Functionality of textured faba bean and oat concentrate mixtures in burgers

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202004081775
Title: Functionality of textured faba bean and oat concentrate mixtures in burgers
Author: Turkki, Tuomas
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Nutrition
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202004081775
http://hdl.handle.net/10138/314006
Thesis level: master's thesis
Discipline: Elintarviketeknologia
Food Technology
Livsmedelsteknologi
Abstract: Proteiininkulutuksen kasvu on maailmanlaajuinen trendi, joka voidaan havaita myös suomalaisilla markkinoilla. Kuluttajat ovat entistä kiinnostuneempia korvaamaan lihaproteiinit kasviproteiineilla, joten on tärkeää kehittää kotimaisia kasvipohjaisia proteiinilähteitä vastaamaan kasvavaan kysyntään. Tästä syystä kyseinen tutkimus keskittyy kotimaisten kasviproteiinien (härkäpapu ja kaura) teksturointiin ekstruusiolla ja niiden funktionaalisuuteen (toiminnallisuuteen) jauhelihapihveissä. Kirjallisuusosassa tarkastellaan aikaisempia kasvisproteiinien ekstruusiota ja teksturoitujen kasvisproteiinien (TVP) funktionaalisuutta koskevia tutkimuksia. Kokeellisen työn tutkimusmateriaaleina olivat härkäpapu proteiinikonsentraatti sekä kaurakonsentraatti, jossa oli korkea β-glukaanipitoisuus. Seokset valmistettiin suhteessa: 3:1 (FO) ja 1:3 (OF) sekä soijaproteiinikonsent-raatti (S) toimi referenssinäytteenä. S, FO ja OF ekstrudoitiin TVP:ksi. TVP-näytteistä mitattiin instrumentaalisesti vesipitoisuus sekä vedensidontakyky. Instrumentaalisia analyysejä varten jauhelihapihvit valmistettiin käyttäen seitsemää eri reseptiä, joissa TVP:n, veden ja lihan määrät vaihtelivat. TVP:tä lisättiin 0, 25 tai 50% ja vettä 0, 12,5 tai 25%. TVP ja vesilisäyksestä riippuen lihan määrä vaihteli 25-100% välillä. 100% lihapitoinen näyte (0-sample) toimi kontrollinäytteenä ja pihvit S lisäyksellä toimivat vertailunäyttenä. Vesihaudekypsennyksen aikainen kypsennyshävikki mitattiin instrumentaalisesti ja tekstuuriprofiili muodostettiin painamis- (kovuus, murtuvuus, koossapysyvyys, kimmoisuus, kumimaisuus, sitkeys ja joustavuus) ja leikkautuvuusvoi-makkuustestillä. Aistinvaraista arviointia varten viisi jauhelihapihviä valmistettiin ja arvioitiin niiden rakenteel-lisia ominaisuuksia poikkeama vertailunäytteestä -menetelmällä. Korkein vesipitoisuus havaittiin OF:llä ja alin FO:lla, mutta S- ja FO-näytteiden välinen ero ei ollut merkitsevä. Korkein vedensidontakyky mitattiin S:llä ja alin OF:llä. 25% TVP lisäys pihveissä pienensi kypsennyshävikkiä (p<0,05) ja 50% lisäys pienensi sitä entisestään (p<0.05). 25% lisäyksellä S:n kypsennyshävikki oli korkeampi (p<0,05) verrattuna FO- ja OF-näytteisiin. 50% lisäyksellä näytteiden välinen merkitsevä ero hävisi. Vedenlisäys lisäsi kypsennyshävikkiä (p<0,05) jokaisen TVP:n kohdalla. FO ja OF lisäykset heikensivät (p<0,05) rakenteellisia pihvien ominaisuuksia ja pienensivät leikkautuvuusvoimaa. Referenssinäyte S ylläpiti rakenteen kontrolli-näytteen tasolla. Vesilisäys heikensi myös rakenteellisia ominaisuuksia ja pienensi leikkausvoimaa jokaisen TVP lisätyn pihvin kohdalla. Tulosten perusteella voidaan päätellä, että FO- ja OF-näytteet vähensivät kypsennyshävikkiä verrattuna 0-sampleen ja S referenssinäytteeseen. Kuitenkin tekstuuri heikkeni FO ja OF lisäyksen myötä. Tästä johtuen voidaan todeta, että lihaa jäljitteleviä ominaisuuksia ei voida saavuttaa koostumukseltaan tutkimuksessa käy-tettävissä olevilla härkäpapu-kaura seoksilla riittävän hyvin. Lihan kaltaisen rakenteen aikaansaamiseksi tarvittaneen korkeamman proteiinipitoisuuden härkäpapu- ja kaurajauheita.Constant increase in protein consumption is global trend and can be seen in consumer behavior of Finnish markets. Consumers are interested in replacing meat proteins with plant proteins, and therefore, it is important to develop locally grown-domestic products and invest in local crop research. Due to this, the current study focuses on the domestic vegetable protein (faba bean and oat) texturing by extrusion cooking and on their functionality when included in burgers. The literature section presents an overview of previous studies on extrusion of vegetable proteins and the functionality of textured vegetable proteins (TVP). In the experimental work the research materials were faba bean protein concentrate and oat concentrate with high β-glucan content. The flour concentrates were texturized with high-moisture extrusion, in different mixtures. Mixtures were prepared in the ratio of: 3:1 (FO) and 1:3 (OF) and soy protein concentrate (S) was used as a reference sample. Moisture content and water absorption capability of TVP samples were measured instrumentally. TVPs were later on applied to develop burgers based on a mixture of meat and vegetable sources. Burgers were prepared for instrumental analysis with seven different recipes, where TVP inclusion, water addition and meat content varied. TVP was included in three different percentages: 0, 25 and 50% and water was added in 0, 12.5 and 25%. In relation to TVP inclusion and water addition, the meat content varied between 25-100%. Sample with 100% meat was used as control sample (0-sample) and burgers with S inclusion as reference samples. Samples were analyzed for cooking loss, shear force and texture profile (hardness, fracturability, springi-ness, cohesiveness, gumminess, chewiness and resilience) which was measured with a compression method. Based on the results of the instrumental analysis, five different burger samples were selected and evaluated for sensorial properties (chewiness, biting force, juiciness and pasty mouthfeel). The highest TVP moisture content was in OF and lowest in FO, hence the difference between S and FO was not significant. The highest water absorption was in S and lowest in OF. 25% TVP inclusion in burgers reduced the cooking loss (p<0.05) and 50% inclusion reduced it even more (p<0.05). With 25% TVP inclusion S had higher (p<0.05) cooking loss compared to FO and OF. With 50% TVP inclusion the difference was eliminated. Water addition increased cooking loss significantly (p<0.05) with each type of TVP. The FO and OF inclusion showed to weaken (p<0.05) the textural properties of burgers and reduced (p<0.05) the shear force. The reference sample S was found to maintain the structure similar as from the meat control sample. Water addition, while replacing meat, weakened also the textural properties and shear force in each TVP included sample. Based on the results, the inclusion of FO and OF in burgers reduces the cooking loss compared to the 0-sample and the reference sample S. The texture of burgers became weaker with FO and OF inclusion, however sensory evaluation revealed them to be similar to S included sample. Therefore additional studies focusing on improving the textural properties of these TVPs are needed. Faba bean and oat concentrates with higher protein contents could be needed to obtain a texture closer to meat.
Subject: Textured vegetable proteins
faba bean
oat
soy
extrusion
beef burger
functionality


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