Effect of green extraction methods on quality of gelatin from skins, heads and bakbones from European plaice (Pleuronectes platessa)
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3066058Utgivelsesdato
2023Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Omtrent 50 % av verdens årlige fangst fra den globale fiskeproduksjonen går enten til spilleeller brukes til lavverdiprodukter som dyrefôr, biogass og gjødsel. Disse fraksjonene, vanligvis sammensatt av hoder, bein, blod og innvoller, inneholder verdifulle komponentersom kan brukes til høyverdige produkter. Det er flere grunner til å bruke disse fraksjonene, inkludert miljømessige, politiske og økonomiske aspekter. Europeisk rødspette(Pleuronectes platessa) er en fisk som i dag kommer fra en bærekraftig bestand og dermedkan utnyttes i høyere grad enn den gjør i dag. Den genererer ca. 50 % restråstoff sombør utnyttes for å sikre et bærekraftig fiske.Hovedmålet med denne masteroppgaven var å undersøke ulike grønne utvinningsmetoderfor å utnytte restråstoff av Europeisk rødspette. For å nå dette målet ble gelatin ekstrahert med mikrobølge- og ultralydteknologi fra ulike restråstoffraksjoner, og kvalitetenog utbyttet av den gelatinen ble evaluert. Råvarefraksjoner bestod av ryggrad, skinnog hoder. Deretter ble hver råvarefraksjon delt inn i en ikke forbehandlet del, en delforbehandlet ved saltvask og en del forbehandlet ved enzymatisk hydrolyse. Varighetenav ekstraksjonene var 15 og 35 minutter, og et vannbad på 150 minutter ble brukt somkontrollekstraksjon for sammenligning.Kvaliteten ble målt ved å vurdere kollagenutbyttet, kollagenrenheten, aminosyreprofileneog molekylstørrelsen til de resulterende gelatinprøvene. Renheten ble evaluert ved å se påprotein- og kollagenkonsentrasjonen sammen med aminosyreprofilene. Gelatinprøvene bleså analysert ved SDS-PAGE å evaluere molekylvektfordelingene. Til slutt ble effekten avde forskjellige ekstraksjonsprosedyrene testet av General Linear Model (GLM) ved brukav Tukeys sammenligningstest med signifikansnivå på 95 % (p<0,05).Resultatene viste at skinn ga gelatinprøver med høyeste utbytter sammenlignet medgelatin fra hode og ryggrad. Av forbehandlingene ga saltvask generelt gelatin med lavere utbytte, og enzymatisk hydrolyse ga høyere utbytter enn gelatin ekstrahert fra ikkeforbehandlet materiale. Forbehandling med saltvask ga også høyere innhold av β-kjederi gelatinen, noe som gir bedre gelstyrke på gelatinen. Mikrobølge- og ultralydassistertekstraksjon påvirket kvaliteten og utbyttet etter 35 minutter, og de grønne ekstraksjonsmetodene viste at kollageninnholdet i gelatinprøver ekstrahert i 35 minutter (48,8 ±16,2%) ikke var signifikant forskjellig (p<0,001) fra kollageninnholdet i et 150 minuttersvannbad (47,4 ± 23,7 %). Dette indikerer at lengre ekstraksjonstider kan gi bedre utbytteog høyere kollagenrenhet. Resultatene viste at det er potensiale i å utnytte mikrobølgeog ultralydassisterte teknologier for utvinning av gelatin fra restråstoffrasksjoner fra rødspette, men at flere kvalitetsparametere kan undersøkes for å vite mer om potensielle About 50 % of the worlds annual catch from the global fish production is either wasted orused for low value products such as animal feed, biogas and fertilizers. These fractions,usually composed of heads, bones, blood and viscera, contains valuable components thatcan be valorized for high value products. There are several reasons for utilizing thesefractions, including environmental, political and economical aspects. European plaice(Pleuronectes platessa) is a fish below the maximum sustainable yield (MSY) can beutilized to a higher degree than today. It generates about 50 % rest raw materials thatshould be utilized to secure a sustainable food processing.The main aim of this master thesis was to investigate different green extraction methodsto valorize rest raw material fractions of European plaice. To complete this aim, gelatinextracted by microwave and ultrasound technology from different raw material fractionswas conducted and the quality and yield of the resulting gelatin was evaluated. Rawmaterial fractions included backbones, skins and heads. Then, each raw material fractionwas divided into a not pre-treated part, a part pre-treated by salt wash and a partpre-treated by enzymatic hydrolysis. The durations of the extractions were 15 and 35minutes, and a water bath of 150 minutes was used as a control extraction for comparison.The quality was measured by considering the collagen yield, purity, amino acid profilesand molecular size of the gelatin samples produced. The purity was evaluated by lookingat the protein and collagen concentration together with the amino acid profiles. SDSpage was run on the gelatin samples to analyze the molecular size. Lastly, the effectof the different extraction procedures was tested by General Linear Model (GLM) usingTukey’s multiple comparison test with significance level of 95 % (p<0.05).The results showed that skin gave gelatin with highest yields compared to the heads andbackbones. For the pre-treatments, salt wash gave in general gelatin with lower yieldsand enzymatic hydrolysis gave higher yields than gelatin extracted from not pre-treatedmaterial. Pre-treatment by salt wash also gave presence of β-chains in the gelatin whichgives better gel strength. Microwave and ultrasound assisted extraction affected thequality and yield after 35 minutes, and the green extraction methods showed that thecollagen content in gelatin samples extracted for 35 minutes (48.8 ± 16.2%) did not differsignificantly (p<0.001) from the collagen content of a 150 minutes water bath (47.4 ±23.7 %). This indicates that longer extraction times could give better yield and highercollagen purity. The results showed that there are potential in utilizing microwave andultrasound assisted technologies for extraction of gelatin from plaice rest raw material,but that several quality parameters can be investigated to know more about potential