Research Article

Rapeseed proteins – Production methods and possible application ranges

Protéines de colza : méthodes de production et champs d’application potentiels

Department of Process Engineering, Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging, Giggenhauser Str. 35, 85354 Freising, Germany

^* Correspondence: Daniela.von.der.haar@ivv.fraunhofer.de

Received: 30 August 2013
Accepted: 9 September 2013

Abstract

The worldwide increasing demand in proteins for human nutrition and animal feeding leads to a growing interest in novel protein sources. Therefore, rapeseed as an established raw material for the production of edible oils could be a promising alternative, as large amounts of press cakes and residues of oil extraction are available. Integrated fractionizing processes for simultaneous oil and protein isolation using aqueous-alcoholic extraction or adsorption techniques open many opportunities for new protein ingredients from rapeseed. The present manuscript compares two strategies to identify a suitable process for achieving highly functional ingredients for the use in food applications such as sausages, bakery products or mayonnaise. One process was based on hulling of the rapeseed kernels followed by an aqueous-alcoholic-extraction of the de-oiled flour. Based on this process, protein ingredients with about 60% protein content, but only poor functional properties could be produced. The application concentration of this ingredient was limited to 2%, because of oily and strawy off-flavors. Isolates with protein contents higher than 90% and improved sensory and functional properties could be achieved with an aqueous extraction followed by adsorption of secondary plant metabolites on specific resins and an ultrafiltration of the aqueous extract. This process enables the production of protein isolates with reduced off-flavors and optimized functional profiles. In several food applications a very promising utilization potential of these ingredients could be confirmed.

Résumé

La demande mondiale croissante en protéines destinées à l’alimentation humaine et animale génère un intérêt grandissant pour les nouvelles sources de protéines. Aussi, la graine de colza, en tant que matière première utilisée de longue date pour la production d’huiles comestibles, pourrait représenter une alternative prometteuse, puisque de grandes quantités de tourteaux et de résidus d’extraction de l’huile sont disponibles. Les process de fractionnement intégré pour isoler simultanément l’huile et la protéine, utilisant l’extraction hydro-alcoolique ou des techniques d’adsorption, ouvrent de nombreuses opportunités pour des nouveaux ingrédients protéiques issus de la graine de colza. Le manuscrit présenté compare deux stratégies d’identification d’un procédé approprié permettant de réaliser des ingrédients fortement fonctionnels pour des applications alimentaires comme les saucisses, les produits de boulangerie ou la mayonnaise. Un process est basé sur le dépelliculage de graines de colza suivi par une extraction hydro-alcoolique de la farine d’huile. Avec ce procédé, des ingrédients protéinés présentant une teneur en protéines d’environ 60 %, mais des propriétés fonctionnelles réduites, pourraient être produits. La concentration d’application de cet ingrédient a été limitée à 2 %, à causes de saveurs indésirables de gras et de paille. Des isolats avec des teneurs en protéines de plus de 90 %, et des propriétés sensorielles et fonctionnelles améliorées, pourraient être réalisés avec une extraction aqueuse suivie par une adsorption des métabolites végétaux secondaires sur des résines spécifiques et une ultrafiltration de l’extrait aqueux. Ce processus permet la production d’isolats de protéines avec des saveurs indésirables réduites et des profils fonctionnels optimisés. Dans plusieurs applications alimentaires, un potentiel d’utilisation très prometteur de ces ingrédients semble se confirmer.