K-vitamiinin vaikutuksista tarvitaan lisätutkimuksia

K-vitamiinista ja sen vaikutuksista tarvitaan lisätutkimuksia, selviää Turun yliopistossa valmistuneesta diplomityöstä Determination of Vitamin K Composition of Fermented Food. Diplomityössä kehitettiin nopea, luotettava ja herkkä analyysimenetelmä K-vitamiiniyhdisteille ja tutkittiin K-vitamiinipitoisuuksia elintarvikkeissa. Tutkimuksen erityiseksi kohteeksi valittiin fermentoidut elintarvikkeet.

K-vitamiiniksi kutsutaan rasvaliukoisten yhdisteiden ryhmää, johon kuuluu muun muassa fyllokinoni ja menakinonit. K-vitamiinin tunnetuin vaikutus on veren hyytymisen edistäminen. Viime aikoina tutkimuksissa on saatu viitteitä, että K-vitamiini saattaa vaikuttaa myös luun muodostumiseen 1 ja sillä saattaa olla sydän- ja verisuonitauteja ehkäiseviä vaikutuksia 2,3. Näiden havaintojen vahvistamiseksi tarvitaan kuitenkin vielä lisätutkimuksia.

Fyllokinoni on K-vitamiinin kasviperäinen ja menakinonit eläinperäinen muoto. Fyllokinonia on runsaasti vihreissä lehtikasveissa, kuten pinaatissa, lehtikaalissa ja parsakaalissa. Menakinoneja muodostuu eläinten kudoksissa fyllokinonista konversioprosessien kautta.

Tietyt mikrobit, esimerkiksi bacillus subtilis, voivat myös tuottaa menakinoneja. Menakinonien merkittävimmät lähteet ovat liha- ja maitotuotteet. Lisäksi menakinoneja on joissakin fermentoiduissa elintarvikkeissa, esimerkiksi monissa aasialaisissa, soijapohjaisissa tuotteissa.

K-vitamiini tunnetaan huonosti

K-vitamiini kokonaisuutena on vielä varsin heikosti tutkittu vitamiiniryhmä. Tästä saatiin osoitus vuonna 2017, kun Euroopan elintarviketurvallisuusvirasto EFSA julkaisi raportin K-vitamiinin saantisuosituksista ja terveysvaikutuksista. Raportissa todettiin, että saantisuositus voidaan asettaa vain fyllokinonille (70 µg/päivä aikuisille), koska menakinonien vaikutuksista ei ole riittävästi tutkimustietoa.

Eräissä tutkimuksissa 4 on kuitenkin havaittu, että juuri menakinoneilla saattaisi olla merkittävä vaikutus ihmisen K-vitamiinitasapainon ylläpitämisessä. Tämä saattaa johtua osittain myös siitä, että rasvaliukoisena yhdisteenä fyllokinonin on havaittu imeytyvän huonosti vähärasvaisista vihreistä kasveista, kun taas menakinoneja sisältävät elintarvikkeet ovat usein rasvapitoisempia. Ihmisen suolistobakteerit tuottavat myös menakinoneja, mutta määrän ja imeytymisen arvellaan olevan riittämättömiä.

Raaka-aineista ja käymisen tuloksena

Diplomityötutkimukseen valituissa elintarvikkeissa tutkittiin kasviperäisiä raaka-aineita, joita oli fermentoitu mikrobikäymisen avulla. Elintarvikkeista määritettiin fyllokinoni ja mahdollisesti mikrobikäymisen tuloksena muodostuneet menakinonit. Ennen varsinaista analyysiä K-vitamiini täytyi eristää muusta näytteestä. Näyte homogenoitiin, jonka jälkeen rasvaliukoinen K-vitamiinifraktio uutettiin heksaanilla ja puhdistettiin edelleen kiinteäfaasiuuton avulla.

Varsinaiseen analyysiin käytettiin korkean erotuskyvyn nestekromatografiaa ja tandem-massaspektrometriaa (UHPLC-MS/MS). Kromatografian avulla erotettiin fyllokinoni ja menakinonit toisistaan, ja massaspektrometrillä saatiin yksittäiset yhdisteet tunnistettua ja pitoisuudet määritettyä.

Näytteinä oli muun muassa erilaisia hapankaaleja, soijajugurtteja, fermentoituja riisi- ja soijatahnoja sekä tofua. Yhtä lukuun ottamatta kaikista 17 tutkitusta elintarvikkeesta löytyi fyllokinonia (1,6–42,4 µg/100 g näytettä), joka oli peräisin tuotteiden raaka-aineista. Lisäksi osasta näytteistä löytyi myös menakinoneja, jotka olivat todennäköisesti syntyneet mikrobikäymisen tuloksena.

Eniten menakinoneja sisälsi natto (japanilainen fermentoitu soijatuote), jossa menakinoneja oli jopa 984 µg/100 g. Lisäksi kahdesta kiinalaisesta fermentoidusta soijatahnasta löytyi kohtalaisia määriä menakinoneja (70–135 µg/100 g). Muista näytteistä ei löytynyt merkittäviä määriä menakinoneja.

Menetelmä toimii vähärasvaisissa tuotteissa

Analyysi onnistui kaikilla tutkimukseen valituilla elintarvikkeilla, mutta haasteita ilmeni rasvapitoisemmilla näytteillä. Esimerkiksi hyvin rasvapitoisella (36 %) juustolla menetelmä ei toiminut, koska käytetty kiinteäfaasiuuttomenetelmä ei pystynyt erottamaan rasvaliukoista K-vitamiinia muusta rasvasta riittävän tehokkaasti. Tämän vuoksi lopulliseen näytteeseen päätynyt rasva häiritsi massaspektrometristä analyysiä.

Menetelmän todettiin toimivan luotettavasti elintarvikkeilla, jonka rasvapitoisuus oli kahdeksan prosenttia tai vähemmän. Jos rasvaisempia elintarvikkeita halutaan tutkia tulevaisuudessa, täytyy näytteen esikäsittelyä kehittää käyttämällä esimerkiksi erilaista kiinteäfaasiuuttomenetelmää.

EFSAn raportti ja olemassa olevan tutkimusaineiston vähyys osoittavat, että lisätutkimuksia K-vitamiinista ja sen vaikutuksista tarvitaan. Tämä tutkimus tehtiin osana Tekes-rahoitteista (nykyinen Business Finland) NutriConcept -projektia, jossa oli mukana intialainen Central Food Technological Research Institute (CSRI-CFTRI), Luonnonvarakeskus ja kotimaisia elintarvikealan yrityksiä.

Projektin yhtenä tarkoituksena oli kehittää uusia, ravitsemuksellisesti parempia konseptituotteita kasviperäisistä raaka-aineista, kuten härkäpavusta ja makealupiinista. Kehitetyn menetelmän avulla arvioitiin myös fermentoinnin vaikutusta konseptituotteiden K-vitamiinikoostumukseen ja -pitoisuuteen.

Tutkimus on julkaistu Food Chemistry -lehdessä (Tarvainen M, Fabritius M, Yang B (2019) Determination of Vitamin K Composition of Fermented Food. Food Chemistry, 275:515−522). Mikael Fabritius on saanut diplomityöstään Turun Elintarviketutkijain Seuran stipendin.