Impact of phytase treatment and heating on functionality of pea and faba bean protein concentrates and flours
Ladataan...
2.26 MB
suljettu
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Lataukset3
Pysyvä osoite
Verkkojulkaisu
DOI
Tiivistelmä
Pea (Pisum sativum) and faba bean (Vicia faba) are promising plant-based protein sources due to their favorable nutritional profiles and functional potential in food applications. The literature review addresses their use in foods from both nutritional and functional perspectives, with a particular focus on techno-functional properties. The aim of the experimental work of this study was to degrade phytate present in the raw materials with phytase treatment and to investigate its effects on viscosity and aggregation; thus, the role of phytic acid in the studied materials is also addressed in the literature review. In addition, the role of released cations was assessed through external calcium supplementation. The raw materials used in this study included flours and protein concentrates derived from pea and faba bean, with the primary focus placed on the functionality of the protein concentrates.
Enzymatic phytase treatment effectively degraded phytate in the raw materials, resulting in a reduction in phytate content. The opposite effects of the phytase treatment on viscosity of pea and faba bean protein concentrates became evident after heating. Phytase treatment decreased the viscosity of pea protein concentrate and increased the viscosity of faba bean protein concentrate compared to non-enzyme-treated samples. Furthermore, heat treatment induced aggregation in phytase-treated concentrates, which was observed visually from Petri dishes and micrographs. This effect was more pronounced in pea samples than in faba bean samples. Calcium addition resulted in similar changes in viscosity as phytase treatment; however, these changes were dependent on the concentration of added calcium.
The differences in functional behavior between pea and faba bean after phytase treatment are likely attributable to differences in protein composition. In particular, the ratio of legumin to vicilin plays a significant role in determining functional properties, as legumin has a higher denaturation temperature and forms stronger protein networks. Additionally, the effects observed with calcium addition suggest that the release of cations may be one contributing factor to the observed changes in functionality. Based on these findings, the differing behavior of pea and faba bean should be considered when designing industrial processing methods and novel food products.
Herne (Pisum sativum) ja härkäpapu (Vicia faba) ovat merkittäviä kasvipohjaisia proteiininlähteitä niiden ravitsemuksellisen koostumuksen ja elintarvikesovelluksissa hyödynnettävien toiminnallisten ominaisuuksiensa ansiosta. Kirjallisuuskatsaus käsittelee niiden käyttöä elintarvikkeissa ravitsemuksellisesta ja toiminnallisesta näkökulmasta keskittyen teknofunktionaalisuuteen. Kokeellisen työn tavoitteena oli hajottaa raaka-aineiden sisältämä fytaatti ja tutkia sen vaikutusta viskositeettiin ja aggregoitumiseen. Näin ollen fytaatin merkitys käsitellyissä raaka-aineissa on myös sisällytetty kirjallisuuskatsaukseen. Lisäksi ulkoisella kalsiumlisäyksellä tutkittiin vapautuvien kationien osuutta muutoksiin. Työssä käytetyt raaka-aineet olivat herneestä ja härkäpavusta valmistettuja jauhoja ja proteiinikonsentraatteja, ja tutkimuksen pääpaino keskittyi proteiinikonsentraattien viskositeetin tutkimiseen.
Entsymaattinen fytaasikäsittely hajotti raaka-aineissa olevan fytaatin tehokkaasti. Fytaasikäsittelyllä oli päinvastainen vaikutus herne- ja härkäpapuproteiinikonsentraattien viskositeettiin kuumennuksen jälkeen. Fytaasikäsittely laski hernekonsentraatin ja nosti härkäpapukonsentraatin viskositeettia verrattuna ilman entsyymikäsittelyä mitattuihin näytteisiin. Lisäksi lämpökäsittely aiheutti aggregoitumista fytaasikäsitellyissä konsentraateissa, mikä nähtiin visuaalisesti Petri-maljoilta, sekä mikroskooppikuvista. Tämä vaikutus oli voimakkaampi hernenäytteissä kuin härkäpapunäytteissä. Kalsiumlisäys aiheutti samantapaisia muutoksia viskositeetissa kuin fytaasikäsittely, mutta nämä muutokset olivat riippuvaisia lisätyn kalsiumin määrästä.
Erot herneen ja härkäpavun toiminallisissa ominaisuuksissa voivat johtua eroista proteiinikoostumuksessa. Erityisesti legumiini- ja visiliini-proteiinien suhde vaikuttaa toiminnallisiin ominaisuuksiin. Legumiineilla on korkeampi denaturoitumislämpötila ja ne muodostavat keskenään vahvemman proteiiniverkon. Lisäksi kalsiumlisäyksen aikaansaamat muutokset indikoivat, että kationien vapautuminen voi olla osasyy toiminnallisiin muutoksiin. Tutkimuksen tulosten perusteella herneen ja härkäpavun erilainen käyttäytyminen tulee ottaa huomioon mahdollisissa teollisissa prosessointimenetelmissä ja uusia elintarvikkeita suunniteltaessa.