Räjäytetään ruoka

Ei ole kauan siitä, kun kaura nähtiin ensisijaisesti leivän tai puuron raaka-aineena. Sitten tulivat nyhtökaura ja kauramaito, jotka toivat esiin kauran uudet mahdollisuudet.

Voisiko muutkin ruoka-aineet nähdä samalla tavalla uudelleen? Voisiko jostain muusta vanhasta tutusta viljelykasvista löytää teknologian avulla jotain vastaavaa – vaikkapa ohrasta tai porkkanasta? Kyllä voisi, vakuuttaa elintarviketeknologian professori emerita Kaisa Poutanen.

– Minkä tahansa kasvin voi hajottaa osiinsa ja katsoa, mitä siitä voisi saada. Esimerkiksi ohran fraktiointia on tutkittu paljon sekä Suomessa että Ruotsissa. Kauran tavoin ohra sisältää beetaglukaania ja proteiinia. Porkkanasta voisi saada kuitua, jolla on terveysvaikutuksia ja jota voisi käyttää rakenteistajana liha-analogeissa sen lisäksi, että porkkana on muutenkin mainio raaka-aine, Poutanen pohtii.

Ravintokuidun käytön lisäämistä komponenttina Poutanen pitää muutenkin tärkeänä mahdollisuutena.

Teknologian avulla voidaan saada tuotteisiin kuluttajien toivomaa mehevyyttä, puraistessa tirskahtavaa rakennetta ja aromin hidasta vapautumista tuotteessa. Prosessoimalla voidaan hyödyntää myös kasvisten kitkerät kuoret, joissa on eniten kuituja, fenoleja, vitamiineja ja muita terveydelle hyödyllisiä yhdisteitä.

Mutta yksittäisen viljelykasvin purkaminen osiin on vain yksi keino löytää jotain uutta. Poutasen mukaan tärkeintä on pitää mielessä, mitä haetaan: millä tavalla maapallon koko väestön ravitsemuksen tarpeet voitaisiin parhaiten tyydyttää kestävästi. Siihen tarvitaan volyymituotteita.

Proteiini tuotetaan nykyisin enimmäkseen eläimillä, mikä ei ole kestävää. Kaisa Poutanen sanoo, että maailmanlaajuisesti palkokasveja tuotetaan aivan liian vähän.

– Papuja, herneitä ja linssejä ei viljellä tarpeeksi, ja viljely on pienimuotoista ja paikallista. Palkokasvien laajempaan viljelyyn on satsattu esimerkiksi Kanadassa, johon Roquette perusti herneestä proteiinia valmistavan tehtaan. Myös Suomessa pitäisi panostaa enemmän palkokasvien viljelyyn sekä ihmisten ruuaksi että rehuksi.

Myös viljat ovat tärkeitä proteiinin lähteitä, ja niitä viljellään maailmanlaajuisesti paljon. Monissa länsimaissa vehnä on tärkein kasviproteiinin lähde. Poutasen mukaan kauran lisäksi kannattaisi käyttää monipuolisesti erilaisia paikallisia vilja- ja pseudoviljalajikkeita, jotka ovat sopeutuneet kasvuseutunsa oloihin paremmin kuin vaikkapa maailmanlaajuisesti suosittu vehnä.

Soluviljely taas täydentää viljelykasveista saatavia raaka-aineita ja tuo ruokajärjestelmään jotain aivan uutta. Ruokatrendit muuttuvat, eikä sekasyöjänkään lautanen näytä samalta kuin 1980-luvulla.

– Lopputuotteisiin syntyy vähitellen uusia tuotekonsepteja, jotka eivät yritä korvata mitään vanhaa. Esimerkiksi kasvipohjaiset smoothiet ja shotit ovat tällaisia. Kuka muistaa, että jugurttikin yleistyi Suomessa vasta 50 vuotta sitten, Poutanen sanoo.

Bioreaktorit vapauttavat maa-alaa

Soluviljelyn mahdollisuudet kiinnostavat nyt laajasti. VTT:n koordinoima Ruokaa ilman peltoja -hanke on ensimmäinen tutkimushanke, jossa selvitetään uudenlaisen elintarviketuotannon mahdollisuuksia Suomessa. Hankkeen vetäjä, VTT:n tutkimuspäällikkö Emilia Nordlund sanoo, että peltotuotannolle on jatkossakin sijansa, mutta uutta on pakko kehittää.

­– 70 prosenttia maatalouden käyttämästä maa-alasta on rehun viljelyssä. Jos rehu ja ruoka tulevaisuudessa tuotetaan osin bioreaktoreissa, voidaan miettiä, mitä kannattaa kasvattaa vapautuvalla alalla.

Bioreaktorin mikrobit eivät tarvitse läheskään niin paljon ravintoa kuin tuotantoeläimet. Kasvihuoneviljelyn ja bioreaktorin yhdistelmässä kasvihuoneen sivuvirrat eli kasvien varret ja lehdet voidaan hyödyntää rehuna bioreaktorissa.

Palkokasvipulaan voisi auttaa soijan vertikaaliviljely.

