Bioprosessointien avulla uusia maistuvia marjatuotteita (Väitös: DI Niina Kelanne, 24.9.2021, elintarvikekehitys)
DI Niina Kelanteen väitöstutkimus osoittaa, että polymeerejä, entsyymejä ja viinihiivakäymistä voidaan käyttää puolukan ja mustaherukan aistittavien ominaisuuksien muokkaamiseen. Kyseiset bioprosessointimenetelmät vaikuttavat sekä haihtuviin että haihtumattomiin yhdisteisiin ja näin ollen kokonaisvaltaisesti aistittaviin ominaisuuksiin. Tutkimus tuo uutta tieteellistä tietoa bioprosessointien vaikutuksista puolukka- ja mustaherukkajuomien valmistukseen sekä marjojen teolliseen hyödyntämiseen.
Suomen metsissä villinä kasvavista marjoista puolukalla on suurin vuotuinen sato. Puolukkaa käytetään yleisesti suomalaisissa talouksissa, mutta silti sadosta kerätään vuosittain vain noin 10 %. Viljellyistä marjoista mustaherukka on toiseksi eniten viljelty marja Suomessa ja sen viljely on mahdollista koko maassa.
Molemmilla marjoilla on houkutteleva tuoksu sekä voimakkaat makuominaisuudet, jotka vaikuttavat marjojen käyttöön sellaisenaan. Marjojen ja hedelmien aistittaviin ominaisuuksiin vaikuttavat monet yhdisteet: fenoliset yhdisteet ovat usein joko karvaita tai ne voivat kurtistaa ja kuivattaa suuta (astringoivuus) tai ne vaikuttavat väriominaisuuksiin. Haihtuvat yhdisteet vaikuttavat sekä elintarvikkeen tuoksuun että makuominaisuuksiin ja ne aiheuttavat marjoissa ja hedelmissä niiden ominaisia tuoksuja.
Väitöstutkimuksessa keskityttiin kolmen hyvin erilaisen bioprosessointimenetelmän vaikutuksiin puolukka- ja mustaherukkamehun ominaisuuksissa. Tutkimuksissa käytettiin biopolymeerejä yhdisteiden sitojina, entsyymikäsittelyitä yhdisteiden vapauttajina sekä viinihiivakäymistä Saccharomyces-hiivoilla ja niihin kuulumattomilla hiivoilla.
Väitöskirjatyössä puolukkamehua käsiteltiin biopolymeereillä, syklodekstriineillä ja gelatiinilla, ja sen happamuutta vähennettiin nostamalla mehun pH:ta.
- Syklodekstriinit sulkevat yhdisteen sisäänsä, jolloin yhdiste ei pääse makureseptoreille. Näin niitä voidaan käyttää vähentämään kielteisiä aistittavia ominaisuuksia, kuten karvasta makua sekä astringoivaa suutuntumaa. Gelatiini sen sijaan sitoo yhdisteitä itseensä ja, kun gelatiini poistettiin mehusta, myös siihen sitoutuneet yhdisteet poistuvat, Kelanne selittää.
- Täytyy kuitenkin todeta, etteivät syklodekstriinikäsittelyt yksinään muokanneet puolukkamehun aistittavia ominaisuuksia riittävästi. Kuitenkin, peräkkäinen käsittely gelatiinilla ja syklodekstriinillä vähensi puolukkamehun karvasta makua ja astringoivaa suutuntumaa, Kelanne jatkaa.
Entsyymikäsittelyjä käytetään mehujen valmistuksessa parantamaan saantoa. Ne vaikuttavat myös mehun kemialliseen koostumukseen ja siten myös aistittaviin ominaisuuksiin. Väitöskirjatyössä puolukkamehua valmistettiin käsittelemällä puolukoita kaupallisilla entsyymivalmisteilla.
- Kaikki entsyymikäsittelyt nostivat merkittävästi mehusaantoa. Fenolisten yhdisteiden pitoisuudet myös nousivat, mikä saattaa vaikuttaa negatiivisesti aistittaviin ominaisuuksiin. Lämpökäsittelyaika ja entsyymin annostus vaikuttivat eri tavoin entsyymivalmisteiden toimintaan, eli jokainen entsyymi tulisi myös teollisuudessa optimoida raaka-aineille, toteaa Kelanne.
Matalan alkoholipitoisuuden juomat ovat nouseva trendi niin Suomessa kuin maailmallakin. Monet Saccharomyces-hiivoihin kuulumattomat hiivat tuottavat luonnollisesti vähemmän etanolia kuin yleisimmin käytössä oleva Saccharomyces cerevisiae, minkä vuoksi niillä voidaan helposti valmistaa vähäalkoholisia juomia.
- Vähemmän perinteisillä viinihiivoilla on paljon positiivisia vaikutuksia viiniin, Kelanne hehkuttaa.
Väitöskirjatyössä suomalaisista pakastemustaherukoista valmistettu mehu käytettiin ilman lisättyä sokeria Saccharomyces-hiivoilla ja niihin kuulumattomilla viinihiivoilla. Etanolipitoisuus vaihteli merkittävästi eri viinihiivojen välillä ja alhaisin etanolipitoisuus saavutettiin Metschnikowia- ja Saccharomyces-hiivoilla tehdyllä peräkkäisellä käymisellä.
Tutkimuksen tulokset on julkaistu tieteellisissä julkaisusarjoissa Food Chemistry, LWT- Food Science and Technology ja Journal of Agricultural and Food Chemistry.
***
DI Niina Kelanne esittää väitöskirjansa ”Novel Bioprocessing for Increasing Consumption of Nordic Berries” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 24.9.2021 klo 12.00. Yleisön on mahdollista seurata väitöstä etäyhteyden kautta.
Vastaväittäjänä toimii professori Jesus Simal-Gandara (University of Vigo, Espanja) ja kustoksena dosentti Oskar Laaksonen (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on elintarvikekehitys.
Turun yliopisto seuraa aktiivisesti koronavirustilannetta ja viranomaisten ohjeita. Yliopisto päivittää ohjeitaan tilanteen mukaan. Ohjeet ja linkit löytyvät osoitteesta: utu.fi/koronavirus
Väittelijän yhteystiedot: nimakel@utu.fi
Korjaus 21.9.2021, muutettu väitöstilaisuuden kustos. Väitöstilaisuuden kustokseksi on nimitetty dosentti Oskar Laaksonen.
