Peptidejä elintarviketeollisuuden sivuvirroista

Ruuan proteiinit kätkevät rakenteeseensa peptidejä, jotka vapautuvat proteiinien pilkkoutuessa ruuansulatuksessa tai prosessoinnin vaikutuksesta. Peptidien mahdollisuuksia terveyden edistämisessä on tutkittu viime vuosina intensiivisesti. Näiden ns. bioaktiivisten peptidien tiedetään voivan saada aikaan myönteisiä fysiologisia vaikutuksia, joiden kautta on mahdollista vaikuttaa terveyteen ja auttaa vähentämään kroonisten sairauksien riskiä.

Ruuan proteiineista pilkkoutuvat peptidit voivat muistuttaa ihmisen elimistön omia peptidejä, jotka toimivat hormoneina ja välittäjäaineina elimistön sisäisissä säätelyjärjestelmissä. Tämän vuoksi ne voivat vaikuttaa samoissa biokemiallisissa prosesseissa, jotka ylläpitävät ja säätelevät elimistön terveyttä.

Parhaiten tunnettu bioaktiivisten peptidien lähde on maito. Maitopeptiditutkimus on tuottanut myös kaupallisia, terveysvaikutteisia peptidituotteita: muun muassa mineraalien imeytymistä edistävän sekä verenpainetta alentavan tuotteen.

Peruna- ja rypsiteollisuudessa muodostuu suuria määriä proteiinipitoisia sivuvirtoja, joita hyödynnetään pääasiassa karjan rehuna ja lannoitteena. Tohtorinväitöstyössä Bioaktiivisten peptidien tuottaminen rypsin ja perunan proteiineista ja teollisista sivuvirroista tutkittiin näiden sivuvirtojen hyödyntämistä bioaktiivisten peptidien raaka-aineena.

Perunan ja rypsin teolliset sivuvirrat osoittautuivat monimuotoisiksi bioaktiivisten peptidien lähteiksi. Tutkimuksessa kehitettiin menetelmiä, joilla niistä pystyttiin tuottamaan peptidejä sekä saatiin näyttöä tuotettujen peptidien verenpainetta alentavasta ja antioksidatiivisesta vaikutuksesta. Perunasta ja rypsistä löytyi peptidejä, jotka estivät angiotensiini I:tä konvertoivan entsyymin toimintaa. Sillä on keskeinen rooli verenpaineen säätelyssä. Antioksidatiivisten ominaisuuksien ansiosta peptidit sopisivat esimerkiksi luontaisiksi säilyvyyden parantajiksi helposti härskiintyville elintarvikkeille.

Terveysvaikutukset esiin entsymaattisella prosessilla

Pelkästään perunaa syömällä peptidien hyödyt eivät tule esiin. Ruuansulatus ei pysty tuottamaan perunasta riittävän tehokkaasti vaikuttavia peptidejä. Niiden muodostumiseen tarvitaan hydrolyysikäsittely, jolla perunan ja rypsin proteiinit pilkotaan oikeista kohdista.

Väitöstyössä löydettiin tehokkaita entsyymejä ja mikrobikantoja, joilla perunan ja rypsin sivuvirroista voidaan prosessoida bioaktiivisia peptidejä. Lisäksi todettiin, että perunan omat entsyymit pystyvät pilkkomaan perunan proteiineja bioaktiivisiksi peptideiksi, kun solurakenne rikotaan. Tällöin ei tarvita ulkopuolisen entsyymin lisäystä.

Tutkimuksessa käytetyt menetelmät ovat elintarvikekelpoisia ja sovellettavissa teolliseen mittakaavaan. Matka kaupallisiin tuotteisiin, joissa voitaisiin käyttää terveysväittämää, on kuitenkin vielä pitkä. Toistaiseksi Euroopan elintarviketurvallisuusvirasto (EFSA) ei ole antanut hyväksyntää peptidien terveysvaikutuksista elintarvikkeissa. EFSAn kanta voi kuitenkin muuttua, kun saadaan lisää tutkimustietoa peptidien kliinisistä vaikutuksista ja molekulaarisista vaikutusmekanismeista. Tulevaisuudessa voidaan mahdollisesti seuloa molekyylibiologian menetelmien avulla ne kohderyhmät, joiden terveyttä bioaktiiviset peptidit tukevat parhaiten.

Maun, rakenteen ja säilyvyyden parantajia?

Peptidien nykyistä laajempi ja monipuolisempi hyödyntäminen elintarvikkeissa voi tarjota uusia mahdollisuuksia ruuan maun, rakenteen ja säilyvyyden parantamiseen. Peptideillä tiedetään olevan monipuolisia makuominaisuuksia. Ne voivat maistua rakenteensa mukaisesti miltä tahansa tunnetuista perusmauista (suolainen, makea, hapan, karvas ja umami) ja vahvistaa makuja, esimerkiksi suolan makua yhdessä pienen suolamäärän kanssa.

Peptideillä on myös elintarvikkeiden rakenteeseen ja säilyvyyteen vaikuttavia toiminnallisia, antioksidatiivisia ja antimikrobisia ominaisuuksia. Niillä voidaan mahdollisesti edistää elintarvikkeiden säilyvyyttä ja parantaa rakennetta esimerkiksi suolapitoisuutta alennettaessa. Antimikrobisilla peptideillä voidaan estää pilaajamikrobien kasvua. Joissakin tapauksissa antimikrobiset peptidit ovat osoittautuneet jopa lupaaviksi uusien antibioottien kandidaateiksi.

Arvojakeita elintarviketeollisuuden sivuvirroista hyötykäyttöön – tutkimushankkeessa kehitetään ympäristöystävällisiä ja kustannustehokkaita menetelmiä, joilla elintarviketeollisuuden sivuvirroista voidaan tuottaa peptidijakeita sovellettavaksi elintarvikkeisiin. Tutkimushankkeen johtaja on erikoistutkija Anne Pihlanto.

Sari Mäkinen on saanut Elintarviketieteiden Seuran väitöskirjastipendin työstään Production, isolation and characterization of bioactive peptides with antihypertensive properties from rapeseed and potato protein (Bioaktiivisten peptidien tuottaminen rypsin ja perunan proteiineista ja teollisista sivuvirroista)