Ottimizzazione di un processo di estrazione di un isolato proteico di colza e valutazione delle sue proprietà funzionali

Socio-economic changes such as rising incomes, urbanization, consumers’ knowledge concerning food ingredients, eco-friendly products, sustainable sources, and animal welfare are the driving factors pushing the increase in plant-based food consumption and increasing plant-based proteins in the shopping cart and the diet of customers. Nevertheless, plant-based alternatives need optimized protein crops, enhanced protein extraction, clean formulations, and large-scale texturizing, considering the increasing demand for protein foods worldwide. Today, defatted rapeseed flour characterized by high protein and low-fat levels is commercialized as feed. This material is well suited to be differently processed to obtain a protein isolate intended for food applications. This thesis project focuses on enhancing protein extraction from rapeseed, regarded as an alternative protein source, through an aqueous extraction process (wet process). The study focused on hexane-defatted rapeseed flour. The optimization of protein solubilization and precipitation, resulted in a rapeseed protein isolate with 80.05% protein (dry basis). In the second part of the project, the functional properties of the protein isolate, namely solubility, water holding capacity, oil holding capacity, foaming capacity and stability, emulsion capacity and stability and gelling capacity have been evaluated on both the rapeseed defatted flour (the input material) and on the obtained protein isolate. The results show that the functional properties of the protein isolate are significantly improved compared to the ones of the starting flour. In conclusion, the resultant rapeseed protein isolate has the potential to be used as a plant-based ingredient in different food formulations.

Cambiamenti socio-economici, come l’aumento dei redditi, l’urbanizzazione, le conoscenze dei consumatori in materia di ingredienti alimentari, prodotti ecologici, fonti sostenibili e benessere animale, sono i fattori che spingono l’aumento del consumo di alimenti a base vegetale e l’incremento delle proteine vegetali nel carrello della spesa e nella dieta delle persone. Tuttavia, vista la crescente domanda di alimenti proteici a livello mondiale, le alternative a base vegetale necessitano di soluzioni colturali ottimizzate, di un migliore processo di estrazione delle proteine, di formulazioni “pulite” e di una testurizzazione su larga scala. Oggi la farina di colza degrassata, caratterizzata da alti livelli di proteine e bassi livelli di grassi, viene commercializzata come mangime. Questo materiale, però, si presta bene a essere lavorato in modo diverso per ottenere un isolato proteico destinato ad applicazioni alimentari. Questo progetto di tesi, infatti, si concentra sull’ottimizzazione dell’estrazione delle proteine di colza, considerata una fonte proteica alternativa, attraverso un processo di estrazione acquosa (processo a umido). Lo studio si è concentrato sulla farina di colza degrassata con esano. L’ottimizzazione della solubilizzazione e della precipitazione delle proteine ha permesso di ottenere un isolato proteico di colza con l’80,05% di proteine (su base secca). Nella seconda parte del progetto, sono state valutate le proprietà funzionali dell’isolato proteico, in particolare solubilità, capacità di trattenere acqua, capacità di trattenere olio, foaming capacity e foaming stability, emulsion capacity ed emulsion stability e gelificazione, sia sulla farina di colza degrassata (materiale di partenza) sia sull’isolato proteico ottenuto. I risultati mostrano che le proprietà funzionali dell’isolato proteico sono significativamente migliorate rispetto a quelle della farina di partenza. In conclusione, l’isolato proteico di colza ottenuto ha il potenziale per essere utilizzato come ingrediente a base vegetale in diverse formulazioni alimentari.