Kasviproteiinien käyttö liha-analogeissa

Abstract

Tulevaisuudessa lihan tilalle elintarvikealalla etsitään vaihtoehtoisia ratkaisuja ja halutaan korvata kasvipohjaisilla valmisteilla. Palkokasveja ja viljoja tutkitaan lihankorvikkeina eli liha-analogeina korvaamaan lihatuotteita. Tutkimuksissa potentiaalisena liha-analogina on pidetty muun muassa kauraa, hernettä ja soijaa. Haasteena kasviproteiinien tuotannolle tuo se, että miten liha analogeista saataisiin mahdollisimman lihan kaltaisia, jotta liha voitaisiin korvata kasvipohjaisilla valmisteilla. Hyviä tuloksia tutkimuksissa on saatu herneen ja soijan isolaateista ja konsentraateista märkä- ja kuivafraktiolla. Yhtenä mielenkiintoisena prosessointitekniikkana on pidetty korkean kosteuden ekstruusiokypsennystä, jolla saadaan tuotettua kasvipohjaisia tuotteita, jotka muistuttavat ulkonäöltään ja rakenteeltaan lihaa.

Tämän työn tavoitteena oli löytää tieteellisestä kirjallisuudesta tietoa siitä, kuinka korvata lihaa kasvipohjaisilla vaihtoehdoilla lihankorvikkeilla eli liha-analogeilla, kuten viljoilla ja palkokasveilla. Lisäksi työssä käydään läpi kasviproteiinijakeiden, kuten isolaattien ja konsentraattien valmistusta kuivafraktiolla ja märkäfraktiolla. Seuraavaksi kasviproteiinijakeet on prosessoitu liha-analogeiksi prosessointiteknologialla korkean kosteuden ekstruusiokypsennyksellä. Työn tarkoituksena on löytää ratkaisuja, miten pystytään muokkaamaan kemiallisesti kasviproteiinin ominaisuuksia lihan kaltaiseksi. Päätuloksena korkean kosteuden ekstruusiolla on saatu herneproteiini-isolaatille optimaaliset kemialliset ja rakenteelliset olosuhteet lämpötila-alueella 130-170 °C, kosteudella 50-80% ja ruuvinopeudella 150-160 rpm. Tällöin proteiini denaturoituu ja muodostaa ristisilloituksia, mutta ei hajoa. Tuloksena on saatu rakenteeltaan lihankaltainen liha-analogi.

In the future, the food industry will seek alternative solutions to replace meat and aims to to replace it with plant-based products. Legumes and cereals are being studied as meat substitutes or meat analogues to replace meat products. Studies have considered oats, peas and soy as potential meat analogues. The challenge to produce plant proteins is how to make meat analogues to mimic meat, so that meat can be replaced with plant-based products. Good results have been obtained in studies with pea and soy isolates and concentrates on wet and dry fractions. One interesting processing technique has been high-moisture extrusion cooking, which can be used to produce plant-based products that resemble meat in appearance and structure.

The aim of this work was to find information from the scientific literature on how to replace meat with plant-based alternatives, i.e. meat analogues, such as cereals and legumes. In addition, the work reviews the preparation of plant protein fractions, such as isolates and concentrates, using dry fraction and wet fraction. Next, plant protein fractions are processed into meat analogues using high-moisture extrusion cooking processing technology. The purpose of the work is to find solutions on how to chemically modify the properties of plant protein to resemble meat. As a main result, high-moisture extrusion provides optimal chemical and structural conditions for pea protein isolate in the temperature range of 130-170 °C, humidity of 50-80% and screw speed of 150-160 rpm. In this case, the protein denatures and forms cross-links but does not break down. The result is a meat analogue with a meat-like structure.