Miten härkäpavun prosessointi proteiinikonsentraatiksi tai -isolaatiksi vaikuttaa proteiinien ravitsemukselliseen laatuun?

Mitä proteiinikonsentraatti ja -isolaatti ovat?

Proteiinin isolaatti ja konsentraatti ovat raaka-aineesta erotettua proteiinipitoista osaa. Ne koostuvat pääosin proteiinista, mutta mukana on hieman muitakin ravintoaineita. Proteiini-isolaatissa proteiinia on enemmän, yli 80 %, kun taas proteiinikonsentraatissa vähän vähemmän, noin 50-70 %.

Isolaattia ja konsentraattia voidaan valmistaa eläinproteiinista, kuten maidon heraproteiinista tai kasviproteiinista, kuten soijasta. Hera- ja soijaproteiini ovatkin yleisimmät isolaatin ja konsentraatin proteiininlähteet. Eräs kasvipohjainen lähde näille proteiinivalmisteille on myös härkäpapu. Härkäpapua voidaan viljellä myös Suomessa, jolloin saadaan kotimainen proteiini-konsentraatti tai -isolaatti. Tässä blogitekstissä tarkastelemmekin härkäpavun isolaatin ja konsentraatin valmistusprosessia ja sen vaikutusta härkäpapuproteiinin ravitsemukselliseen laatuun.

Isolaattia ja konsentraattia käytetään elintarvikkeiden rakenteiden muodostajina ja stabiloijina sekä lisäämään tuotteen ravitsemusta proteiinin rakenneosien, aminohappojen, suhteen. Käyttö on yleistä proteiinilisissä, kuten proteiinijauheissa ja -patukoissa, sekä erilaisissa lihan- ja maitotuotteiden korvikkeissa, kuten kasvipohjaisissa pihveissä ja jogurteissa. Merkitys on suurta erityisesti vegaanien ruokavaliossa, jossa proteiininlähteitä on luonnollisesti vähemmän. Mutta vaikuttaako härkäpavun proteiinin konsentraatin tai isolaatin tuottaminen sen ravitsemukselliseen laatuun?

Valio Oddly good Dessert dreamy lemon sisältää härkäpapuproteiinia.  https://www.valio.fi/tuotteet/kasviperaiset-tuotteet/valio-oddlygood-dessert-dreamy-lemon/

Myvegan Vegan Protein Blend sisältää härkäpapu-isolaattia. https://www.sportsvilla.fi/product-page/vegan-protein-blend

Härkäpapu proteiininlähteenä

Palkokasviproteiineissa, kuten muissakin kasviperäisissä proteiineissa, aminohappokoostumus ei ole yleensä täysipainoinen, sillä joitakin välttämättömiä aminohappoja on niukasti. Palkokasvien tapauksessa nämä rajoittavat aminohapot ovat kysteiini ja metioniini. Lisäksi kasviperäiset proteiininlähteet sisältävät ravintoaineiden sulavuutta heikentäviä yhdisteitä, jotka vaikuttavat proteiinien sulavuuteen. Härkäpavussa tälläisiä antinutritiivisia tekijöitä ovat muun muassa fytaatit, tanniinit, lektiinit ja entsyymi-inhibiittorit.

Miten härkäpapu prosessoidaan?

Palkokasvipohjaisen proteiini-isolaatin ja konsentraatin valmistus alkaa pavun jauhamisella. Ennen jauhatusta papu voidaan esikäsitellä. Esikäsittelyt, kuten liotus, kuumentaminen ja kuoriminen vähentävät tehokkaasti haitta-aineiden määrää ja siten parantavat proteiinin sulavuutta. Liotuksessa liukoiset haitta-aineet poistuvat pavusta liotusnesteeseen ja saadaan näin erilleen. Kuumennuksessa ei-toivottuja yhdisteitä tuhoutuu ja entsyymi-inhibiittoreita inaktivoituu. Liotus tai kuumentaminen eivät vaikuta proteiinipitoisuuteen, mutta kuoriminen kasvattaa sitä.

Jauheen jatkokäsittely riippuu siitä, millainen proteiinipitoisuus lopputuotteeseen halutaan. Jos halutaan konsentraatti eli alhaisempi proteiinipitoisuus, erotellaan proteiiniosa tärkkelyksestä kuivaerottelulla kiertoilman avulla. Kun taas tavoitellaan korkeampaa proteiinipitoisuutta eli isolaattia,  tapahtuu proteiiniosan erotus papujauheesta märkäerottelulla eli erottamalla proteiinit kemiallisesti.

Uutossa poistuu haitta-aineita, kuten polyfenoleihin lukeutuvia tanniineja ja osittain tämän vuoksi isolaatissa proteiinien sulavuus on parempaa kuin konsentraatissa. Härkäpavun isolaatissa yksittäisten aminohappojen pitoisuudet ovat myös suurempia, mikä poikkeaa muiden palkokasvien isolaateista ja konsentraateista.

Yllä olevassa kuvassa havainnollistetaan härkäpapuproteiinin prosessoinnin vaiheita kohti isolaattia ja konsentraattia.

Foods 09 00322 g010 550

Kuvaajasta nähdään, että isolaatissa (FPI) aminohappojen pitoisuudet ovat suurempia kuin konsentraatissa (FPR), poikkeuksena rikkipitoiset aminohapot metioniini ja kysteiini.

Yhteenveto

Härkäpapu on kotimainen vaihtoehto kasviproteiini-isolaatille ja konsentraatille. Kuten muutkin kasviproteiinit, se sisältää proteiinien sulavuutta heikentäviä yhdisteitä, joiden määrä pyritään prosessoinnilla minimoimaan. Verrattuna eläinproteiiniin, kasviproteiini ei myöskään ole täysipainoista. Härkäpapu-isolaatin ja konsentraatin ravitsemuksellinen laatu proteiinien osalta on myös hieman erilainen. Isolaatissa proteiinia on enemmän kuin konsentraatissa, ja isolaatissa yksittäisiä aminohappoja on enemmän. Isolaatissa myös haitta-aineiden määrä on pienempi ja proteiinin sulavuus parempaa.  

 

Lisätietoa aiheesta: 

Lavola Anu. Selvitys härkäpapuproteiini-isolaatista ja konsentraatista. Mahdollisuuksia jatkojalostukseen -hanke, Itä-Suomen yliopisto. 2018. https://luonnostatuotteeksi.riveria.fi/wp-content/uploads/2018/12/H%C3%A4rk%C3%A4papuproteiini-isolaateista.pdf 

Dhull Sanju Bala ym. A rewiev of nutritional profile and processing of faba bean (Vicia faba L.). Legume science. 2021. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/leg3.129