Härkäpapuproteiinin eristys ja konsentrointimenetelmän vaikutus härkäpapuproteiini-isolaatin ominaisuuksiin

Abstract

Maisterintutkielman kirjallisuuskatsauksessa perehdyttiin härkäpavun ominaisuuksiin ja proteiinijauheiden valmistusmenetelmiin. Kokeellisen osion tavoitteena oli eristää härkäpapuproteiinia ja vertailla konsentrointimenetelmän vaikutusta sumutuskuivatun härkäpapuproteiini-isolaatin ominaisuuksiin ja proteiinin saantoon. Proteiini eristettiin härkäpapujauhosta veteen uuttamalla. Uuttoliuokset konsentroitiin kahdessa erässä, ultrasuodattamalla ja saostamalla, jonka jälkeen konsentroidut liuokset sumutuskuivattiin. Kuivatuista härkäpapuproteiinijauheista tutkittiin vesi- ja proteiinipitoisuudet, partikkelikoko, väri ja funktionaalisista ominaisuuksista proteiinien liukoisuus ja vaahdonmuodostuskyky. Lisäksi laskettiin proteiinisaanto prosessin eri vaiheissa. Ultrasuodatetun härkäpapuproteiinijauheen proteiinipitoisuudeksi saatiin 82 % (märkäpaino), kun taas saostetun proteiinijauheen proteiinipitoisuus oli 94 %. Vesipitoisuudet samassa järjestyksessä 5 % ja 7 %. Ultrasuodattamalla konsentroitu jauhe oli väriltään vaaleampaa ja keltaisempaa kuin saostamalla konsentroitu. Partikkelikooissa ei havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja. Proteiinit liukenivat heikosti isoelektrisen pisteen alueella (pH 4–5). Saostettu härkäpapuproteiini-isolaatti liukeni ultrasuodatettua isolaattia paremmin happamassa pH:ssa. Emäksisessä pH:ssa liukoisuus erot tasoittuivat. Ultrasuodatettu härkäpapuproteiini-isolaatti muodosti tehokkaammin ja pysyvämpiä vaahtoja kuin saostettu isolaatti tai härkäpapujauho. Koko prosessin proteiinisaanto jäi matalaksi. Ultrasuodatetulla erällä alkuperäisestä proteiinista saatiin talteen 19,8 %, kun saostetulla saanto jäi 6,7 %:iin. Tulosten perusteella proteiinin eristys onnistui hyvin ja saatiin aikaan härkäpapuproteiini-isolaatteja, proteiinipitoisuuksien noustessa yli 80 %:iin. Konsentroinnilla voidaan vaikuttaa isolaatin proteiini- ja vesipitoisuuteen, väriin ja funktionaalisiin ominaisuuksiin. Menetelmän valintaan vaikuttaa proteiini-isolaatin käyttökohde ja sen vaatimat ominaisuudet. Konsentrointi- ja kuivausmenetelmät vaativat kuitenkin edelleen optimointia, jotta proteiinin saantoa saataisiin nostettua.