Rypsipuristeen proteiinien eristäminen ja proteiinien hapettumisen määrittäminen

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201806122401
Title: Rypsipuristeen proteiinien eristäminen ja proteiinien hapettumisen määrittäminen
Author: Mattlar, Viivi
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Environmental Sciences
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2018
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201806122401
http://hdl.handle.net/10138/236057
Thesis level: master's thesis
Discipline: Elintarvikekemia
Food Chemistry
Livsmedelskemi
Abstract: Rapsiproteiini-isolaatti (>90 % proteiinia) on EFSA:n hyväksymä uuselintarvike, mutta erilaisen kemiallisen koostumuksen omaava rypsipuriste ei ole hyväksytty elintarvikekäyttöön. Rypsipuriste on rypsiöljyn valmistuksessa syntyvä proteiinipitoinen ja rouhemainen sivutuote. Rypsipuristeessa rasvan ja proteiinien hapettuminen prosessoinnin ja säilytyksen aikana on yksi merkittävä tuotteen laatuun, ominaisuuksiin ja ravitsemukselliseen laatuun vaikuttava tekijä. Rypsipuristeen ominaisuuksien tarkempi tuntemus saattaa mahdollistaa tulevaisuudessa myös tämän käytön proteiinilähteenä. Työn tavoitteena oli optimoida rypsipuristeen proteiinien uuttomenetelmä ja tarkastella nopeutetussa hapettumiskokeessa proteiinien hapettumista kolmen kuukauden aikana rypsipuristeessa eri lämpötiloissa (25, 37 ja 60 °C) sekä seitsemän vuorokauden aikana rypsipuristeesta eristetyissä proteiiniuutteessa. Liukoisten proteiinien uuttamisessa selvitettiin, mitkä uuttoparametrit mahdollistavat suurimman proteiinisaannon. Työssä käytettäviä uuttoparametreja olivat uuttoliuotin, pH, aika ja rasvan poistaminen. Proteiinien hapettumista mitattiin proteiinipitoisuuden muuttumisen, tryptofaanin fluoresenssin alenemisen sekä dityrosiinin ja karbonyylien muodostumisen perusteella. Rasvan hapettumista mitattiin heksanaalin muodostumisen avulla. Proteiinien hapettumisen estämiseksi valittiin miedot olosuhteet (pH 8, 0,1 M NaCl, yön yli uutto), jolloin saatiin riittävä määrä proteiineja uutettua. Rasvan poistaminen heptaanilla ei vaikuttanut merkittävästi proteiinien uuttumiseen. Kahden eri rypsipuriste-erän (rypsi+rapsi ja pelkkä rypsi) proteiinien liukoisuudet olivat erilaiset optimoiduissa olosuhteissa, mitä voisi selittää erien erilainen kemiallinen koostumus, etenkin krusiferiinin ja napiinin erilainen suhde lajikkeiden välillä. Sekä rypsipuristeessa että siitä eristetyssä proteiiniuutteessa havaittiin proteiinien hapettumista ajan kuluessa. Selkein proteiinien hapettumista kuvaava tekijä oli tryptofaanin fluoresenssin aleneminen eristetyissä proteiiniuutteissa 3 vuorokauden säilytyksen aikana sekä rypsipuristeessa kahden kuukauden säilytyksen jälkeen. Rypsipuristeessa havaittiin myös karbonyylien muodostumista kahden kuukauden säilytyksen jälkeen. Heksanaalia ei muodostunut hapettumiskokeessa mitattavia määriä. Lämpötilan ja pidemmän säilytysajan havaittiin vaikuttavan merkittävästi rypsipuristeen ja siitä eristettyjen proteiinien hapettumiseen, kun tarkastellaan vain tryptofaania hapettumisen mittarina.The literature review introduces the rapeseed chemical composition, the rapeseed protein isolate as a novel food ingredient, and protein oxidation. Rapeseed is an economically important oilseed crop since it is one of the largest sources of vegetable oil in the world. Rapeseed expeller is a protein-rich by-product of canola oil extraction. The main use of this protein-rich by-product is animal feed. However, it could be potentially utilized in the food industry, for example, as a source of protein in plant protein products, as a texture-improving ingredient in bakery products or as an alternative for animal proteins. We need more protein for human nutrition, and thus it is important to find new plants that can be used as protein sources. This way we can reduce environmental stress. Because the production process of rapeseed protein expeller already exists, it is a good new potential protein source. Protein and lipid oxidation are significant factors when food and nutrition quality are examined. The objective of this study was to optimize the protein extraction method and to examine the oxidation of rapeseed proteins and the lipid oxidation in two different rapeseed expellers. A few parameters, including extraction solvent (0.1 M and 1 M NaCl), pH (8 and 10), extraction time (4 h and overnight) and the removal of oil, were tested and the parameters that gave the biggest acquisition of soluble proteins were chosen for the experiment. The oxidation of rapeseed protein expeller was measured based on the loss of tryptophan fluorescence and the formation of carbonyls and dityrosine by using fluorescence spectrometry and based on the formation of hexanal by using the headspace gas chromatography method. Protein oxidation was measured in two different ways: in the rapeseed protein expeller during three months and in the extracted protein solution during seven days. The chosen extraction parameters were pH 8, 0.1 M NaCl solution and overnight extraction. The soluble protein amounts of the two rapeseed expeller samples were different after extraction, but this could be explained by the batches’ slightly different chemical compositions, especially their different cruciferin and napin ratios. During both the 7-day and 3-month oxidations, the tryptophan fluorescence decreased. During the 3-month oxidation, the formation of carbonyls increased and no hexanal was detected in any of the rapeseed expeller samples which were measured with headspace gas chromatography. The temperature and preservation time had a considerable effect on the protein oxidation in both the 7-day and 3-month oxidation tests, when only the loss of tryptophan was considered as an oxidation marker. The results revealed that fluorescence spectroscopy is a potential method for investigating the protein oxidation in the rapeseed protein expeller by using the loss of tryptophan and the formation of carbonyls as oxidation markers.
Subject: rypsi
proteiinit
hapettuminen
fluoresenssi
tryptofaani
karbonyylit


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record