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: 1745

Analys av rotgallnematod i jord med ny DNA-metod
Zahra Omer, HS Konsult AB

Projektnummer: R-18-25-022 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 juni 2022

The root-knot nematode, Meloidogyne hapla, is an increasing problem in carrot cultivation in Sweden and Europe. Soil analysis is extremely important to plan sustainable crop rotations, reduce nematode multiplication in soil and eventually minimize yield loss. Traditional soil analyses are time …

Läs mer

Autonom styrning för förbättrad växtproduktion
Gunnar Larsson

Projektnummer: O-19-21-317 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 23 juni 2022

Crop production
Energy and biomass
Horticulture

Automation technology is developing rapidly, not least in agriculture. Several of the biggest challenges in vehicular automation technology, such as complex interactions with other road users, are less problematic for agricultural vehicles than for road vehicles. There is therefore potential for …

Läs mer

Säkrad mikrobiell kvalitet hos grovfoder och mjölkråvara för lönsam produktion av långlagrad ost
Åse Lundh

Projektnummer: O-16-20-764 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 22 juni 2022

Mjölk

Increased production and export of products with high added values, e.g. long-ripened hard cheeses, are considered important steps for a positive development of the Swedish dairy sector. Increased investment in Swedish premium cheese will, however, require increased volumes of high quality raw milk …

Läs mer

En mänsklig sida av hästvälfärden
Petra Andersson, Göteborgs universitet

Projektnummer: H-18-47-401 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 3 juni 2022

The goal of the applied project is to shed light on overlooked aspects of the complex subject of horse welfare.
Because of the specific position stall owners have, they are especially suitable to contribute to our knowledge about
the possibilities and limitations that set the conditions for …

Läs mer

Hästsparkas anslagsenergi - underlag för dimensionering av stallinredning och byggnadskonstruktioner
Madeleine Magnusson, Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU

Projektnummer: H-14-47-006 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 18 mars 2022

The aim is to get basic data for testing impact energy resistance of stable fittings and building elements. The goal is to quantify potential impact energy of horse kicks in order to elucidate the implication of “sufficient strength to resist horse kicks”, which is a demand for stable fitting …

Läs mer

Integrerad bekämpning av klumprotsjuka-avgörande för hållbar höstrapsproduktion
Ann-Charlotte Wallenhammar

Projektnummer: O-16-20-765 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 28 februari 2022

Växtodling

Clubroot disease is a serious threat to OSR production in Sweden and genetic resistance is the most important factor in a cropping strategy. The aim is to develop a concept for integrated production of winter OSR supported by DNA technology. Infestation levels and yield of resistant and susceptible …

Läs mer

Mugg och rasp på dölehästar och nordsvenska brukshästar: förekomst, diagnostik och behandling
Giulio Grandi, Statens Veterinärmedicinska Anstalt

Projektnummer: R-17-47-196 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 21 februari 2022

Pastern-cannon bone dermatitis (PCBD) is a collective name for an inflammation of the skin on the lower parts of horse legs. Breeds with heavy feathered legs especially tend to contract this disease. The aim of this Swedish – Norwegian study is to improve the possibilities of successfully …

Läs mer

Förekomst av fotrötebakterien och smittsam digital dermatit (CODD) hos svenska slaktlamm
Sara Frosth

Projektnummer: O-19-20-310 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 26 januari 2022

Meat

Both footrot and contagious ovine digital dermatitis (CODD) can cause extensive damage to the feet of affected sheep, and cause both suffering and financial losses. The aim of the proposed one-year project is to gain new knowledge about these two infectious feet diseases and their respective …

Läs mer

Det är inne att vara en utehöna
Helena Aronsson

Projektnummer: O-16-23-751 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 21 januari 2022

Matfågel

Innovative outdoor poultry production farms are faced with new challenges. Therefore we intend to: 1) Develop user-friendly guidelines for risk assessment of nutrient load and losses in outdoor systems 2) Identify possible improvements and technical solutions for reducing risk of phosphorus losses …

Läs mer

Finding key parameters for improved forage utilization and lowered methane emissions in dairy cows
Rebecca Danielsson

Projektnummer: O-16-23-762 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 19 januari 2022

Mjölk

The aim of this project is to investigate individual differences in the rate of passage of feed, feed efficiency, microbial flora and methane production in cows with different ability to consume large proportion of roughage.
Our previous studies show that methane production differs between cows …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev