Protein i hvete Muligheter og utfordringer Cerealfagdagen 7. april 2016 Anne Kjersti Uhlen, NMBU/Nofima Tittel på presentasjon 1
Kortreist LavEnergi mindre lettomsettelig stivelse Fullverdige proteiner Velsmakende, med god tekstur β-glukan HøyFiber Fysiologisk effekt Lavt innhold av gluten Høyt innhold av tilgjengelige vitaminer og mineraler Antioksidanter/ fenoliske syrer Naurlig - Lite tilsetningsstoffer/ bakehjelpemidler Bærekraftig lavt klimagassutslipp Lavt FODMAP?/ høyt FODMAP? Lav GI
Agenda Betydningen av proteinegenskaper ved baking Proteininnhold og kvalitet av gluten Norsk produksjon av mathvete Kvalitetskrav Forskning for bedre råvarekvalitet Framtidige muligheter og utfordringer
Grunnlaget: Unique proteiner i hvete! Mel + vann + elting Viskoelastiske egenskaper Hydrering, glutenutvikling evne til CO 2 retensjon Gluten Gliadin Glutenin Heving Deig med utviklet glutennettverk Elektronmikroskopibilder av eltet deig 4
Utfordring: Høyt fiber og gode sensoriske egenskaper Høyere fiber Økt grovhet Andre kornarter og frø Mindre bruk av tilsatt gluten, Mindre bruk av bakehjelpemidler Økte krav til melkvalitet gluten-mengde og styrke i melet Stabil kvalitet Muligheter i baketeknologien!?
Effekt av proteininnhold og glutenkvalitet for bakekvalitet 6
Melkvalitet: Proteininnhold og innhold av gluten Proteininnhold Osborne fraksjoner Økt innhold av protein gir økt inhold av glutenprotein. 80% av totalprotein i hvete er glutenprotein (Shewry et al. 2009) Proteininnhold, % A - albumin/globulin, B+C - Gluteninprotein (B glutenin, C gliadin) Einkorn>emmer, spelt> vanlig hvete Myte: Moderne hvete høyere gluteninnhold..not evidence for increase in the gluten content of modern wheat (Kasarda 2013, Brouns et al. 2013)
Høyere protein gir normalt større brødvolum Klassiske bakeforsøk fra USA Norske bakeforsøk utført av Nofima Aamodt 2003 Finney and Barmore 1948 Høyere proteininnhold gir høyere volum: Bedre mykhet og tekstur Større toleranse for grove meltyper Økt proteininnhold gir normalt mer ekstensibel deig 8
Betydning av glutenkvalitet: Mel med sterk gluten gir høyere elastisitet i deigen: lengre eltetid/intensitet bedre form Høyere potensiale høyere volum Sterk gluten: Mel med svak gluten kan lett flyte for mye ut, og bli for flate, og få for lavt volum Svak gluten: Høyt proteininnhold kan ikke kompensere for svak gluten! Sterk gluten og høyere proteininnhold vil normalt foretrekkes av industribakeren Mosleth et al. 1999
Men det er også mange andre faktorer som påvirker.. Melkvalitet Resept/Ingrediens Bakemetode Forhev Deigmodning Hvile Rask Stek Lagring Setting av fordeig Elting Dele, rundvirke Oppslag Skyving Nedkjøling Distribusjon Utvikling av gluten Fermentering Forklistring Bruning/Malliard Tekstur-danning Transport/ tap av vann Brød aldring 10 Logistikk!!
