Tutkimukset

Fermentointi ja kuivafraktiointi lisäävät lakan bioaktiivisuutta

Mikrobien avulla tapahtuvaa fermentaatiota (käymistä) käytetään paljon kasviperäisen materiaalin käsittelyssä, sillä se parantaa ruuan koostumusta, makua, bioaktiivisuutta ja säilymisaikaa. Mikrobiavusteinen fermentointi on lupaava keino muuntaa fenolisia yhdisteitä ja siten parantaa marjatuotteiden bioaktiivisuutta. Aikaisemmin on havaittu, että puolukan fermentointi Hanseniaspara uvarum -hiivasienen kanssa lisäsi luontaisen säilöntäaineen, bentsoehapon, määrää.

Lakka sisältää suuria määriä ellagihappoja ja ellagitanniineja, joilla on aikaisempien tutkimuksien perusteella merkittävä rooli sairauksien ehkäisyssä. Ellagitanniinit näyttäisivät muun muassa vaikuttavan suotuisasti aivojen toimintaan, hidastavan Altzheimerin taudin kehitystä, ehkäisevän vatsan tulehduksia ja vähentävän mikrobien kasvua.

Marjateollisuus tuottaa suuria määriä marjan kuorista ja siemenistä koostuvia puristekakkuja, joita ei toistaiseksi hyödynnetä riittävästi huolimatta niiden bioaktiivisista ainesosista. Marjateollisuuden sivutuotteiden hyödyntämistä varten tarvitaankin uusia menetelmiä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, kuinka puristekakun bioprosessointi vaikuttaa fenolisten yhdisteiden koostumukseen ja lakan bioaktiivisuuteen. Lisäksi tutkimuksessa kehitettiin puristekakkujen kuivainfraktointi-menetelmää tuottamaan runsasfenolisia ainesosia marjateollisuuden tarpeisiin.

Menetelmät

Lakan bioprosessointi on esitetty kuvassa 1. Kypsät, pakastetut lakat sekoitettiin veteen, seosta lämmitettiin 80 celsiusasteessa viiden minuutin ajan ja marjat survottiin massaksi. Lakan fermentoinnin startterikantana käytettiin Ediococcus pentosaceus -mikrobikantaa. Fermentaatio suoritettiin 15 litran bioreaktorissa 14 päivän ajan 30 celsiusasteen lämpötilassa. Marjamäskistä puristettiin mehu erilleen, ja syntynyt puristekakku kuivattiin leijupetimenetelmällä. Erinäisten siivilöinti- ja jauhatusvaiheiden kautta saatiin eroteltua hieno- ja karkearakeinen jauhe.

Fermentoitujen lakkojen sokeripitoisuus analysoitiin, ja fenoliset yhdisteet uutettiin ja analysoitiin. Seuraavaksi mitattiin lakkojen asetoniuutteiden antimikrobinen aktiivisuus (mikrobeja tuhoava tai niiden kasvua ja lisääntymistä estävä toiminta), antiadheesioaktiivisuus (bakteerien kiinnittymistä estävä toiminta) sekä anti-inflammatorinen aktiivisuus (tulehdusta vähentävä toiminta). Bioaktiivisuustestaus ja fenolisten yhdisteiden analysointi suoritettiin asetoniuutteita käyttämällä.

Kuva 1. Lakan bioprosessointi ja kuivatun puristekakun käsittely. Kuva on mukailtu lähteestä: Puupponen-Pimiä ym. (2016): Fermentation and dry fractionation increase bioactivity of cloudberry (Rubus chamaemorus). Food Chemistry 197: 950-958.

Tulokset

Lakasta löydettiin yhteensä 16 fenolista yhdistettä, joista yleisimmät olivat ellagitanniinit ja ellagihapot. Fermentoinnin aikana ellagitanniinien määrä kasvoi ja ellagihappojen määrä laski. Ennen kuivaamisvaihetta mehu erotettiin puristekakuista. Ellagihapot jakautuivat tasaisesti mehun ja puristekakun välille, mutta suurin osa flavonoleista ja ellagitanniineista keskittyivät puristekakkuun.

Tuloksien perusteella sekä ei-fermentoitu että fermentoitu lakka oli hyvin antimikrobinen S. aureus -bakteeria (stafylokokkibakteeri) kohtaan, ja hidasti myös E. coli -bakteerien (kolibakteeri) ja P. aeruginosa -bakteerien (sauvabakteeri) kasvua. Tulokset osoittivat myös, että lakan fenoliset yhdisteet voivat estää E. coli -bakteerien adheesion (kiinnittymisen). Lisäksi havaittiin, että fermentaatio lisäsi lakan anti-inflammatorista (tulehdusta vähentävää) toimintaa.

Johtopäätökset

Tutkimus osoitti, että bioprosessoinnilla voi vaikuttaa merkittävästi lakan fenolisiin yhdisteisiin ja bioaktiivisuuteen. Lakka osoittautui potentiaaliseksi bioaktiivisten ainesosien lähteeksi. Tutkimuksen tulokset olivat merkittäviä, koska marjoja on helppo lisätä jokapäiväiseen ruokavalioon, ja siten fenolisten yhdisteiden terveysvaikutukset välittyvät tasaisesti ja säännöllisesti marjoja syöville ihmisille. Tulevaisuudessa tulisi identifioida tarkemmin siementen bioaktiiviset ainesosat ja arvioida niiden mahdolliset hyödyt lääke- ja terveystieteiden saralla.

Teksti:
Anni Koskela, Arktiset Aromit ry
anni.koskela(at)arktisetaromit.fi
+358 40 164 6177

Takaisin