Sienien bioaktiivisten polysakkaridien eristämiseen uusia teknologioita
Suomalaiset sienet olisivat loistava bioaktiivisten polysakkaridien lähde. Teollisen tason hyödyntäminen vaatii kuitenkin uusien tuotantotapojen ja teknologioiden kehittämistä.
Sienet ovat toiseksi suurin suomalaisten metsien tuottama syötäväksi kelpaava biomassa. Suomen metsät tuottavat keskimäärin 800–2500 miljoonaa kiloa syötäviä sieniä vuosittain säästä johtuvista kausivaihteluista riippuen. Omaan käyttöön tästä sadosta kerätään 3–16 miljoonaa kiloa, ja myyntiin sieniä kerätään vuosittain noin miljoona kiloa.
Yksi vaihtoehto hyödyntää sieniä olisivat niiden sisältämät beetaglukaanit, joilla on havaittu tutkimuksissa monia bioaktiivisia ominaisuuksia. Näitä bioaktiivisia polysakkarideja voitaisiin esimerkiksi myydä sellaisenaan ravintolisinä, tai niitä voitaisiin lisätä terveysvaikutteisiin elintarvikkeisiin, kuten erilaisiin välipaloihin. Kyse on isosta markkinasta, sillä jo lääkinnällisten sienten kokonaismarkkinoiden arvioidaan nousevan 13 miljardiin euroon vuoteen 2026 mennessä.
Yksi pullonkaula sienten polysakkaridien hyödyntämisessä on niiden eristäminen. Toistaiseksi ei ole ollut saatavilla uuttomenetelmää, joka olisi riittävän kustannustehokas ja jonka saanto olisi korkea ja lopputuote riittävän puhdas. Sienen polysakkaridit ovat sitoutuneena solukalvorakenteisiin, minkä vuoksi sienien beetaglukaanien uutto pelkällä vedellä ei ole tehokasta.
Yksi tapa hajottaa solukalvorakenne ja saada polysakkaridit uutettaviksi on käyttää vahvoja kemikaaleja, kuten voimakkaita emäksiä. Vahvojen kemikaalien käyttö kuitenkin kuormittaa ympäristöä, eikä usein ole teollisessa mittakaavassa kannattavaa. FT Gabriele Beltramen väitöskirjassa pyrittiin kehittämään ratkaisuja näihin haasteisiin 1.
Kansanlääkinnästä moderniin tutkimukseen
Tuoreet sienet ovat valtaosin vettä, mutta kuivattuina ne sisältävät pääasiassa polysakkarideja (80 % kuivapainosta) ja proteiinia (20 % kuivapainosta). Merkittävimmät polysakkaridiryhmät ovat beetaglukaanit, kitiini ja mannaanit. Kunkin ryhmän osuus polysakkaridien kokonaispainosta riippuu lajista, mutta tyypillisesti beetaglukaanit ovat merkittävin ryhmä kokonaispainossa mitattuna.
Sieniä on hyödynnetty kansanlääkinnässä Suomessa ja muualla jo ammoisista ajoista lähtien. Esimerkiksi Jäämies Ötzin jäänteistä (3500 eaa) on löydetty kuivattuja kääpiä. Vaikka kansanparannus ei ole perustunut tutkittuun tietoon, se on antanut lähtölaukauksen sienten biologisten ominaisuuksien kartoittamiseen.
Sekä solumalleissa että eliömalleissa on saatu näyttöä siitä, että sienten beetaglukaaneilla on vaikutusta immuunijärjestelmään ja tulehduksen säätelyyn. Sienten beetaglukaaneilla on havaittu myös aterianjälkeisen verensokerin nousua hillitsevää ja kolesterolin imeytymistä estävää vaikutusta. Näistä ominaisuuksista kauran beetaglukaaneille on jo myönnetty EU:n 432/2012 mukaiset terveysväittämät.
Uuttomenetelmien tehostaminen on välttämätöntä
Kuuma vesi on sienten polysakkaridien yleisin uuttoliuotin. Osa kaupallisista valmistajista hyödyntää etanolia lopputuotteen puhtauden parantamisessa. Tätä menetelmää ei ole toistaiseksi standardoitu. Sen perimmäisin ongelma on kuitenkin alhainen saanto, joka on vain noin 1–1,5 prosenttia. Saannon tehostamiseksi on kehitetty menetelmiä, kuten uuttolämpötilan ja -paineen nostoa tai sienimassan käsittelyä mikroaalloilla tai ultraäänellä.
Näiden lisäksi vaihtoehtona on sienimateriaalin käsittely kemiallisesti. Beltramen väitöskirjassa selvitettiin erilaisten kemiallisten käsittelyjen vaikutus herkkusienen ja suppilovahveron polysakkaridien uuttosaantoon. Herkkusieniä esikäsiteltiin etanolilla ja suolahapolla, minkä jälkeen polysakkaridit uutettiin kuumalla vedellä. Suppilovahverojen polysakkaridien saantoa saatiin parannettua käyttämällä emäksistä uuttoliuosta kuuman veden sijasta. Herkkusienten esikäsittely kuusinkertaisti polysakkaridien saannon, ja suppilovahveron polysakkaridien saanto kasvoi lähes 40-kertaiseksi uuttoliuoksen koostumusta muokkaamalla (Kuva 1).
Herkkusienelle ja suppilovahverolle kehitetyt uuttomenetelmät sopisivat teollisuuden tarpeisiin. Etanoli-suolahappo-esikäsittely on nopea (1 tunti) ja vaati vähän happoa (1:20). Lisäksi tarvitaan vain yksi kuumavesiuutto riittävän polysakkaridisaannon saamiseksi. Suppilovahveron polysakkaridien tehokkaaseen uuttoon sen sijaan tarvitaan vain kahden prosentin vahvuinen kalsiumhydroksidiliuos. Suppilovahveroa ei toistaiseksi hyödynnetä teollisuudessa polysakkaridien raaka-aineena, mutta väitöskirjassa kehitetty menetelmä tarjoaa mahdollisuuden nostaa tämän nykyisin pääosin kotikäyttöön kerättävän sienen arvoa.
Vaikka väitöskirjassa polysakkaridien saantoa saatiin tehostettua, havaittiin, että uutettujen beetaglukaanien rakenne riippui uuttomenetelmästä. Koska polysakkaridien biologiset ominaisuudet ovat rakenteesta riippuvaisia, on tarpeen tulevaisuudessa selvittää, onko valitulla uuttomenetelmällä vaikutus polysakkaridien terveysvaikutteisiin ominaisuuksiin.
Viite
1 Beltrame G. 2021. Polysaccharides from Finnish Fungal Resources. Doctoral Theses in Food Sciences at the University of Turku.
Suosittelemme artikkelia
Kauran ja härkäpavun jalostus vauhtiin uusilla genomisilla teknologioilla
Uusista raaka-aineista uuselintarvikkeita
Kumppanisisältö: Go On
Maukasta yhteistyötä henkilöstökumppanuudella
Sivuvirtoja prosessoimalla syntyy uudenlaisia tuotteita
Nuoret kertovat: Miltä ruoan tulevaisuus näyttää vuonna 2100?
