Funksjonelle egenskaper i fababønner (Vicia faba L.) ved varierende pH og ionestyrke

Abstract

Belgvekster er en viktig proteinkilde for en stor del av verdens befolkning, spesielt der ressursene er knappe og tilgjengeligheten av animalskprotein er lav. I vestlige land i dag brukes mesteparten av belgvekstene som dyrkes til produksjon av fôr. Som et resultat av den økende befolkingen, er det forventet lavere matsikkerhet i fremtiden hvis ikke ressursene begynner å brukes mer optimalt. Ved at flere begynner å basere kostholdet på vegetabilske proteinkilder, vil det kunne produseres mer bærekraftig mat sammenlignet med produksjon av kjøtt. For at flere skal velge vegetarisk må det undersøkes hvordan holdninger befolkningen har til å velge vegetarisk, slik at det kan forskes på funksjonelle og sensoriske egenskaper i proteinrike planter slik at produkter som befolkningen vil ha kan lages. Hensikten med denne oppgaven var å undersøke et utvalg av funksjonelle egenskaper i en proteinfraksjon av fababønner. Det ble gjennomført analyser på proteinfraksjoner for å undersøke proteininnhold og aminosyresammensetning før funksjonelle egenskaper som proteinløselighet, viskositet, gel og skum ble undersøkt. Funksjonelle egenskaper påvirkes i stor grad av konsentrasjon, pH, ionestyrke og interaksjoner med andre komponenter. Analysene på funksjonelle egenskaper ble gjennomført ved varierende pH på 3, 4, 5, 6 og 7 og varierende ionestyrke på 0, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5 og 1 M NaCl.

Proteinfraksjonen hadde et proteininnhold på 56 %. Aminosyresammensetningen inneholdt essensielle aminosyrer, men inneholdt lite av tryptofan og de svovelholdige aminosyrene metionin og cystein. Proteinløseligheten var lavest ved pH 4, men ved økende ionestyrke ble det også observert en økende løselighet. Det isoelektriske punktet ble derfor antatt til å være ved cirka pH 4. Ved pH-verdier fra det isoelektriske punktet ble det observert at endring av ionestyrke påvirket proteinløseligheten i mindre grad. Viskositetsmålingene viste at høyere konsentrasjon av proteinfraksjonen i prøvene resulterte i høyere viskositet. Ved 10 % konsentrasjon ble det også observert en økning av viskositet ved økende pH. Målinger som ble utført for å undersøke gelegenskaper viste at stivheten og gelstyrken var høyere i geler med høyere konsentrasjon av proteinfraksjon sammenlignet i geler med lavere konsentrasjon ved alle pH-verdier. Stivheten var høyest ved pH 3, 4 og 5 og lavest ved pH 7. Proteinfraksjonen viste god skumevne, men viste ikke god skumstabilitet sammenlignet med eggehvitepulver. Skumevnen er var dårligst ved pH 4, men ved denne pH-verdien var skummet mest stabilt. Signifikante forskjeller ved endring av pH og ionestyrke ble observert for både skumevne og skumstabilitet.

Legumes are an important source of proteins for large segments of the world´s population, especially in countries where the resources are scarce. In the western countries today, a large amount of the legumes being grown are used in animal feed. Because of the growing population in the world, weaker food security is expected in the future if the resources are not being used more optimally. If more people start basing their diet on plant-based protein sources, more sustainable foods will be produced compared with the production of meat and animal-based products. To influence the population to eat more plant proteins it is important to determine the populations attitude to plant-based products and do research on the functional and sensory properties in protein rich plants, so products can be made. The aim of this thesis was to determine some of the functional properties in a protein fraction of faba beans. Analyses of the protein fraction was done to examine the protein content and the amino acid composition was done. The functional properties such as protein solubility, viscosity, gelation and foam were analyzed. Concentration, pH, ionic strength and interactions with other components are all factors affecting the functional properties. The analyses of the functional properties were conducted with different pH-values of 3, 4, 5, 6 and 7 and varying ionic strength of 0, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5 and 1 M NaCl.

The protein fraction consisted of 56 % crude protein. The amino acid composition contained essential amino acids, but small amounts of tryptophan and the sulfurous amino acids methionine and cysteine. The protein solubility was lowest at pH 4, but the solubility increased with an increasing ionic strength. The isoelectric point was therefore measured to be around pH 4. The solubility analysis also showed that pH-values away from the isoelectric point did not get very affected by the adjustment of the ionic strength compared to pH-values close to the isoelectric point. Measurements of viscosity showed that the viscosity increased with increasing concentration of the protein fraction in the samples. At 10 % concentration of the protein fraction an increasing viscosity with increasing pH-values was observed. Measurements on gelling properties showed that the gel stiffness was higher in the gels with higher concentrations of the protein fraction at all pH-values. The el strength was highest at pH 3, 4 and 5 and lowest at pH 7. The protein fractions showed a good foam ability, but weak foam stability. The foam ability was weakest at pH 4, but the foam was more stable at this pH-value. Significant differences by altering the pH and ionic strength was observed at both foam ability and stability.