protection products is required, an important tool for keeping the crop free from diseases that both decrease yield and lower the payment-based level of the harvest at delivery as well as improves quality storage of the …

Läs mer

Basfinansiering fältförsöksverksamhet (Sverigeförsöken) ogräs 2019
Ola Hallin, Hushållningssällskapens Service AB

Projektnummer: S-18-60-002 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 29 januari 2020

Weed competes with the crop for light, water and nutrients. Competition for resources can cause crop losses which in some cases can be significant, as well as provide a crop of poorer quality. It is therefore important to develop strategies that keep weeds at a reasonable level. Not keeping the …

Läs mer

Basfinansiering fältförsöksverksamhet (Sverigeförsöken) odlingsmaterial 2019
Ola Hallin, Hushållningssällskapens Service AB

Projektnummer: S-18-60-008 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 29 januari 2020

Choosing the right variety (ies) for your soils, places, crop sequences, cultivation goals, etc., etc. are fundamental to being able to achieve success with your cultivation. It is also necessary to know which cultivation measures individual varieties requires to achieve the desired results under …

Läs mer

Frihet från smittsamma sjukdomar hos nöt - vägen till bättre hälsa, produktion och resistensläge
Björn Bengtsson,

Projektnummer: O-15-20-330 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 17 januari 2020

Kött
Mjölk

This project investigates the impact of infections with bovine respiratory syncytial virus (BRSV) and bovine corona virus (BCV) in dairy herds on overall disease burden in the herd, usage of antibiotics, prevalence of antibiotic resistances and herd productivity. The aim is to document the …

Läs mer

Test av belastningsfördelning på underlag med olika mjukhetsgrad och spaltöppningar för nötkreatur
Evgenij Telezhenko

Projektnummer: O-16-20-781 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 31 december 2019

Kött
Mjölk

The purpose of the project is to measure pressure distribution of cattle claws on solid and slatted floors with varying softness and slot openings. The aim is to produce recommendations for the design of floors for cattle that better meet animal welfare requirements. Floor tests will be made using …

Läs mer

Lönsamheten för odling på marginalmarker
Daniel Nilsson

Projektnummer: O-16-21-775 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 31 december 2019

Växtodling
Energi & biomassa

In Sweden, thousands of hectares of agricultural land are not being actively used for agricultural production. Some
reasons are small and irregular-shaped fields, low soil fertility, distant fields, etc. These so-called marginal fields are
often non-profitable and they may be abandoned in the …

Läs mer

Hur stödjer vi bäst implementering av innovationer i lantbruket - exemplet Yara N-sensor
Magnus Ljung

Projektnummer: O-16-21-763 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 december 2019

Växtodling

The aim of this project is to take different actors perspectives in describing the process through which Yara N-sensor went from a decision support system used by a few early adopters to a well-known sensor used by extension services and authorities as a base for fertilisation recommendations …

Läs mer

Utvärdering av differentierade somatiska celler som verktyg för förbättrad juverhälsoutvärdering.
Fredrik Westerberg, Eurofins Steins Laboratorium

Projektnummer: R-18-26-012 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 27 december 2019

Swedish milk needs to be more internationally competitive. To achieve this objective costs related to production need to decrease at the same time as customer perceived values are strengthened and more clearly communicated. Lowering the incidence of mastitis reduces the production cost for farmers. …

Läs mer

Långsiktig fosforförsörjning från mark - utvärdering av P-AL och betydelsen av stabila fosforformer
Jon Petter Gustafsson,

Projektnummer: O-15-23-311 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 20 december 2019

Växtodling

In Sweden, fertilization recommendations are based on results obtained from the P-AL (ammonium lactate) soil test, which is supposed to provide the potentially available phosphorus (P). There are known deficiencies with this method, for example that it is poorly suited to determine the availability …

Läs mer

Ny teknik för grobarhetsbedömning av spannmål
Thomas Börjesson

Projektnummer: O-15-20-576 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 20 december 2019

Växtodling

In this project we intend to study different methods to objectively monitor the germination of seeds. In the project we will both study cereal seeds and malting barley. The methods that we intend to compare are isothermal calorimetry and two image analysis systems. One of the systems is well …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev