Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

To feed a globally growing population, a challenging shift in the usage of today’s food system is required. This includes a shift towards more sustainable human diets, with increased levels of protein from plant-based sources. Faba bean (Vicia faba L.) is a potentially attractive candidate to fulfil this purpose, not the least because of its qualitative nutrient content, but also for its cultivation potential in Sweden. However, faba beans have varying levels of antinutrients, including phytic acid. Phytic acid has metal chelating abilities with the potential to cause mineral deficiencies in humans. The compound can be reduced by different pre-treatments and processing techniques, such as soaking for various times in altered pH conditions and temperatures.
This master thesis had three aims. The first was to develop and optimise a method to evaluate the concentration of phytic acid in faba bean, variety Tiffany. The second was to identify and evaluate the effect of soaking treatment conditions, i.e., pH, soaking time and heat-treatment, with the purpose to minimize the concentration of phytic acid in the legume. Finally, the third aim was to establish the optimum treatment based on the conditions of the soaking treatments.
The faba bean proteins were extracted with alkaline extraction followed by isoelectric precipitation and differential NaCl solubility. The phytic acid was extracted and analysed using anion-exchange chromatography and a colorimetric method with Wade reagent.
The optimised method successfully evaluated the concentration of phytic acid throughout the protein extraction of faba bean, resulting in a 28 % reduction. All soaking treatments reduced the concentration of phytic acid. These results provide important indications of processing information on phytic acid in faba bean for the industry of plant-based foods. The optimum soaking treatment was treatment E, with a pH value of 6 at a temperature of 20 °C for 2 h. Treatment E reduced the concentration of phytic acid by 87 %.

För att mätta en globalt växande befolkning krävs ett skifte i hur man använder dagens livsmedelssystem. Skiftet skulle behöva innefatta en mer hållbar kosthållning, där en större andel av det protein som konsumeras kommer från växtbaserade alternativ. Åkerböna (Vicia faba L.) är ett potentiellt bra alternativ eftersom den har en god näringskvalitet och kan odlas i Sverige. Däremot innehåller åkerbönan olika nivåer av flertalet antinutrienter, varav en är fytinsyra. Fytinsyra har kelerande egenskaper som kan leda till mineralbrist hos människor. Mängden fytinsyra i åkerböna kan minskas genom olika förbehandlingsmetoder. Till exempel kan åkerbönan blötläggas i olika pH-värden, temperaturer och tidsperioder.
Det här projektet hade tre syften. Det första var att utveckla och optimera en metod för att undersöka fytinsyrainnehållet i åkerböna, av sorten Tiffany. Det andra var att identifiera och undersöka olika blötläggningsbehandlingar som skulle kunna minska koncentrationen av fytinsyra i åkerböna. Slutligen var det tredje syftet att fastslå vilken blötläggningsbehandling som var den optimala för att minska fytinsyrainnehållet i åkerböna.
Proteinerna från åkerbönan extraherades genom alkalisk extraktion, följt av isoelektrisk utfällning och tillsats av NaCl. Extraktionen och analysen av fytinsyra genomfördes med anjonbyteskromatografi och en kolorimetrisk metod som använde Wade reagens.
Den optimerade metoden minskade fytinsyrakoncentrationen i åkerböna med 28 % under proteinextraktionen. Samtliga blötläggningsbehandlingar hade en reducerande effekt på åkerbönans fytinsyrainnehåll. Resultaten kan anses ge viktiga indikationer till industrin av växtbaserade köttsubstitut. Den optimala blötläggningsbehandlingen var behandling E. Behandling E bestod av pH 6 i 20 °C under 2 h och minskade koncentrationen av fytinsyra med 87 %.