Varmebehandling af rapskage

Effekt på glucosinolater og ernæringsmæssig værdi målt med rotter

Rapsprotein er en yderst velegnet proteinkilde med en god og afbalanceret aminoyresammensætning samt for de dobbeltlave sorters vedkommende et lavt indhold af glucosinolater. Restindholdet af glucosinolater og deres nedbrydningsprodukter er imidlertid stadig en begrænsende faktor for restriktionsfri anvendelse af raps i foderblandinger til enmavede dyr.

Varmebehandling forud for presning og/eller ekstraktion er almindelig praksis for at inaktivere det glucosinolatspaltende enzym myrosinase samt det fedtspaltende enzym lipase. Samtidig hermed forøger varmebehandlingen procesanlæggenes kapacitet. I anlæg som anvender ekstraktion med hexan efterfølges ekstraktionen altid af en toastning af skråen for at fjerne hexanrester. Ved disse varmebehandlinger nedbrydes ofte ca. halvdelen af de alifatiske glucosinolater, samt op mod 100 pct. af indolglucosinolaterne. Samtidigt hermed er der en risiko for at proteinets fordøjelighed og den biologiske tilgængelighed af aminosyrerne, specielt lysin, forringes. Det er således af største vigtighed at denne varmebehandling styres meget nøjagtigt for at undgå unødig varmebeskadigelse af rapsproteinet.

Opløseligheden af protein i 0,2 M KOH er i flere undersøgelser blevet anvendt som udtryk for proteinbeskadigelse som følge af for kraftig varmepåvirkning i soyaskrå og i enkelte forsøg også i raps.

Formålet med dette forsøg var at undersøge effekten af toastning af rapskage på glucosinolatindhold, proteinopløselighed, lysinindhold og disse parametres sammenhæng til biologiske forhold. Derudover blev fire kommercielle rapsskrå/kage (Scanola A/S, Aarhus Olie, tysk og kinesisk) undersøgt med de samme teknikker, for at klarlægge om forskelle i produktionsforhold kan erkendes med disse teknikker.

Til toastningsforsøgene anvendtes valsede myrosinaseinaktiverede rapsfrø (95ºC i 5 min.) fra Scanola A/S' produktionslinie. Disse valsede frø blev ekstraheret med hexan (ca. 60ºC) toastet ved henholdsvis 0, 15, 30, 60 og 120 min. i en laboratorietoaster på Aarhus Olie A/S.

De kommercielle produkter blev analyseret og anvendt som modtaget.

Effekten af varmebehandling på indholdet og fordelingen af de enkelte glucosinolater fremgår af Figuren. Det ses at faldet i glucosinolater falder linært med varmebehandlingen (P<0,05). 4-Hydroxyglucobrassicin, som er det mest varmefølsomme gluosinolat nedbrydes imidlertid hurtigere end de øvrige glucosinolater. Det udgør således under 10 pct. af totalindholdet efter 60 min. varmebehandling mod 36 pct. i udgangsmaterialet.

Af tabel 1 fremgår det at opløseligheden af protein i 0,2 M KOH falder linært som funktion af toastningstiden (P<0,05). Total lysinindhold faldt fra 5,93 til 5,72 og 4,91 g pr. 100 g protein efter 30 min. og 120 min. toastning. Bortset fra cystin som faldt med 12 pct. efter 120 min. toastning, var de øvrige aminosyrer upåvirkede af varmebehandlingen. Indholdet af mono-, di- og oligosakkarider faldt mærkbart som følge af toastningen, specielt sucrose. De tilsvarende analyserede værdier for de kommercielle prøver stemte godt overens med laboratorieprøverne.

Rapsprøvernes biologiske værdi blev målt i to separate fordøjeligheds- og balanceforsøg med rotter. I første forsøg undersøgtes de laboratorietoastede prøver for varmebehandlingens effekt på proteinets fordøjelighed og især lysinets tilgængelighed. Forsøgsdiæterne blev derfor formuleret således at 50 pct. af proteinet stammede fra raps og de resterende 50 pct. fra hvedegluten, som er meget lysinfattigt (1,62 g/100 g protein). Herved sikredes det at lysin blev den første begrænsende aminosyre i forsøgsdiæterne. Det vil sige de målte biologiske værdier af proteinet refererer direkte til lysinets biotilgængelighed.

Resultaterne af dette rotteforsøg viste at den sande fordøjelighed (SF) af rapsproteinet faldt liniært med logaritmen til toastningstiden (P<0,01), mens proteinets biologiske værdi (BV) (lysinets tilgængelighed) og nettoproteinudnyttelsen (NPU) faldt liniært med toastningstiden (P<0,01).

Fordøjeligheden af protein og energi samt proteinets biologiske værdi for de fire kommercielle prøver blev ligeledes målt på rotter. Endvidere blev skjoldbruskkirtel, lever og nyrer fra disse dyr udtaget og vejet efter forsøgets afslutning. Resultaterne af forsøget fremgår af tabel 2. Værdierne af SF, BV, NPU og (FE) fordøjelig energi fulgte de samme tendenser i forhold til proteinopløselighed og lysinindhold, som observeret i første forsøg. Den højeste proteinværdi blev således opnået i produkterne fra Aarhus Olie A/S og Scanola A/S, mens den tyske var lidt ringere, og den kinesiske meget ringere. Den tyske rapsskrå påvirkede, i overensstemmelse med dens lave glucosinolatindhold vægten af de indre organer, mindst.

Det er kendt at reducerende kulhydrater som fructose og nogle glucosinolat-nedbrydningsprodukter, bl.a. isothiocyanater (ITC) aktivt  reagerer med den frie aminogruppe i lysin gennem Maillard reaktionen, så lysinet bliver biologisk utilgængeligt. Det er derfor interessant at notere at faldet i sucroseindhold (ikke vist) og faldet i glucosinolatindhold begge korrelerer med faldet i lysinindhold (r=0,998; P<0,05 samt r=0,952; P<0,05). Toastning i 120 min resulterede således i et fald på 26 µmol lysin fra 1 g rapskage, hvilket næsten modsvares af faldet i glucosinolat- og kulhydratindhold (LMW-CHO), som var 15,2 + 5,4 ~ 21 µmol/g rapskage.

Konklusionen på forsøgene blev, at op til 30 min. toastning svarende til en proteinopløselighed på ca. 60 pct. i 0,2M KOH, samt en andel af 4-hydroxyglucobrassicin i forhold til total indhold af glucosinolater på mindst 10 pct., men gerne 15-20 pct. ikke påvirker den ernæringsmæssige værdi at raps negativt. Kraftigere varmebehandling kan derimod medføre en signifikant nedgang i tilgængeligheden af lysin, mens effekten af øget thermisk nedbrydning af glucosinolaterne ikke altid behøver at være negativ.