Uutta tietoa kauraleivän laatuun vaikuttavista tekijöistä 

Kaura tunnetaan terveellisenä viljana, ja monet kuluttajat pitävät kauraleivistä. Vatsaystävällinen kaura sopii moniin erityisruokavalioihin, ja niin sanottua puhdaskauraa voidaan käyttää myös gluteenittoman leivonnan raaka-aineena. 

Vaikka kaupalliset kauraa sisältävät leivät ovat yleistyneet, 100-prosenttista kauraleivontaa on tutkittu vasta vähän. Leivontaan käytetyille kaurajauhoille ei ole asetettu laatukriteereitä, mikä tekee kauraleipien laadun ennustamisesta ja kontrolloinnista haastavaa.  

Kaura poikkeaa muista tyypillisistä viljoista, sillä kauran myllyprosessiin kuuluu höyrytyskäsittely. Tällä hetkellä höyrytykselle ei ole standardikäsittelyä, eikä höyrytyskäsittelyn olosuhteiden vaikutusta kaurajauhojen ominaisuuksiin tunneta.  

Väitöstutkimuksessani selvitin kauran höyrytyskäsittelyn olosuhteiden yhteyttä kauran jauhatusominaisuuksiin², kahdenkymmenen täysjyväkauralajikenäytteen leivontalaatuun vaikuttavia tekijöitä¹ ja erilaisten hydrokolloidien (viskoosien polysakkaridien) toiminnallisuutta kauraleivonnassa³. Kauraleivontatutkimukset toteutettiin 100-prosenttisena kauraleivontana, ilman vehnää tai lisättyä gluteenia. Tavoitteena oli kartoittaa kauran leivontalaatuun vaikuttavia tekijöitä, jotta kauraleivonnan hallintaa voidaan parantaa. 

Höyrytyskäsittely vaikutti jauhon partikkelikokoon 

Kauran myllyprosessiin kuuluu höyrytyskäsittely, joka ehkäisee rasvojen hapettumisesta johtuvien virhemakujen ja -hajujen syntymistä säilytyksen aikana.  

Höyrytyskäsittelyn olosuhteiden yhteyttä kauran jauhatusominaisuuksiin tutkittiin kolmella lajikepuhtaalla kauranäytteellä, jotka erosivat toisistaan käsittelemättömän kauranytimen kovuuden suhteen². Tavoitteena oli selvittää, voiko höyrytyskäsittelyllä optimoida kaurajauhon partikkelikokoa esimerkiksi leivän leivontaan sopivaksi.  

Korkeammissa käsittelylämpötiloissa kauranytimistä tuli hauraampia ja ne jauhautuivat hienommiksi, kun taas matalammissa lämpötiloissa saatiin aikaan karkeampia jauhoja. Höyrytyskäsittely vaikutti kauralajikenäytteisiin eri tavoin, sillä pehmeimmissä ytimissä myös kuumennuskäsittelyn kosteuspitoisuus vaikutti sekä kauranytimen kovuuteen että jauhojen partikkelikokoon (kuva 1).  

Tulokset osoittivat, että kaurajauhojen partikkelikokoa voidaan optimoida höyrytyskäsittelyn avulla erilaisiin käyttötarkoituksiin sopiviksi, kun kauranytimien kovuus huomioidaan. Tulosten perusteella pehmeämmät kauranytimet olivat herkempiä kuumennuskäsittelyn muutoksille kuin kovemmat ytimet. 

Leivontalaatuun vaikuttaa moni tekijä 

Koska leivän leivontaan käytetyille kaurajauhoille ei ole asetettu laatukriteereitä, on epäselvää, minkälaiset kaurajauhon ominaisuudet johtavat parhaaseen leivontatulokseen. Kaurajauhojen leivontalaatuun vaikuttavia tekijöitä selvitettiin kahdenkymmenen täysjyväkauralajikenäytteen leivontatutkimuksessa¹.  

Kaikkien kauralajikenäytteiden taikinatulokset (veden määrät taikinassa) optimoitiin koeleivonnalla ennen varsinaisia leivontakokeita. Näytteiden leivontalaadussa havaittiin merkittäviä eroja muun muassa taikinan konsistensseissa ja kauraleipien ulkonäössä (kuva 2), ominaistilavuuksissa ja sisusrakenteen kovuudessa (kuva 3). 

Kauraleipien vanhenemisnopeudet vaihtelivat suuresti (0-4,2 N/vrk), ja 30 prosentissa tutkimuksen lajikenäytteistä kauraleivän sisusrakenne ei kovettunut lainkaan kolmen päivän säilytyksen aikana. Parhaat kauraleivät, jotka olivat sisusrakenteeltaan pehmeimpiä ja ominaistilavuuksiltaan suurimpia, leivottiin kaurajauhoista, joilla oli korkeimmat optimitaikinatulokset ja matalimmat taikinan konsistenssit.  