Norsk produksjon av mathvete Tittel på presentasjon Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 11
Utviklingen av norsk mathveteproduksjon Sortsforedling : spiretreghet og glutenkvalitet NMBU Nye sorter: Runar, Reno Bastian, svært god glutenkvalitet Dyrkingsteknikk for økt protein: delt N-gjødsling Bioforsk Prisgradering etter protein Statens kornforretning avvikles Ny markedsordning for korn Bakeforsøk og forskning på baketeknologi Nofima Sortering etter glutenkvalitet, 5 klasser Nye sorter: Bjarne, Zebra, Demonstrant, Mirakel Forskning for bedre stabilitet, effekt av klima på bakekvaliet, NMBU, Nofima, Bioforsk Kilder: SSB, Norske Felleskjøp
Krav til mathvete Falltall >200 (ikke groskade) Proteininnhold >11,5 (økt fra 10,0 i 2014) Hl-vekt: > 75 (73 klasse 5) 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 Andel mathvete i %! 1989/1990 1990/1991 1991/1992 1992/1993 1993/1994 1994/1995 1995/1996 1996/1997 1997/1998 1998/1999 1999/2000 2000/2001 2001/2002 2002/2003 2003/2004^ 2004/2005 2005/2006 2006/2007 2007/2008 2008/2009 2009/2010 2010/2011 2011/2012 2012/2013 2013/2014 Klasse 1 Sterk Klasse 2 Sterk Klasse 3 Sterk Klasse 4 Sterk Klasse 5 Svak Utfordring: Groskade og lavt falltall Mirakel Bjarne Zebra Ellvis Finans* Rabagast Demonstrant* Olivin Berserk* Krabat Kuban Magnifik Tittel på presentasjon 13 Skagen
Proteininnhold i hveteklasser 2001 2014 Målt på hvetepartier som er levert, data fra Landbruksdirektoratet Nedgang i proteininnhold i senere sesonger Flere årsaker Samspill med værforhold N-gjødsling Mengde og tidspunkt for gjødsling Utfordring: Optimalt proteininnhold
Riktig proteininnhold tilpasset gjødsling til lokale forhold Kunnskap om opptak av N Forhold i jorda mineralisering og tap Temperatur og nedbør! Strategi N-gjødsling Farge og tetthet», estimerer (beregner) N- opptaket (kg N/daa) Presisjonsgjødsling 15
Forskning på glutenkvalitet Karakterisering av sorter Norsk vårhvete med sterk glutenkvalitet Analysering av glutenkvalitet Variasjon på grunn av ukjente faktorer knyttet til dyrkingsmiljøet Kalde somre? Kalde og våte somre? Proteaser fra mikroorganismer? Utfordring: Ukontrollert variasjon i glutenkvalitet Klimakammer Veksttunnel Feltforsøk
Super hvetekvalitet i 2014 (vårhvete)! 1.0 R max 0.8 Force (N) 0.6 0.4 0.2 Ei Area 0.0 0 20 40 60 80 Ext2 Ext 100 120 Distance (mm) 100% norsk! 17 Hvetemel med 100% norsk hvete lansert av Lantmannen
Muligheter og utfordringer? Tittel på presentasjon Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 18
Råd for et bærekraftig kosthold favoriserer plantebaserte produkter «En reduksjon i kjøttinntaket på 11% innen 2030 har potensiale til å redusere CO2- utslipp med 152.000t» (Miljødirektoratet 2016) The double food pyramide The United Nations Food & Agriculture Organisation (UN FAO) defines sustainable diets as: Those diets with low environmental impacts which contribute to food and nutrition security and to healthy life for present and future generations. Sustainable diets are protective and respectful of biodiversity and ecosystems, culturally acceptable, accessible, economically fair and affordable; nutritionally adequate, safe and healthy; while optimizing natural and human resources.
Nye produkter med andre plantebaserte ingredienser Grønnsaker, frukt, bær? Andre frøvekster? Proteinberiket? Belgvekster, pseudocerealer? http://diy-enthusiasts.com/foodfun/bread-recipe-make-tri-coloredbread/ Bokhvete Ert Åkerbønne Quinoa
FODMAPs - Lavt eller høyt? Variasjon i innhold mellom kornarter: Rug > hvete > spelt > havre Lavere innhold i siktemel Fruktaner i korn Påvirke (redusere) innholdet gjennom prosessering?
Klimaendringer og norsk produksjon utfordringer og muligheter Lengre vekstsesong muligheter! Våtere klima kvalitet? Mer varierende vær?? Klimaregnskap og LCA analyser: Avling/N-gjødsel en viktig post på klimaregnskapet (Korsaeth et al. 2012) Framtidig gjødslingsstrategi? Utnytte sorter med høy-proteingener i hvete? Regn i innhøstingsperioden kan gi problemer med groskade. Ny forskning for å utvikle mer tolerante sorter er startet (EXPAND 2016 2019).
Viktige suksessfaktorer: Innsikt i forbrukernes preferanser God kommunikasjon i verdikjeden om behov og kvalitetskrav Kunnskap i alle ledd i verdikjeden Kunnskap i baketeknologi
Takk for oppmerksomheten!