– Soijalla on suotta huono maine. Jos sitä viljellään kestävästi, sillä on paljon etuja. Vertikaaliviljelyssä siitä voisi saada jopa neljä satoa vuodessa.

Suomessa Luonnonvarakeskus tutkii Piikkiössä pilottihankkeessaan sinilupiinin ja keltaherneen viljelyä kasvihuoneessa. Kasvihuoneviljelyn etuna on sen riippumattomuus luonnonolosuhteista.

­– Kasvihuonetehdas tai bioreaktori voidaan sijoittaa sinne, missä on saatavilla sopivia sivuvirtoja. Tuotannon hajauttaminen takaa paremman joustavuuden kriisitilanteissa. Kasvihuoneviljely voi olla mahdollisuus myös siellä, missä lämpösumma ei riitä peltoviljelyyn, mutta tarjolla on muita etuja kuten paikallisesti tuotettua tuulivoimaa, Nordlund sanoo.

Geeniteknologiassa monia mahdollisuuksia

Emilia Nordlund arvioi, että EU:n geenimuunneltuja organismeja koskeva lainsäädäntö tullaan avaamaan ”käytännön pakosta”. Muualla geeniteknologialla kehitetään jo kasveja, joissa on mukana eläinproteiinin ainesosia. Nordlund mainitse israelilaisen Moolec Sciencen, joka on yhdistänyt kauraan kananmunan proteiineja. Lopputuloksena on kaura, joka vaahtoutuu.

Nordlundin mukaan ruuantuotantoon tarvitaan vaihtoehtoja erilaisiin olosuhteisiin. Toisaalla voi toimia maidon ainesosien tuotanto bioreaktorissa, toisaalla kannattaa kasvattaa kasveja, jotka tuottavat tietynlaista proteiinia tai rasvaa.­

– Uudenlaisia tuotteita voidaan saada myös yhdistämällä kasvipohjaiseen raaka-aineeseen jokin solutuotannolla aikaansaatu ominaisuus kuten maku tai rakenne.

Yksisolutuotannon etuna on muunneltavuus. Organismista ja kasvuolosuhteista riippuen yksisoluisilla voidaan tuottaa hyvin monenlaisia ominaisuuksia.

Ruokaa ilman peltoja -hankkeessa kehitetään myös uusia arvoketjuja bioreaktorituotannolle. Mukana ovat soleiinin kehittänyt Solar Foods, jolla on yhteistyötä Fazerin kanssa, ja pekiloproteiinia tuottava EniferBio, joka on yhteistyössä Valion kanssa.

Yksisoluiset ovat ihmisravintona uutta

Nordic Foodtech VC -rahaston sijoitusjohtaja Lauri Reuter näkee suuria mahdollisuuksia yksisoluisten käytössä ruoaksi.

– Yksisoluisia ei ole aiemmin käytetty ihmisravinnoksi muuten kuin hyödyntämällä niitä prosessoinnissa. Kuitenkin noin 20 prosenttia kaikesta biomassasta on yksisoluisia, kun eläimiä on vain neljä prosenttia, Reuter sanoo.

Reuter mainitsee Nordlundin tavoin suomalaisista yrityksistä EniferBion ja Solar Foodsin. Niiden ja muiden yksisoluisia hyödyntävien startupien tuotteilla voisi sekä korvata eläinperäisiä raaka-aineita että luoda uutta.

Lauri Reuter sanoo, että EniferBion tarina on suomalaisessa elintarvikehistoriassa poikkeuksellinen. Pekiloproteiinin tuotanto loppui 1990-luvulla, kun selluteollisuuden prosessit muuttuivat eikä pekilosienelle enää ollut tarjolla ravinnoksi selluntuotannon sivuvirtoja.

– Pekiloa alettiin tutkia VTT:llä uudelleen. Kävi ilmi, että sienelle maistuvat myös elintarviketeollisuuden sivuvirrat, ja alettiin selvittää mahdollisuutta hyödyntää yksisolumassaa ihmisten ravinnoksi, Reuter sanoo.

Perinteisistä raaka-aineistakaan ei hänen mukaansa ole vielä nähty kaikkia mahdollisuuksia. Geeniteknologialla on esimerkiksi siirretty kaseiinin koodaava geeni soijapapuun. Tällaisesta soijasta voi valmistaa perinteisen juustomaista, venyvää juustoa.

– Geeniteknologiaa koskeva EU:n lainsäädäntö turhauttaa aika paljon. Moni maanviljelijäkin haluaisi tuottaa entistä parempia kasveja, mutta poliittinen vastustus on suurta, Reuter sanoo.

Kalan maku on haastava

Geeniteknologialla voisi tuottaa kasveja, jotka eivät tarvitse nykyisten lajikkeiden tapaan typpilannoitusta tai jotka kestävät tuholaisia paremmin. Tämä mullistaisi lannoituksen ja torjunta-aineiden tarpeen. Sen avulla voisi myös nopeuttaa jalostustyötä, jota nyt tehdään esimerkiksi kauramaitoon optimaalisesti sopivien kauralajikkeiden kehittämiseksi.