Taikinatuloksen optimointi oli erittäin tärkeää, sillä osaa kauralajikenäytteistä ei voitu leipoa hyvällä laadulla korkeassa taikinatuloksessa, mutta taikinan käsiteltävyys ja leivän sisusrakenne paranivat matalammissa taikinatuloksissa. Suurin osa kauralajikenäytteistä kuitenkin leipoutui hyvällä leivontalaadulla optimoidussa taikinatuloksessa. 

Korrelaatioanalyysissä selvitettiin kaurajauhojen ominaisuuksien yhteyttä kauraleivän laatuun. Analyysin mukaan kaurajauhojen tärkkelys-, proteiini-, ravintokuitu-, beetaglukaani- ja tuhkapitoisuudet eivät vaikuttaneet kauraleivän ominaisuuksiin merkittävästi. Sen sijaan kaurajauhojen korkea rasvapitoisuus oli yhteydessä kauraleivän suurempaan ominaistilavuuteen, sillä korkeampi rasvapitoisuus luultavasti paransi kaasukuplien stabiiliutta.  

Jauhojen pienempi partikkelikoko oli yhteydessä leivän pehmeämpään sisusrakenteeseen ja hitaampaan vanhenemisnopeuteen, sillä taikinan vesi oli oletettavasti tasaisemmin jakautunut taikinassa. Tutkimuksen tulosten mukaan taikinatuloksen optimointi oli tärkeä laatukriteeri, ja kaurajauhojen rasvapitoisuus ja partikkelikoko olivat yhteydessä kauraleivän laatuun. 

Kauran beetaglukaani toimi hydrokolloidina 

Kaurataikinoista puuttuu viskoelastinen gluteeniverkosto, jolloin taikinoiden käsiteltävyyttä ja leipien laatua parannetaan tyypillisesti hydrokolloidien kuten psylliumin avulla. Hydrokolloideja on monenlaisia ja niiden ominaisuudet riippuvat leivontaan käytetystä viljasta. 

Eri hydrokolloidien soveltuvuutta kauraleivontaan ei ole aikaisemmin tutkittu. Väitöskirjatutkimuksen kolmannessa artikkelissa³ tutkittiin kaura- ja mikrobiperäisiä beetaglukaaneja hydrokolloideina sataprosenttisessa kauraleivässä, ja niiden toiminnallisuutta verrattiin tyypillisiin kaupallisiin hydrokolloideihin psylliumiin ja HPMC:hen.  

Kauran beetaglukaaneja tutkittiin kauralesekonsentraatin eri muodoissa, kun taas mikrobiperäistä beetaglukaania tuotettiin fermentoimalla kauralesekonsentraattia mikrobikannalla (Pediococcus claussenii DSM14800), jonka on aiemmin raportoitu tuottavan beetaglukaania. Kaikkien hydrokolloidien lisäystasot optimoitiin koeleivonnalla.  

Parhaaksi hydrokolloidiksi osoittautui kauran beetaglukaaniuute, jota käyttäen saavutettiin yhtä suuri leivän ominaistilavuus sekä pehmeämpi ja pidempään pehmeänä säilyvä sisusrakenne kuin kaupallisia hydrokolloideja käyttäen. Tässä tutkimuksessa kauralesekonsentraatin fermentoinnilla ei havaittu leivontalaatua parantavaa vaikutusta, luultavasti konsentraatin suuren ravintokuitupitoisuuden vuoksi.  

Tulokset osoittivat, että kauran omaa liukoista ravintokuitua, beetaglukaania, on mahdollista hyödyntää hydrokolloidina kauraleivonnassa hyvin tuloksin. Uutteen soveltamismahdollisuuksia tulisi tutkia lisää myös muissa elintarvikkeissa. 

Viitteet: 

¹ Sammalisto S ym. 2021: Baking Quality Assessment of Twenty Whole Grain Oat Cultivar Samples. Foods 10(10):2461. 

² Sammalisto S ym. 2022: The role of hydrothermal treatment (steaming and tempering) parameters on oat groat, flake and flour properties. LWT 171, 114137. 

³ Sammalisto S ym. 2024: Potential of microbial and cereal β-glucans as hydrocolloids in gluten-free oat baking. LWT 191, 115678. 

Sammalisto S 2024: Oat baking – Factors behind the quality. Väitöskirja, EKT-sarja 2106. 

Helsingin yliopistosta elintarviketieteiden tohtoriksi väitelleen Saara Sammaliston väitöskirjatutkimus toteutettiin osana Business Finlandin rahoittamia OatHow- ja BIOFUN-hankkeita. Väitöstutkimuksen jälkeen kirjoittaja aloitti laboratoriovastaavan työt Lahdessa LAB-ammattikorkeakoulussa Food Pilot Plant -tuotekehitysympäristössä, joka täydentyy kesällä 2024 Baron Foodtechin leivontalaitteistolla.