Kuusi- ja koivukumi sopivat elintarvikkeiden stabilointiaineiksi

Havupuiden pääasiallinen hemiselluloosa, galaktoglukomannaani, muistuttaa rakenteeltaan yleisesti elintarvikkeiden stabilointiaineina käytettäviä guarkumia, johanneksenleipäpuujauhetta ja konjac-glukomannaania. Helsingin yliopiston tutkimuksissa, Suomen Akatemian rahoittamat MESTA– ja EMPOWER– hankkeet sekä Jane ja Aatos Erkon säätiön rahoittama WOODLIPS-hanke, on havaittu, että galaktoglukomannaani voisi olla kiinnostava ja toimiva kotimainen elintarvikehydrokolloidi – kuusikumi. Se voisi korvata esimerkiksi arabikumin erilaisissa tuotteissa¹ʾ².

Kuusikumia on puun painosta noin 20−30 prosenttia. Se koostuu hiilihydraateista, joiden mukana on ligniinistä peräisin olevia fenolisia yhdisteitä. Tämänhetkisen tiedon mukaan kuusikumi ei pilkkoudu ruuansulatuksessa, vaan se toimii ravintokuituna.

Myös pääosin glukuronoksylaanista koostuva lehtipuun hemiselluloosa on kiinnostava uusi raaka-aine. Lehtipuissa hemiselluloosia on 25−35 prosenttia. Ksylaaneja tulee ravintoon nykyisinkin luontaisesti viljojen mukana. Viljoissa ksylaaneja on niin jyvissä, kuorissa kuin oljissakin. Koivun ksylaani – koivukumi – toimi Helsingin yliopiston testeissä tehokkaana emulsion stabilointiaineena³.

Puun komponenttien käyttö ruuassa ei ole täysin uusi ajatus. Moni muistaa pettuleivän, mutta muitakin puuperäisiä ainesosia tai lisäaineita syödään. Näistä esimerkkejä ovat mikrokiteinen selluloosa, selluloosajohdannaiset, ksylitoli, vanilliiniaromi, puuhartsien glyseroliesterit ja puiden steryylit ja stanolit.

Menetelmiä ja sovelluksia tutkitaan

Kuusikumin ja koivukumin ominaisuudet soveltuvat erinomaisesti emulgointiin ja emulsioiden stabilointiin. Ne stabiloivat emulsioita sekä fysikaalista hajoamista että kemiallista hapettumista vastaan. Kuusi- ja koivukumin sisältämät ligniiniperäiset fenoliset yhdisteet ovat tärkeässä roolissa, sillä ne toimivat antioksidantteina.

Kuusi- ja koivukumi eivät nosta vesiliuoksen viskositeettiä etenkään melko pienillä pitoisuuksilla, minkä takia ne soveltuvat hyvin prosessoitavaksi. Kuusi- ja koivukumi ovat hieman pinta-aktiivisia, eli ne madaltavat veden pintajännitystä, mikä johtuu fenolisten yhdisteiden ja hiilihydraattien yhteisvaikutuksesta. Kuusi- ja koivukumin toiminnalliset ominaisuudet sijoittuvat pienimolekyylisten pintajännitystä alentavien aineiden (surfaktanttien) ja suurimolekyylisten, viskositeettia kasvattavien hydrokolloidien välimaastoon.

Eristysmenetelmistä ja puhdistusprosesseista riippuen talteen voidaan kerätä erilaatuista kuusi- tai koivukumia räätälöityihin käyttötarkoituksiin. Helsingin yliopiston tutkimus keskittyy sekä stabilointimekanismien selvittämiseen että sovellusten kehittämiseen. Sovellustestejä on tähän mennessä tehty muun muassa juotavalla jogurtilla ja kaurajuomalla.

Myös kuusi- ja koivukumin aistinvaraista profiilia on tutkittu ja tunnistettu näille puupohjaisille stabilointiaineille ominaiset väri-, haju- ja makuominaisuudet ja miten eristysmenetelmät ja puhdistusprosessit vaikuttavat niihin.

Jotta hemiselluloosia voidaan jatkossa käyttää ruuassa, niille täytyy tehdä uuselintarvikeselvitys. Kuusikumia käsittelevässä laajassa kirjallisuuskatsauksessa ei löydetty viitteitä turvallisuusriskeistä, mutta lainsäädännön vaatimia kattavia testejä ei ole toistaiseksi tehty.⁴

Suomalainen teollisuus näkee aiheen kiinnostavana ja lupaavana. Fortum on yhteistyössä Helsingin yliopiston Food Materials Science -tutkimusryhmän kanssa lähtenyt kehittämään koivukumin ja viljanolkien hemiselluloosien jatkojalostusta.

Viitteet

¹ Mikkonen, K.S. ym. 2016. Spruce galactoglucomannans in rapeseed oil-in-water emulsions: Efficient stabilization performance and structural partitioning. Food Hydrocolloids, 52, 981–989.

² Lehtonen, M. ym. 2018. Phenolic residues in spruce galactoglucomannans improve stabilization of oil-in-water emulsions. Journal of Colloid and Interface Science. 512, 536–547.

³ Mikkonen, K.S. ym. 2016. Determination of physical emulsion stabilization mechanisms of wood hemicelluloses via rheological and interfacial characterization. Soft Matter, 12, 8690–8700.

⁴ Pitkänen, L. ym. 2018. Safety considerations of plant polysaccharides for food use: case study on phenolic-rich softwood galactoglucomannan extract. Food & Function, 9, 1931–1943.