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