Gelation of faba bean protein isolates

The livestock sector plays a major role in the climate change that has occurred since the industrial revolution and which is now the most acute challenge humans are facing. Consequently, a sustainable source for proteins are warranted and legumes are set to lead the way. In Sweden, fava beans have the potential to replace both animal proteins and imported soy beans, but it is still to reach consumers. The aim of this thesis was to study gelation properties of two different protein isolates from fava beans. One isolate was extracted by solubilizing proteins at alkaline pH and then precipitated at the isoelectric point (alkaline extraction). The other method was partly based on the procedure during tofu production (bean milk extraction). Both isolates were freeze- dried prior to use. Effects of protein concentration, pH and NaCl content on gelation properties and gel characteristics were analysed by compression tests and light microscopy. Results displayed that the least gelling concentration was lower at pH 5 compared to pH 7 and that the addition of 2% NaCl lowered it even further. However, lowering pH and increasing NaCl content both weakened the gels at a given concentration of 15% protein (w/w). Gels made from alkaline extracted proteins made the hardest and stiffest gels at pH 7, meanwhile gels made from the bean milk isolate were harder, stiffer and seemed to have better cohesive properties at pH 5. These finding gives the possibility to use different isolates and adjusting pH and NaCl content in different foods to obtain the desired texture.Djurhållningssektorn har haft en stor påverkan på klimatförändringen som pågått sedan den industriella revolutionen och är den mest akuta utmaningen som mänskligheten står inför. Därför bör vi eftersträva att finna en hållbar proteinkälla och baljväxter kan vara svaret. I Sverige har åkerbönan potential att ersätta både animaliskt protein och importerad soja, men det har ännu inte nått konsumenter. Målet med detta arbete var att studera två proteinextrakt från åkerbönan och dess gelningsegenskaper. Ett av isolaten extraherades genom att lösa upp proteiner vid basiskt pH och för att sedan fälla ut det vid den iso-elektriska punkten. Den andra extraktionsmetoden baserades på en process liknande den som används vid tofuproduktion. Både isolaten frystorkades innan användning. Effekten av pH, proteinkoncentration och NaCl- innehåll på gelningsegenskaperna utvärderades genom kompressionstester och ljusmikroskopi. Resultaten tyder på att den kritiska gränsen för gelning är lägre vid pH 5 och tillsatt 2% NaCl (w/w) jämfört med vid pH 7 och utan tillsatt salt. Både sänkt pH och tillsatt salt resulterade däremot i svagare geler vid en given proteinkoncentration (15% w/w) förutom i geler från bönmjölkextraktet där justering till pH 5 resulterade i fortsatt hårda geler. Proteiner från alkaliextraktet gav generellt hårdare geler, speciellt vid pH 7. Vid pH 5 däremot, resulterade bönmjölksextraktet i hårdare geler och visade bättre kohesionsegenskaper. Resultaten från denna studie tyder på att det finns en bra möjlighet för att använda proteinisolat från åkerbönan i livsmedelsindustrin där man vid produktion kan justera pH, saltkoncentration eller använda olika isolat för att uppnå den önskade texturen