Professoriluento | Kaisa Linderborg

”Kerro minulle mitä syöt, ja minä kerron sinulle mitä sinä olet.”
Tämän ranskalaisen gastronomin Jean Brillat-Savarin 1800-luvun alkupuolella sanoman lausahduksen näkee usein myös lyhennettynä muotoon ”Olet mitä syöt”.

Elintarviketieteissä lause voisi kääntyä muotoon ”Kerro minulle mitä syöt, ja minä selvitän sinulle mistä ruokasi koostui, miten ruokasi molekyylit muuttuvat valmistuksen ja varastoinnin aikana, ja mitä niille kehossasi tapahtuu”.

Turun yliopiston molekulaariset elintarviketieteet sisältävät elintarvikekemian ja elintarvikekehityksen oppiaineet ja tutkimusalat. Elintarviketieteissä tutkitaan ravintomme molekyylirakenteita ja niiden välisiä vuorovaikutuksia, kemiallisia ja biokemiallisia reaktioita, ravitsemuksellisia ja teknologisia ominaisuuksia sekä aistittavaa laatua. Molekyylitason ravitsemusvaikutusten tutkimus täydentää elintarvikeraaka-aineiden kasvuun, prosessointiin, varastointiin tai valmistukseen kohdistuvaa tutkimusta. Elintarvikekemiassa myös kehitetään kemiallisia ja biokemiallisia analyysimenetelmiä. Elintarvikekehitys taas on teknillinen oppiaine, jossa elintarvikkeita tutkitaan ja kehitetään tavoitteena tietyt biokemialliset tai teknologiset ominaisuudet, kuten vaikkapa tietty ravitsemusvaikutus, pidennetty hyllyikä, uudenlainen tuote tai toivottu aistittava tai muu laatutekijä.

Molekulaaristen elintarviketieteiden tutkimus tukee ja osin myös mahdollistaa muun muassa uudet ruokainnovaatiot, elintarviketurvallisuuden, kestävän kehityksen sekä terveyden. Ruokaan liittyy aina myös sen aistittavat ominaisuudet ja usein myös yhteisöllisyys. 

Kerron seuraavaksi elintarvikekemian ja elintarvikekehityksen tutkimuksestani kolmen esimerkin avulla.

Ensimmäisen tutkimusnoston teen rasvoista. Vaikka pitkäketjuisiin omega-3 -sarjan rasvahappoihin kuuluvien eikosapentaeenihapon ja dokosaheksaeenihapon terveyshyödyistä on paljon tutkimustietoa, ihmisten omega-3 -status on alhainen. Harva suomalainen syö suositellut 2 tai 3 kala-ateriaa viikossa. Elintarvikkeiden vähäinen täydentäminen näillä pitkäketjuisilla omega-3 -sarjan rasvahapoilla johtuu niiden herkästä hapettumisesta. Hapettuneet rasvahapot haisevat epämiellyttäviltä eikä niillä ole samoja terveyshyötyjä kuin hapettumattomilla. Akatemiaprojektissani tutkitaan rasvahappojen hapettumista kattavasti eri analyysitekniikoilla ja kehitetään uusia ratkaisuja pysyvämmälle, turvallisemmalle ja aistittavasti hyväksytymmälle omega-3 -sarjan rasvahappojen käytölle. Tavoitteena on suojausmenetelmät, jotka mahdollistaisivat sekä hapettumisen eston että flavorien sitomisen siten, että haluaisimme käyttää esimerkiksi kotimaista silakkaöljyä ihmisten ravinnoksi nykyisen rehukäytön sijaan tai rinnalla. Ryhmässäni tutkitaan omega-3 rasvahappojen pysyvyyttä sekä molekyylimalleissa että elintarvikeprosesseissa.