Reuter näkee, että nakkien ja nugettien tyyppisten prosessoitujen valmisteiden tuottaminen yksisoluisilla tai kasviperäisillä proteiineilla onnistuu jo hyvin, mutta esimerkiksi nykyiset 3D-tulostetut kalafileen tyyppiset tuotteet eivät vielä maun puolesta toimi.

– Kalan maku koostuu monesta tekijästä. Jos se on vain sinne päin, tuote maistuu kissanruualta.

Kalan käytön vähentäminen ei myöskään ole niin yksiselitteisen tärkeää kuin vaikkapa naudanlihan käytön vähentäminen, vaan joitain kalakantoja voisi hyödyntää enemmän. Reuter nostaakin esiin kotimaisen startupin Hailian, joka kehittää Itämeren silakasta ja kaurasta nykyisiin ruokatottumuksiin soveltuvia tuotteita.

– Toivon, että saadaan myös lisää hyviä puhtaasti kasvituotteita, jotka eivät matki mitään. On tarvetta sekä eläintuoteimitaatioille että tuotteille, jotka ovat oma itsensä.

Siirtymä kestää vuosia

Uusien ruokien tuominen markkinoille kestää kauan. Solar Foodsin soleiinille haetaan parhaillaan uuselintarvikelupaa, ja prosessi kestää arviolta vuodesta kahteen. Infrastruktuurin rakentaminen on kallista, ja myös se vie aikaa.

Lauri Reuterin mukaan eräs pullonkaula Suomessa on kasviproteiineja käsittelevän tehtaan puute.

– Nyt Suomesta viedään hernettä ja meille tuodaan herneproteiini-isolaattia.

Myös Emilia Nordlundin mukaan infrastruktuurin puute on ongelma, ja lisäksi bioteknologian osaajia tarvitaan kipeästi lisää. Siirtymän uudenlaiseen tuotantoon on oltava myös reilu ja yhteiskunnallisesti kestävä. Uusia maatalouden arvoketjuja voisi löytyä esimerkiksi rehuntuotannolta vapautuvan peltoalan käytöstä kasvikuitujen kasvattamiseen.

Täyspapugurtti syntyy idätetystä härkäpavusta

Härkäpavun FODMAP-yhdisteet aiheuttavat osalle ihmisistä vatsavaivoja. Yhdisteistä voidaan kuitenkin päästä eroon idättämällä. Viking Maltin ja VTT:n yhteistyöprojektin tuotteena syntyi Sprau, idätetystä härkäpavusta valmistettu proteiinipitoinen raaka-aine.

Spraun taustalla oli ajatus luoda proteiinipitoinen täyspapuraaka-aine, joka mahdollistaa tuotteiden lyhyet ainesosalistat. Ajurina hankkeeseen olivat sekä kestävä kehitys että terveys, kertoo Annika Wilhelmson Viking Maltilta.

– Viking Maltilla osataan idättäminen, joka muokkaa sekä rakennetta että makua ja poistaa tehokkaasti FODMAP-yhdisteet. Tarvitsimme kuitenkin apua tuotekehityksessä, ja kumppaniksi otettiin VTT.

Tutkija Pia Silventoinen VTT:ltä kertoo, että yhteistyötä tehtiin esimerkiksi aistinvaraisten ominaisuuksien arvioinnissa, toiminnallisten ominaisuuksien testaamisessa ja hyvän koostumuksen ja maun optimoinnissa. Sprausta on jätetty patenttihakemus, jossa on keksijöinä sekä VTT:n että Viking Maltin henkilöitä.

Sprauta on kokeiltu esimerkiksi gurttiin, jonka raaka-aineina olivat vain papu, rypsiöljy ja hapate. Se onnistui projektin osapuolten mukaan hyvin. Sprauta on kokeiltu myös liha-analogien yhtenä valmistusaineena ja leivonnassa korvaamassa kananmunaa. Kasvipohjaisia tuorejuuston tyyppisiä tuotteita testataan parhaillaan asiakkaiden kanssa.

Idättämisessä vapautuu aminohappoja, mikä voi auttaa vähentämään lopputuotteesta suolaa. Viljamallasta käytetään maun vahvistamiseen, ja myös Spraun käyttöä samaan tarkoitukseen tutkitaan. Viking Maltin laboratoriossa on myös tekeillä Sprauhun pohjautuva vähäkalorinen virvoitusjuomauute.

– Proteiinin liukoisuus on tällaisissa tuotteissa tärkeä ominaisuus, ja sitä myös testasimme raaka-aineen kehitysprosessissa. Myös aistinvaraiset ominaisuudet, joita testasimme useiden sovellusten näyte-eristä, ovat tärkeitä raaka-aineen elintarvikesovelluksissa, Pia Silventoinen kertoo.

Annika Wilhelmson sanoo, että VTT:n kumppanuus tarjosi tärkeän ohituskaistan tietoon, mitä ominaisuuksia tuotteesta ylipäänsä oli tutkittava.

– Olisi kiinnostavaa jatkaa vielä matkaa ja kehittää tuotteen ravitsemuksellista laatua.