Undersøkelse av tørrfraksjonering av åkerbønner dyrket i Norge

Abstract

I en verden med økende befolkning, er det nødvendig å øke matproduksjonen for å sikre nok mat. I Norge har bruk av belgvekster til mat økt de siste årene. Prosjektet FoodProFuture jobber med å utvikle kunnskap om produksjon, og utnytting av proteinrike belgvekster i Norge. FoodProFuture har hatt fokus på dyrking av erter og åkerbønner, da dette er miljømessig bærekraftige proteinkilder som trolig vil få en større rolle i det norske landbruket i årene som kommer. Ny teknologi har gjort det mulig å fremstille proteinrike fraksjoner fra erter og åkerbønner til bruk i nye matvarer. Et eksempel på en ny prosesseringsmetode som er utviklet, er tørrfraksjonering. Tørrfraksjonering er en prosess som kan fremstille en proteinrik fraksjon (fin fraksjon) og en stivelsesrik fraksjon (grov fraksjon) fra plantebaserte produkter med høyt proteininnhold. Den fine fraksjonen kan brukes som ingrediens i ulike matvarer som eksempelvis snaks, proteinbarer og melblandinger. I denne oppgaven var målet å teste om fire sorter åkerbønner var egnet for tørrfraksjonering. Ulike fraksjoneringsbetingelser har blitt undersøkt, hvor særlig proteininnholdet i de fine fraksjonene har blitt målt opp mot mengdeutbytte i de fine fraksjonene for å studere effekten av økende fraksjoneringshastigheter. For å karakterisere de ulike egenskapene til sortene, ble det utført følgende analyser; proteininnhold, innhold av stivelse, vanninnhold, partikkelstørrelse, vannbindingsevne, oljebindingsevne og lavmolekylære karbohydrater. Resultatene viste at proteininnholdet i fin fraksjon økte med økende fraksjoneringshastighet, samtidig som mengdeutbytte av denne fraksjonen ble redusert. Det var liten økning i proteininnhold ved å øke fraksjoneringshastigheten utover 10 000 rpm. Den optimale hastigheten ble derfor funnet ved 10 000 rpm, hvor de fine fraksjonene i gjennomsnitt hadde proteininnhold på 69,4 %, stivelsesinnhold på 5,5 %, og mengdeutbytte på 28,2 %. Forsøket inkluderte sorter dyrket i to sesonger, hvor de i hovedsak responderte likt på behandlingen. Ved 10 000 rpm ble det målt et signifikant høyere proteininnhold i sorten Sampo sammenlignet med de tre andre sortene. Fin fraksjon hadde lavere vannbindingsevne enn råmateriale og det ble også funnet at fin fraksjon hadde høyere innhold av α – galaktosider (raffinose, stachyose og verbascose) sammenlignet med råmateriale. Denne oppgaven har vist at de fire sortene åkerbønner har tilfredsstillende kvalitet for tørrfraksjonering og at de responderte likt på prosessen. Alle sortene fikk et forhøyet proteininnhold i de fine fraksjonene og resultatene fra forsøket indikerer at alle sortene kan være aktuelle for dyrking i Norge.

In a world with a growing population, it is necessary to increase the food production to ensure enough food to the entire population. The production of legumes in Norway has increased over the last few years. The project FoodProFutere are currently working on developing knowledge about production and utilization of protein rich legumes in Norway. FoodProFuture has focused on production of field peas and faba beans, due to their environmentally sustainable protein source, that will most probably have a bigger role in the Norwegian agricultural field in years to come. New technology such as dry fractionation has made it possible to make protein rich fractions from field peas and faba beans. Dry fractionation is a process that can make a protein rich fraction (fine fraction) and a starch rich fraction (course fraction) from plant-based products that are high in proteins. The fine fraction can be used as an ingredient in snacks, protein bars and different types of flour. The aim of this thesis was to find out if four different types of faba beans were suitable for dry fractionation. Different dry fractionation conditions were studied. The protein content was compared with the distribution of the mass yield to optimize the conditions. The following analyses were measured to decide different characterisation of the four types of faba bean and their fractions; protein content, starch content, water content, particle size, water-holding capacity, fat-binding capacity and low molecular weight carbohydrates. The results showed that the protein content in the fine fraction was enhanced with an increasing dry fractionation speed, simultaneously as the mass yield of the fine fraction was lowered. By increasing the speed higher than 10.000 rpm, there was an increase in proteins, but the loss of mass yield was high. The optimal speed was therefore set to 10.000 rpm. At his speed the average results for the fine fractions were; protein content 69,4 %, starch content 5,5 % and mass yield 28,2 %. This study included faba beans grown in two seasons, and the different types responded corresponding to the process. The fine fraction of the type Sampo, had a significant higher protein content compared to the other types after dry fractionation at 10.000 rpm. The fine fraction had both a lower water-holding capacity and a higher content of α-galactosides (raffinose, stachyose and verbascose) compared to the raw material. This thesis has shown that the four types of faba beans have a quality that is satisfactory for dry fractionation. The four types responded equally to the dry fractionation treatment. All four types of faba beans had an enriched content of proteins in the fine fraction and the result of the trial indicate that all the types of faba beans can be grown in Norway.