Fermentering med melkesyrebakterier av norskproduserte belgfrukter, og effekt på fytinsyreinnhold

Abstract

Belgfrukter har vært en essensiell del av menneskets kosthold i århundrer som en god kilde til energi og næringsstoffer. Det har likevel vært en lite effektiv utnyttelse av planteproteiner fra belgfrukter i moderne tid med en raskt voksende befolkning som krever mer proteinrik mat. Mye av dagens planteproteiner blir brukt til dyrefôr for å kunne produsere mer animalske produkter, som er en mindre bærekraftig matproduksjon.

Ved bruk av ulike prosesseringsmetoder kan man modifisere næringsinnholdet i plantebaserte proteinkilder, forbedre utnyttelse av næringsinnholdet, og hjelpe mot underernæring i utviklingsland. Fermentering er en prosesseringsmetode som beriker produktet med smakskomponenter, konserverer næringsinnholdet, gir økt holdbarhet, matsikkerhet og fordøyelighet. Det har også blitt vist at melkesyrebakterier kan utføre degradering av antinæringsstoffer i plantevekster. Hensikten med denne oppgaven var å undersøke fermentering med melkesyrebakterier som en prosesseringsteknikk i erter og fababønner. Det ble også undersøkt påvirkning av fermenteringsprosessen på antinæringsstoffet fytinsyre. Det ble utført analyser av pH, bakterievekst, organiske syrer, karbohydrater og fytinsyreinnhold i varmebehandlede melblandinger (10 %) før (0 timer) og etter 48 timer fermentering med melkesyrebakterier (30 ºC).

Resultatene viste god vekst av Leuconostoc pseudomesenteroides 107 og Lactobacillus fermentum 314 i både erte- og fababønnemel. Det ble observert mest reduksjon av pH i prøver av Astronaute ertemel (1,84 - 1,90 pH-enheter), og samtidig mest økning i bakterievekst (3,56 - 4,04 log cfu/g). Melkesyre- og eddiksyreproduksjonen var høyere i ertemel enn fababønnemel etter fermentering. Alle prøver tilsatt L. pseudomesenteroides 107 omsatte 100 % av sitronsyreinnholdet, mens det var ingen endring av sitronsyreinnhold etter fermentering i prøver tilsatt Lb. fermentum 314. Effekten av fermentering hadde ingen merkbar forskjell mellom melkesyrebakteriene som ble brukt, utenom omsetning av sitrat. Glukose ble mest omsatt av melkesyrebakteriene under fermentering (82 - 100 %), etterfulgt av maltose (77 - 100 %) og fruktose (44 - 60 %). Det ble observert en liten reduksjon av fytinsyreinnholdet i noen prøver, men fermentering ble ikke vist å ha signifikant effekt på fytinsyreinnholdet. Prøver av fababønnemel viste et høyere fytinsyreinnhold enn prøver av ertemel, som hadde korrelasjon med et høyere proteininnhold i fababønner enn i erter.

Legumes have been an essential part of human diet for centuries as a good source of energy and nutrients. Nevertheless, there has been an ineffective utilization of legume plant proteins in modern times with a rapidly growing population that requires more protein-rich food. Most of today’s plant proteins are used in animal feed to produce more animal products, which is a less sustainable food production.

By using different processing methods, the nutritional content of plant-based protein sources can be modified, improve utilization of the nutritional content, and help against malnutrition in developing countries. Fermentation is a processing method that enriches the product with flavour components, preserves its nutritional content, increases durability, food safety and digestibility. It has also been shown that lactic acid bacteria can degrade anti-nutrients in legumes. The aim of the thesis was to investigate lactic acid bacteria fermentation in peas and faba beans. The influence of fermentation on the anti-nutrition phytic acid was also investigated. Analyses of pH, bacterial growth, organic acid, carbohydrates and phytic acid content were performed before (0 hours) and after 48 hours of fermentation with lactic acid bacteria (30 ºC) in heat-treated flour mixtures (10 %).

The results showed good growth of Leuconostoc pseudomesenteroides 107 and Lactobacillus fermentum 314 in both pea and faba bean flour mixture. Most reduction of pH was observed in samples of Astronaute pea flour (1,84 - 1,90 pH units), and Astronaute pea flour had the most increase in bacterial growth (3,56 - 4,04 log cfu/g). Production of lactic acid and acetic acid was higher in pea flour than faba bean flour after fermentation. All samples with added L. pseudomesenteroides 107 showed 100 % degradation of the citric acid content after fermentation, while there was no change in samples added Lb. fermentum 314. The effect of fermentation had no noticeable difference between the lactic acid bacteria used, except the degradation of citrate. Glucose was most converted by lactic acid bacteria during fermentation (82 - 100 %), followed by maltose (77 - 100 %) and fructose (44 - 60 %). A slight reduction of phytic acid content was observed in some samples, but fermentation did not exhibit significant effect on the content of phytic acid. Samples of faba bean flour showed a higher phytic acid content than in samples of pea flour, which was correlated with a higher protein content in faba bean than in peas.