Detailansicht
Comparing the protein profile of fermented and roasted soybeans by high resolution LC-MS
Emine Toyoglu
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Evelyn Rampler
DOI
10.25365/thesis.79631
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13427.96627.866377-4
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Sojabohnen sind eine praktische Quelle für hochwertiges Protein mit einem überwiegend ausgewogenen Aminosäureprofil und stellen daher eine geeignete Futteroption dar. Allerdings verringert das Vorhandensein intrinsischer antinutritiver Faktoren (ANFs) ihren Nährwert, insbesondere Trypsininhibitoren (TIs). Daher ist eine Verarbeitung der Sojabohnen vor der Verfütterung erforderlich. Durch Rösten lassen sich ANFs zwar reduzieren und die Verdaulichkeit steigern, allerdings treten dabei infolge von Maillard-Reaktionen häufig Nährstoffverluste auf. Als alternative Methode bietet sich die Fermentation an, da sie ebenfalls eine wirksame Verringerung der ANFs bewirkt und gleichzeitig die Verdaulichkeit verbessert. In dieser Arbeit wurden vier verschiedene Sojabohnensorten (Atacama, Lenka, GL Melanie und ES Mentor) einer Submersfermentation mit einer Mischung aus Futtermittelzusatzstoffen (Silierhilsfmittel) aus Milchsäurebakterienstämmen unterzogen und mit Proben verglichen, die bei 225 °C für 290 Sekunden geröstet wurden. Die relative Veränderung ihrer Proteinprofile wurde mittels LC-MS untersucht, wobei ausgewählte Proteine in einem ungezielten Ansatz im data-independent acquisition-Modus auf einem hochauflösenden Quadrupol-Time-of-Flight (QTOF) Massenspektrometer analysiert wurden. Während der relative Gehalt einiger Proteine durch Rösten oder Fermentation unbeeinflusst zu sein schien, zeigte sich bei anderen eine signifikante Abnahme nach beiden Verarbeitungsprozessen. Zwischen den beiden Verfahren selbst wurde kein signifikanter Unterschied festgestellt, mit Ausnahme weniger Fälle, bei denen die Fermentation einen etwas stärkeren Verlust verursachte als das Rösten. Ein geringer Unterschied wurde im Gesamtproteingehalt zwischen rohen und gerösteten Proben festgestellt, die bei etwa 39-41 % auf Trockenmassebasis lagen, während die fermentierten Proben Werte von 32-35 % erreichten. Es wurde keine bemerkenswerte Veränderung in der Aminosäurezusammensetzung festgestellt, wohl aber in der Menge, die in den fermentierten Proben leicht niedriger war. Der lösliche Proteingehalt in den rohen Proben lag bei etwa 1,12-1,20 mg/mL, während die gerösteten Proben niedrigere Konzentrationen von 0,88-0,91 mg/mL und die fermentierten Proben Werte zwischen 0,77-0,84 mg/mL aufwiesen. Der deutlichste Unterschied zeigte sich in der Trypsininhibitoraktivität (TIA); die anfängliche TIA der rohen Sojabohnen sank durch Fermentation von 20-29 mg/g auf 8-14 mg/g und durch Rösten auf unter 4 mg/g. Obwohl durch Fermentation einige Vorteile erkennbar wurden, ist eine weitere Optimierung notwendig, um für die Fütterung gewünschte TIA von unter 4 mg/g zu erreichen.
Abstract
(Englisch)
Soybeans are a convenient source of high-quality protein with a mostly well-balanced amino acid profile, making them a viable feed option. However, the presence of intrinsic anti-nutritional factors (ANFs) reduces their nutritional value, especially trypsin inhibitors (TIs). Thus, soybean needs to be processed before administering it as feed. While roasting can reduce ANFs and make soybean more digestible, it can cause loss of nutrients due to the occurrence of Maillard reactions. Fermentation can be used as an alternative processing technique as it has also been shown to effectively reduce ANFs and improve digestibility. In this work, four different soybean varieties (Atacama, Lenka, GL Melanie and ES Mentor) were subjected to a submerged fermentation method using a mixture of silage additives consisting of lactic acid bacteria strains and compared to samples roasted at 225 °C for 290 seconds. Marginal difference was recorded in the crude protein content between raw and roasted samples, which were around 39-41 % on a dry matter basis, while the fermented samples afforded values of 32-35 %. The soluble protein content in the raw samples revealed values around 22-24 % on dry matter basis, whereas roasted samples showed lower content around 18-17 % and the fermented samples between 21-18 % on dry matter basis. No notable change was observed in the amino acid composition but in the amino acid content, which measured lower in the fermented samples. The relative change of the protein profiles was investigated using LC-MS, where selected proteins were analysed through an untargeted approach in data-independent acquisition (DIA) mode on a high-resolution quadrupole time-of-flight (QTOF) mass spectrometer. While the relative content of some proteins seemed unaffected by either roasting or fermentation, some showed a significant decrease after both. No stark difference was observed between both treatments themselves except for few cases where fermentation caused a slightly bigger loss than roasting. The most prominent difference was observed in the trypsin inhibitor activity (TIA); the initial TIA of the raw soybeans decreased from 20-29 mg/g to 8-14 mg/g after fermentation and below 4 mg/g after roasting. Although fermentation revealed some benefits, further optimization is needed to achieve a TIA below the suggested threshold of 4 mg/g for feed.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Soja Tierfuttermittel Trypsininhibitoren Proteinprofil Fermentation
Schlagwörter
(Englisch)
soy feed trypsin inhibitors protein profile fermentation
Autor*innen
Emine Toyoglu
Haupttitel (Englisch)
Comparing the protein profile of fermented and roasted soybeans by high resolution LC-MS
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
VIII, 52 Seiten
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Evelyn Rampler
Klassifikation
35 Chemie > 35.39 Analytische Chemie. Sonstiges
AC Nummer
AC17715497
Utheses ID
78054
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |