project - EIP-AGRI Operational Group
PROTEINLEG - Development of high-quality dietary proteins through sustainable production and processing of leguminous crops
PROTEINLEG - Desarrollo de proteínas alimentarias de alta calidad mediante producción y procesamiento sostenibles de cultivos de leguminosas
Objectives
To develop innovative, profitable and resource-efficient
vegetal protein-rich food sources from grain leguminous crops
by using optimized and sustainable production and processing
methods.
Objectives
Desarrollar fuentes de alimentos ricos en proteínas vegetales
innovadoras, rentables y eficientes en el uso de recursos, a
partir de cultivos de leguminosas de grano, mediante la
utilización de métodos de producción y procesamiento
optimizados y sostenibles.
Activities
1. Identification of the adaptability and productivity of
different legumumious crops and varieties in climatic regions
of Spain through phenotyping and improvement for human
and animal nutrition.
2. Improvement of the productivity of selected new
leguminous varieties on less productive agricultural lands
using sustainable improvement approaches and in
cooperation with seed companies and farmers.
3. Improvement of the quality and design of new formulations
of protein-rich products for human and animal nutrition.
4. Development and validation of the new protein-rich
products as competitive alternatives to protein sources of
animal origin and soy protein.
Activities
1. Identificación de la adaptabilidad y productividad de
diferentes cultivos de leguminosas y variedades en regions
climáticas de España mediante el fenotipado y la mejora para
la alimentación humana y animal.
2. Mejora de la productividad de las nuevas variedades de
leguminosas seleccionadas en tierras agrícolas menos
productivas utilizando enfoques de mejora sostenibles y en
cooperación con empresas de semillas y agricultores.
3. Mejora de calidad y diseño de nuevas formulaciones de
productos ricos en proteínas para alimentación humana y
animal.
4. Desarrollo y validación de nuevos productos ricos en
proteinas, como alternativas competitivas a fuentes de
proteína de origen animal y de soja.
Project details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014ES06RDNP001 España - Programa Nacional de Desarrollo Rural
Emplacement
- Main geographical location
- A Coruña
- Other geographical location
- Ourense, Pontevedra
EUR 556 947.00
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
4 Practice Abstracts
R4 - Develop and validate new protein-rich products as competitive alternatives to animal-based and soy protein sources.
The process was designed for the production of a product and a diet formulation using protein-rich grains for human and animal feed.
The results obtained demonstrate that the foods developed for human consumption are in high demand and have a strong market potential. Tasting results with consumers indicate that the best way to market these products is as ready-to-eat prepared meals, and if these include proteins rich in sulfur-containing amino acids (cysteine and cystine), they will constitute a high-quality protein source, offering a balanced food for both vegan and non-vegan consumers.
Formulations for animal feed have also been developed, with the following conclusions:
- Feeding slow-growing chickens with the PROTEINLEG feed resulted in a higher average daily gain in birds of both sexes.
- Administering PROTEINLEG feed during the fattening of slow-growing pigs significantly increased the average daily gain in pigs of both sexes, in addition to improving carcass yield.
- The fatty acid profile improved in both types of animals, with an increase in unsaturated fatty acids and a decrease in saturated fatty acids when they were fed with PROTEINLEG feed.
- The percentage of essential amino acids increased to varying degrees when the birds and pigs were fed PROTEINLEG feed during fattening, with even significant increases in some of them.
R4 - Desarrollar y validar los nuevos productos ricos en proteínas, como alternativas competitivas a las fuentes de proteína de origen animal y de proteína de soja.
Se diseño el proceso para la elaboración de un producto y una formulación de dietas utilizando granos ricos en proteínas para alimentación humana y animal.
Los resultados obtenidos demuestran que los alimentos desarrollados para el consumo humano son altamente demandados y con gran cabida en el mercado. Los resultados en cata con consumidores indican que la mejor manera de comercializar estos productos es como platos preparados, listos para el consumo y, si estos incluyen proteínas ricas en aminoácidos azufrados (cisteína y cistina), constituirán una fuente rica en proteína de buena calidad, que supondrá un alimento equilibrado para consumidores tanto veganos como no veganos.
También se han desarrollado formulaciones para alimentación animal, habiendo obtenido las siguientes conclusiones:
- La alimentación de pollos de crecimiento lento con el pienso PROTEINLEG supuso una mayor ganancia media diaria en las aves de ambos sexos.
- La administración de pienso PROTEINLEG durante el cebo de cerdos de crecimiento lento aumentó significativamente la ganancia media diaria en los cerdos de ambos sexos, además de mejorar el rendimiento de la canal.
- El perfil de ácidos grasos mejoró en ambos tipos de animales observándose un incremento de los ácidos grasos insaturados y un descenso de los saturados cuando éstos se alimentaron con los piensos PROTEINLEG.
- El porcentaje de aminoácidos esenciales se incrementó en diferente medida cuando las aves y los cerdos se alimentaron con los piensos PROTEINLEG durante el cebo, observándose incluso aumentos significativos en algunos de ellos.
R3 - Improve the quality and design new formulations of protein-rich products for human and animal feed.
- The sustainable alternative for the partial replacement of soy in the formulation of compound feeds without causing nutritional deficiencies, particularly in protein, appears to be peas.
- Lupin has shown the highest protein content, but it has adapted very poorly agronomically to the planting conditions of the trials, so it has been discarded.
- Among the pea varieties tested, the variety known as PSM 1112-50 has the highest nutritional quality, followed by PSM 0127, PSM 0191, and PSM 0061-15; these are evaluated based solely on the concentrations of essential amino acids, which have an impact on the development of both swine and poultry.
- One advantage of using pea variety PSM 0127 is that, being a low-growing variety, it can be harvested using the same machinery required for cereal harvesting, without the need for additional investments that could limit productive interest.
- Extruded pea-based products perform best as a protein base for achieving the desired texture in the production of fish analog products.
- Cooking with a lid for 15 minutes with water and soy sauce has proven to be the most energy-efficient technique for obtaining the desired texture and some of the flavors in the prototypes.
- According to current regulations, the resulting products can make claims such as “High protein content” and “High omega-3 content.”
- Pea-based products obtained are competitive in terms of texture quality and flavor compared to soy-based ingredients.
R3 - Mejorar la calidad y diseñar nuevas formulaciones de productos ricos en proteínas para la alimentación humana y animal.
- La alternativa sostenible para la sustitución parcial de la soja en la elaboración de piensos compuestos sin causar deficiencias nutricionales, especialmente de proteína, parece corresponder al guisante.
- El altramuz ha mostrado el mayor contenido en proteína, pero se ha adaptado muy mal agronómicamente a las condiciones de siembra de los ensayos, por lo que se ha descartado.
- De las variedades de guisante ensayadas, la denominada PSM 1112-50, es la de mayor calidad nutritiva, seguida por PSM 0127, PSM 0191 Y PSM 0061-15; y tan sólo teniendo en cuenta las concentraciones de aminoácidos esenciales con una repercusión en el desarrollo tanto del ganado porcino como del aviar.
- Una de las ventajas del uso de guisante PSM 0127, es que al tratarse de una variedad de porte bajo se aplica la misma maquinaria requerida para la recolección de los cereales, sin necesidad de realizar inversiones adicionales que limiten el interés
productivo.
- Los productos de extrusionado a base de guisante son los que mejor actúan como base proteica para obtener una textura adecuada en la elaboración de productos análogos de pescado.
- La cocción con tapa durante 15 minutos con agua y salsa de soja ha mostrado ser la técnica más eficiente a nivel energético para la obtención de la textura y algunos de los aromas deseados en los prototipos.
- Según la reglamentación actual, los productos resultantes pueden utilizar las declaraciones “Alto contenido en proteínas” y “Alto contenido en omega 3”.
- Los productos a base de guisante obtenidos son competitivas en cuanto a calidad de textura y sabor con respecto al uso de ingredientes a base de soja.
R2 - Improve the productivity of newly selected legume varieties in less productive agricultural lands using sustainable improvement approaches and in cooperation with seed companies and farmers.
The key pathogen/pest for each of the crops has been determined:
- Pisum sativum (pea): Downy mildew, powdery mildew, and pea moth
- Phaseolus vulgaris (common bean): Black aphid
- Vicia faba (faba bean): Chocolate spot and green/black aphid
- Cicer arietinum (chickpea): Chickpea moth
- Lupinus angustifolius (narrow-leafed lupin): Powdery mildew
- Lupinus gredensis (gray lupin): Root and crown diseases
- Lupinus luteus (yellow lupin): Powdery mildew and rust
To achieve good yields under the trial cultivation conditions, the application of phytosanitary treatments against the main pests and diseases was necessary for all crops: beans, peas, faba beans, chickpeas, and lupins. Although resistance levels were not reached, some of the evaluated varieties showed a degree of tolerance to the main diseases. Based on this, the varieties that demonstrated the best results are as follows: PSM-0112, PHA-1160, and VIF-0008. The lupin species that adapted best to these conditions is L. luteus.
R2 - Mejorar la productividad de las nuevas variedades de leguminosas seleccionadas en tierras agrícolas menos productivas utilizando enfoques de mejora sostenibles y en cooperación con empresas de semillas y agricultores.