Toisen tutkimusnoston teen kaurasta. Suomi on merkittävä kauran tuottaja ja viejä, mutta suuri osa suomalaisesta kaurasta käytetään jyvänä rehuksi joko kotimaassa tai ulkomailla. Ihmiset syövät vain joka seitsemännen Suomessa kasvavan kauranjyvän. Kauran liukoisella kuidulla, beetaglukaanilla, on useita terveyshyötyjä. Kuitu hidastaa mahan tyhjenemistä, ja aterian hiilihydraatteja suolessa pilkkovat entsyymit eivät pääsevät kuiturakenteiden lomaan kovinkaan tehokkaasti. Koska aterian imeytyvät hiilihydraatit vapautuvat suolessa vähitellen aterianjälkeinen veren sokeripitoisuus pysyy tasaisena. Kauran kuidut sitovat myös kolesterolia, ja kauran beetaglukaanin säännöllinen käyttö alentaakin veren kolesterolitasoa. Viskoosi kuitu ei kuitenkaan sovi kaikkiin elintarvikkeisiin, ja kuiturakenteita on pilkottava esimerkiksi kehitettäessä juotavia tai lusikoitavia tuotteita. Ryhmäni tutkimuksessa on näytetty, että vaikka kauran kuiturakenteiden pilkkominen vaikuttaa kolesterolin sidontaan, se myös vapauttaa fenolisia yhdisteitä, joilla on antioksidatiivisia vaikutuksia. Nämä antioksidantit imeytyvät ateriasta verenkiertoon, ja tutkimme niiden vaikutusta kehossa esimerkiksi tulehdusmerkkiaineiden avulla.

Kuitujen ja fenolisten antioksidanttien lisäksi kaurassa on viljaksi runsaasti rasvaa. Kauran tyypillinen flavori johtuukin pitkälti rasvaperäisistä yhdisteistä. Ryhmässäni tutkitaan kauran rasvan koostumusta ja vaihtelua eri lajikkeissa ja erissä. Tutkimme rasvan hapettumisen merkitystä kauran haihtuviin yhdisteisiin ja flavoriin säilytyksen aikana sekä kemiallisten analyysimenetelmien että aistittavan laadun arviointiraadin avulla.

Kestävä kehitys on yhteiskunnallinen muutos, jossa huomioidaan ympäristö, talous ja ihminen. Muun muassa ilmastonmuutos ja globaali väestönkasvu haastavat myös ruokajärjestelmäämme. Pohjoismaiset ja suomalaiset ravitsemussuositukset kehottavat meitä lisäämään palkokasveja aterioihimme ja vähentämään erityisesti prosessoidun ja punaisen lihan kulutusta. Isossa kuvassa vaihto on edullinen sekä terveydellemme että ympäristölle. Vaikka yhä useampi meistä haluaa syödä kestävästi ja terveellisesti, palkokasviateriat aiheuttavat useille häiritseviä vatsaoireita. Kolmannen tutkimusnoston teenkin elintarvikkeiden aterianjälkeisestä vasteesta.

Palkokasvit sisältävät fermentoituvia oligosakkarideja, jotka kuuluvat niin sanottuihin FODMAP -yhdisteisiin sekä ravintokuitua. Ylemmässä ruuansulatuskanavassamme ei ole entsyymejä niiden pilkkomiseen, joten kuidut ja FODMAP -yhdisteet kulkeutuvat paksusuoleen, jossa mikrobisto käyttää niitä ravinnokseen. Imeytymättömät yhdisteet keräävät ympärilleen nestettä, ja suolistomikrobiston aineenvaihdunta tuottaa kaasuja. Osa meistä on sensitiivisempiä tälle aineenvaihdunnalle ja kokee häiritseviä vatsaoireita. Tutkimusryhmässäni selvitetään elintarvikkeiden suolistovaikutuksia tutkimalla ruuansulatuskanavan olosuhteita nieltävän pH- ja paineanturin avulla, sekä mittaamalla paitsi itse mikrobistoa myös sen aineenvaihduntatuotteita. Määrityksiä teemme vapaaehtoisten tutkimushenkilöiden uloshengitysilmasta, verestä, virtsasta ja ulosteista. Samojen menetelmien avulla olemme tutkineet myös esimerkiksi maidon ja perunan aterianjälkeistä vastetta. Ryhmässäni on jo saatu viitteitä siitä, että vatsaoireet ovat monille sensitiivisille henkilöille merkittävä syy olla käyttämättä palkokasvituotteita, ja että kaikkien kuiturakenteiden fermentaatio ei aiheuta samanlaisia oireita.    

Elän syödäkseni, ja syön elääkseni. Elintarvikkeiden molekyylejä tutkin ammatikseni ja intohimokseni – osana suomalaista ja globaalia elintarvikealaa ja kestävää biotulevaisuutta Elintarvikekemian ja elintarvikekehityksen yksikössä Bioteknologian laitoksella Turun yliopistossa.