| Ämnesområde: |
| Naturresursutnyttjande och materialåtervinning |
|
|
| Namn: |
|
| E-post: |
mats.stading@sik.se |
| Univ./Institution: |
SIK – Institutet för Livsmedel och Bioteknik AB - |
| Projekttitel (sv): |
Skummaterial av cerealieproteiner |
| Projekttitel (eng): |
Cereal protein foams |
| Värdhögskola: |
Institutet för Livsmedel och Bioteknik AB |
| SCB-klassificering: |
Kemisk process- och produktions-teknik, Livsmedelsteknik, Funktionella material |
| Beviljat (SEK): |
Bidragsform |
|
2008 |
2009 |
2010 |
|
|
|
| |
Miljöteknik |
|
304000 |
590000 |
920000 |
|
|
|
|
| Beskrivning: |
Skummaterial från havre och majs
Plaster är per definition framställda från olja. Det går också att framställa plastiska polymermaterial från förnyelsebara råvaror, ”bioplaster”, men ännu så länge utgör de bara en bråkdel av en procent av de ca 400 Mton plast som årligen framställs över hela världen. Marknaden för bioplaster växer dock snabbt och efterfrågan av den vanligaste bioplasten PLA (polylactic acid, d.v.s polymjölksyra) är större än tillgången. PLA framställs till största delen från majsstärkelse och konkurrerar därför om en förnyelsebar råvara som också används till foder och livsmedel.
En annan växande användning av stärkelsen i grödor är tillverkningen av etanol för biobränsle. Även för denna tillämpning används stora mängder majs. Efter etanoltillverkningen får man en restprodukt där stärkelsen är förbrukad, men som fortfarande innehåller sädesproteinerna. Dessa proteiner, bl..a. zeinet i majsen, kan användas för att göra bioplaster. På så sätt konkurrerar man inte med användningen av stärkelsen och man utgår från en billig biprodukt.
Majs är inte en stor gröda i vårt skandinaviska klimat. Havre däremot växer bra under fuktiga och blöta, svala förhållanden. Havre används mer och mer i livsmedel tack vara dess hälsosamma effekter. Kostfibern i havre, ß-glukan, har visats ha kolesterolsänkande effekter och ß-glukanrika produkter är därför populära. När man framställer dessa blir, även här, proteinet över och skulle på samma sätt som majsproteinet kunna användas till bioplaster. En ytterligare fördel med havreprodukter är att de kan ätas av dem som lider av glutenintolerans, celiaki (ca 1% av befolkningen).
I Västeuropa används 40% av all plast till förpackningar, vilket inte är hållbart då olja används för tillverkningen och det dessutom kräver mycket energi att ta hand om soporna. Ett hållbart alternativ är bioplaster från sädesproteiner. Vi har tidigare visat att det går att göra bioplastfilmer från dem och att de kan användas som ätbara beläggningar direkt på livsmedel som alternativ till konventionell förpackning. De har också bra egenskaper för att skapa skum. Proteinerna kan fås att bilda en lagom elastisk struktur som gör att växande bubblor i ett skum stabiliseras och leder till ett poröst skummaterial. I förpackningar används skum som stötskydd och ljusbarriärer och för livsmedelsförpackning är det vanligt med tråg av skummad plast.
I det planerade projektet ämnar vi ta reda på mer hur sädesproteiners skumstabiliseringen fungerar för att kunna utveckla proteinsystem med rätt egenskaper för att bilda porösa skum. Vi fokuserar på proteiner från havre som är en typisk gröda i Skandinavien och, som till skillnad från vetegluten, inte är allergiframkallande. Proteinet ska framställas av Swedish Oat Fiber som idag framställer havre-ß-glukanprodukter. Vi planerar även att använda majsprotein därför att det finns tillgängligt i stora kvantiteter som biprodukt från biobränsletillverkningen och för att proteinet finns att köpa, vilket gör att vi kan starta all forskningen direkt i projektet. Havreproteinet finns inte att köpa idag utan måste framställas i projektet. Vi har även en deltagare från Sydafrika, CSIR, som är världsledande i storskalig framställning av sädesproteiner.
Proteinerna kommer att blandas med mjukgörande och stabiliserande tillsatser (förhindrar åldring) och blandningarnas elastiska- och flytegenskaper mäts. Även blandningarnas töjegenskaper mäts med en unik mätmetod vilken förutsäger hur bra de är på att stabilisera skum. De bästa blandningarna används sedan för att framställa skum genom ”bakning” mellan två värmeplattor eller genom att tryckas ut genom en varm cylinder (skumextrudering). Båda metoderna används industriellt för att göra t.ex. isolerskum och tråg. Den mest krävande skumtillämpningen undersöks av Garbo Food som tillverkar glutenfritt bröd. Tanken är att tillverka en helt ny typ av glutenfria bröd där havre- eller majsprotein ersätter vetegluten. Detta är mycket krävande, och svårare än att tillverka förpackningsskum, därför att proteinerna måste fås att efterlikna glutens unika egenskaper, alla tillsatser måste vara både ätbara, inte störa smaken och befintlig bakningsutrustning ska helst kunna användas. Om detta lyckas har vi alltså utgått från biprodukter från biologiska, förnyelsebara naturresurser utan att inkräkta på befintlig livsmedelsförsörjning och framställt nya svenska produkter för en behövande marknad med goda möjligheter för export. |
 |