KE 6/2016, teemaa Valmistus- ja lisäaineet, Puusta ruokaan

Puunjalostustuotteet hemiselluloosa, fibrilloitu selluloosa ja ligniini voivat puhtaasti eristettyinä tarjota elintarviketeollisuudelle mahdollisuuden parantaa elintarvikkeiden rakennetta ja madaltaa energiapitoisuutta.

VTT on tutkinut puumateriaalien hyödynnettävyyttä elintarvikkeissa. Sovelluskohteina voivat olla esimerkiksi meijeri-, leipomo- ja lihatuotteet. Puukuiduilla on ravintokuidun ominaisuuksia. Ne voivat edistää terveyttä, jos materiaalit todetaan turvallisiksi.

Hemiselluloosa rakenteen parantajana
VTT suoritti esitutkimuksen koivusta eristetyllä hemiselluloosalla, ksylaanilla, jonka todettiin parantavan jugurtin rakennetta. Verrattaessa perinteiseen valmistusmenetelmään jugurtti sai tasaisemman ja pehmeämmän rakenteen. Jugurtin rakenne säilyi myös paremmin: vesi ei erottunut hyytelömäisestä rakenteesta.
Ksylaania testattiin jogurteissa puolentoista ja kolmen prosentin pitoisuuksina. Alemmassa pitoisuudessa entsyymin avulla pilkottu ksylaani toimi tehokkaammin. Rakennevaikutusten lisäksi ksylaani pilkkoutui in vitro -paksusuolimallissa hitaasti. Se ei siten todennäköisesti aiheuta yhtä paljon ilmavaivoja kuin yleisesti jugurteissa ravintokuituna käytetyt fruktaanit.1

Fibrilloitu selluloosa sakeuttaa jugurtin
Toinen kiinnostava, rakennetta muokkaava puuaines on fibrilloitu selluloosa, jota voidaan valmistaa märkäjauhamalla selluloosakuituja. Sen erityisominaisuus on voimakas kyky sitoa vettä ja muodostaa geelimäinen rakenne alhaisissa pitoisuuksissa.
Fibrilloidulla selluloosalla voitaisiin siksi esimerkiksi vähentää liukenemattomien partikkeleiden laskeutumista pohjaan juotavissa tuotteissa tai sakeuttaa jugurtin rakennetta. Sen etuja ovat raaka-aineen hyvä saatavuus ja toimivuuden säilyminen eri lämpötiloissa, pH-arvoissa ja ionivahvuuksissa. Lisäksi fibrilloitu selluloosa kestää hyvin leikkausvoimia.
Selluloosageelin on myös osoitettu VTT:n in vitro -ruuansulavuusmallissa olevan tehokas vapaiden sappihappojen sitoja, mikä viittaisi kolesterolia alentavaan vaikutukseen ihmisessä.

Ligniinillä kestäviä emulsioita ja vaahtoja
Teknologian kehittymisen myötä puusta on mahdollisuus erottaa entistä parempilaatuisia ainesosia. Jopa ligniiniä voitaneen tulevaisuudessa käyttää elintarvikkeissa. Elintarviketeollisuus voisi hyödyntää ligniinin pinta-aktiivisia ominaisuuksia, jotka edistävät emulsioiden ja vaahtomaisten rakenteiden muodostumista sekä niiden kestävyyttä. Ligniini hidastaa myös elintarvikkeiden hapettumista.
VTT testasi ligniiniä muffinssien valmistuksessa: ligniinillä pystyttiin korvaamaan kokonaista kananmunaa ja munankeltuaista yllättävän hyvin kuohkean rakenteen kärsimättä. Ligniini toimi myös hyvin majoneesin emulgaattorina ja tuki lihatuotteessa mehukkaan rakenteen muodostumista. Vaikutti myös siltä, että vapaa ligniini sitoutui sappisuoloihin ohutsuolta jäljittelevässä mallissa.

Puuperäisten ainesosien elintarvikekelpoisuus
Monia puuperäisiä aineosia on jo vuosikymmenien ajan käytetty elintarvikkeissa. Tällaisia aineosia ovat esimerkiksi ksylitoli, mikrokiteinen selluloosa ja karboksimetyyliselluloosa (CMC).
Uudentyyppisten puuraaka-aineiden hyväksyttävyyttä elintarvikkeissa säätelevät muun muassa lisäaineita ja uuselintarvikkeita koskevat asetukset sekä elintarvikeprosessointia ja liuottimia määrittelevät direktiivit. Hyväksyminen edellyttää ainesosan turvallisuuden osoittamista analyysein, in vitro -mallein ja vähintään 90 päivän syöttökokein jyrsijöillä. Menetelmien tulee olla validoituja ja kriittisin osin puolueettomien tutkimuslaitosten suorittamia.
Tavoite on, että Euroopasta ostettavat elintarvikkeet ovat turvallisia ja niissä on merkinnät riskiryhmille. Uusittu uuselintarvikelaki soveltamisohjeineen astuu täysimääräisenä voimaan 1.1 2018.
VTT valmistelee tutkimushanketta puukuitujen muokkauksesta ja soveltamisesta elintarvikeprosesseissa. Keskeistä on myös ymmärtää paremmin kuitujen vaikutuksia ruuansulatukseen ja selvittää, onko puumateriaaleissa suolistoa ärsyttäviä yhdisteitä, joiden poistaminen on edellytys elintarvikekelpoiselle ainesosalle.

Anna-Marja Aura
johtava tutkija
VTT Oy
anna-marja.aura(at)vtt.fi

Martina Lille
erikoistutkija
VTT Oy
martina.lille(at)vtt.fi

1Rosa-Sibakov, N., Hakala, H.K., Sozer, N., Nordlund, E., Poutanen, K. & Aura, A.-M. 2016.Birch pulp xylan works as a food hydrocolloid in acid milk gels and is fermented slowly in vitro. Carbohydrate polymers, 154:305−12.