Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3410
Main Title: Herstellung und Charakterisierung von Proteinprodukten aus Palerbsen und deren Potential zur Bildung von Proteinmatrices mit hohen Lipidanteilen in Futtermitteln für Salmoniden
Translated Title: Manufacture and characterization of protein products from smooth peas and their potential to form protein matrices with a high lipid content in fish feed for salmonids
Author(s): Wild, Florian
Advisor(s): Knorr, Dietrich
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Die Steigerung des Austausches von Fischmehl durch alternative Proteinrohstoffe in Fischfuttermitteln ist eine Grundvoraussetzung für ein weiteres Wachstum der Aquakulturwirtschaft, in der die Zucht von Lachs der bedeutendste Produktionszweig ist. Aufgrund der karnivoren Ernährungsweise von Lachs ist dessen Verdauungssystem an die Aufnahme von sehr protein- und fettreicher Nahrung aus seiner natürlichen Umgebung angepasst. Fischfuttermittel für Lachse müssen daher zu möglichst hohen Anteilen diese Inhaltsstoffe enthalten. Eine alternative Proteinquelle für Lachsfuttermittel können Leguminosen sein. Allerdings ist der insgesamt von Fischen verdaubare Anteil von solch proteinreichen Saaten oder Presskuchen wesentlich kleiner als der von Fischmehl. Aufgabenstellung dieser Arbeit war es daher, Fraktionierungsverfahren für Palerbsensaat mit dem Ziel zu untersuchen, eine dabei erhaltene proteinreiche Fraktion für die Herstellung von Lachsfuttermitteln einsetzen zu können. Es wurden dazu sowohl trocken- als auch nasstechnische Verfahren betrachtet. Bei der Aufarbeitung von Palerbsen wurden jeweils auch die neben der Proteinfraktion anfallenden Koppelprodukte betrachtet. Alle Fraktionen wurden auf ihre stoffliche Zusammensetzung sowie ihre grundlegenden techno-funktionellen Eigenschaften untersucht, um Hinweise auf ihre prinzipiellen Einsatzmöglichkeiten zu erhalten. Dabei zeigten sowohl die Proteinisolate als auch das trockentechnisch hergestellte Erbsenproteinmehl zum Teil hohe spezifische techno-funktionelle Eigenschaften, wie sie auch für Anwendungen in Lebensmitteln erwünscht sind. Durch trockentechnische Inhaltsstoffverschiebung mittels einstufiger Feinvermahlung und Feinstklassierung gelang es, Erbsenproteinmehle (EPM) mit einem Proteingehalt bis zu 60 Prozent in der Trockenmasse herzustellen. Aus ökonomischer und ökologischer Sicht sind diese für den Einsatz in Lachsfuttermitteln besonders geeignet. Die Auswirkungen des Einsatzes von EPM auf den Herstellungsprozess von Fischfutterpellets und deren Eigenschaften wurden im Anschluss untersucht. Ein 50 prozentiger Austausch von Fischmehl mit EPM führte zu einer Abnahme der Expansion und der Härte der Pellets, beziehungsweise bei gleichen Produkteigenschaften zu einem Anstieg des Düsendrucks. Aufgrund der sehr guten emulgierenden Eigenschaften des EPM gelang es in einem neuen Ansatz stabile Lachsfutterpellets mit hohem Fettgehalt durch ein Kaltextrusionsverfahren herzustellen, ohne dass ein nachträgliches Coaten mit Öl notwendig war. Im Labormaßstab konnten in den Fischfutterpellets Fettgehalte bis 35 Prozent erreicht werden. Dieses Verfahren eröffnet daher neue Möglichkeiten zur Vereinfachung des bestehenden Herstellungsprozesses durch Verzicht auf das Vakuum-Coaten, zur Reduzierung von Oxidationsvorgängen im Futtermittelpellet während der Lagerung sowie für neue Produkte und Anwendungen.
The increased use of alternative protein raw materials in fish feed is a prerequisite for further growth of the aquaculture industry. The farming of salmon is the most important sector of this industry. Due to the carnivorous diet of salmon, their digestion system is adapted to the intake of very protein-rich and fat-rich food from their natural environment. Fish feed for salmon must therefore contain as high as possible amounts of these components. An alternative source of protein for salmon fish feed could be protein from leguminous plants. However, the total amount of such protein-rich seeds or press-cake that could be digested by fish would be much less than the respective part of fishmeal. The aim of this work was to evaluate fractionation processes for round peas and use the protein-rich fraction to manufacture fish feed for salmon. Both dry and wet fractionation processes were considered. The processing of round peas also produced co-products, in addition to the protein-rich fraction. The composition and key techno-functional properties of all fractions were measured in order to determine their potential uses both in food and feed applications. Some of the protein isolates and the pea protein flour manufactured using dry methods were shown to have excellent specific techno-functional properties, like desired also for food applications. Adjustment of the composition by dry means via single-step fine milling and ultrafine sizing meant that it was possible to manufacture pea protein flour (PPF) having a protein content of up to 60 percent in the dry mass. This is particularly suitable for salmon fish feed from an economical and environmental point of view. The effect of using PPF in the manufacturing process for fish feed pellets was then studied, along with the properties of the resulting pellets. A 50 percent substitution of fishmeal by PPF resulted in lower expansion and lower pellet hardness, and resulted in an increase in the nozzle pressure for the same product properties. Due to the very good emulsifying properties of the PPF it was possible to use a cold extrusion process to manufacture stable salmon fish feed pellets with a high fat content, without subsequent coating with oil being necessary. On a laboratory scale, fish feed pellets with a fat content of up to 35 percent were produced. This process hence opens up new opportunities for simplifying the existing manufacturing process by obviating the need for vacuum-coating, for reducing oxidation processes in the feed pellets during storage, and for new products and applications.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-37328
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/3707
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3410
Exam Date: 24-Sep-2012
Issue Date: 28-Nov-2012
Date Available: 28-Nov-2012
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Extrudieren
Fischfutter
Fraktionierung
Körnerleguminose
Protein
Extrusion
Fish feed
Fractionation
Grain legume
Protein
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Institut für Lebensmitteltechnologie und Lebensmittelchemie » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Dokument_30.pdf6.47 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.