Se ha determinado el patógeno/plaga clave en cada uno de los cultivos:
- Pisum sativum: Mildiu, oídio y polilla del guisante
- Phaseolus vulgaris: Pulgón negro
- Vicia faba: Mancha chocolate y pulgón verde/negro
- Cicer arietinum: Polilla del garbanzo
- Lupinus angustifolius: Oídio
- Lupinus gredensis: Enfermedades de raíz y cuello
- Lupinus luteus: Oídio y roya
Para obtener buenos rendimientos en las condiciones de cultivo del ensayo ha sido necesaria la aplicación de tratamientos fitosanitarios contra las principales plagas y enfermedades en todos los cultivos: judía, guisante, haba, garbanzo y altramuz. Aun no llegando a valores de resistencia, alguna de las variedades evaluadas tolera en cierto grado las principales enfermedades. En base a esto la selección de variedades que mejores resultados ha demostrado es la siguiente: PSM-0112, PHA- 1160 y VIF-0008. La especie de altramuz que mejor se adaptó a estas condiciones es L. luteus.
R1 - Identification of the adaptability and productivity of different legume crops and varieties in climatic regions of Spain through phenotyping and improvement for human and animal feed.
The varieties with the highest adaptation and productivity for each of the crops evaluated in the trials were identified:
- Pre-selected material: 6 chickpea varieties, 1 cowpea variety, 17 lupin varieties, 27 green bean varieties, 15 broad bean varieties, 20 pea varieties, and 9 faba bean varieties, for cultivation in micro-plots for feed and food.
- Selected material: Faba beans: VIF-0003 and VIF-0005; Chickpeas: CIC-003 and CIC-005; Lupins: LUP-0024, LUP-0028, and LUP-0074; Peas: PSM-0098, PSM-0123, PSM-0096-31, and PSM-0112-50; Broad beans: Mamede, PHA-0620, PHA-0621, PHA-1160, and PHA-0683; Cowpea: VGN-0108. These varieties were selected for evaluation in extensive trials and nutritional analysis.
It was also concluded that there are native varieties that show yields similar to some commercial varieties, with considerable variation between them:
- Adaptation of these varieties under water stress: on average, there was a 32% increase in pea yields, with a minimum of 13.8% and a maximum of 54.5%. For faba beans, the increase in yields due to controlled irrigation resulted in an average of 51.2% across the studied varieties, with a minimum of 4.86% and a maximum of 173.71%.
- The drought conditions faced by pea and faba bean crops in 2022 led to significant differences not only in production but also in grain weight, due to a process of shrinkage caused by high temperatures during maturation.
R1 - Identificación de la adaptabilidad y productividad de diferentes cultivos de leguminosas y variedades en regiones climáticas de España mediante el fenotipado y la mejora para alimentación humana y animal.
Se identificaron las variedades con mayor adaptación y productividad de cada uno de los cultivos evaluados en los ensayos realizados:
- Material pre-seleccionado: 6 variedades garbanzo, 1 variedad caupí, 17 variedades altramuz, 27 variedades judía vaina, 15 variedades alubia, 20 variedades guisante y 9 variedades haba, para su cultivo en los ensayos en micro-parcelas, para piensos y alimentos.
- Material seleccionado: Habas: VIF-0003 y VIF-0005; Garbanzos: CIC-003 y CIC-005; Altramuces: LUP-0024, LUP-0028 y LUP-0074; Guisantes: PSM-0098, PSM-0123, PSM0096-31 y PSM-0112-50; Alubias: Mamede, PHA-0620, PHA-0621, PHA-1160 y PHA0683; Caupí: VGN-0108. Para proceder a su evaluación en ensayos en extensivo y los análisis nutricionales.
También se concluyó que hay variedades autóctonas que muestran rendimientos similares a algunas variedades comerciales, habiendo mucha disparidad entre ellas:
- Adaptación de estas variedades frente a un estrés hídrico: de media hay un incremento de las producciones del 32% en guisante con mínimos de 13,8% y máximos de 54,5 %. En cuanto a las habas, el aumento de las producciones fruto del riego controlado supuso un promedio del 51,2% en las variedades estudiadas, con un mínimo del 4,86% y un máximo del 173,71%.
- La situación de sequía a la que se han visto sometidos los cultivos de guisantes y de habas en 2022 conlleva diferencias significativas no sólo en producción, sino también en el peso de grano como consecuencia de un proceso de asurado por altas temperaturas durante la maduración.
Contacts
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Fundación Empresa Universidad Gallega
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AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS
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ALMACENES GAMALLO, S.L.
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FUNDACIÓN CENTRO TECNOLÓXICO DA CARNE
Project partner
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RAMIRO ARNEDO, S.A.
Project partner