Miten myllytys- ja jalostusprosessit vaikuttavat kauratuotteiden beetaglukaanipitoisuuteen?

β-glukaani ja EFSA:n myöntämät terveysväittämät

Vuodesta 2016 vuoteen 2019 kauran elintarvikekäyttö on Suomessa lisääntynyt noin 50%. Kaura puhutteleekin laajoja kuluttajaryhmiä kotimaisena, ympäristöystävällisenä ja ravitsemukselliselta laadultaan erinomaisena viljana. Yksi erinomaisen ravitsemuksellisen laadun takaajista on kauranjyvien sisältämän liukoisen kuidun, βglukaanin pitoisuus. Tässä blogitekstissä käsitellään kauran jyvien matkaa yleisimpien myllynprosessien kautta elintarviketeollisuuden jatkojalostukseen, näiden toimenpiteiden vaikutusta kauratuotteiden β-glukaanipitoisuuteen ja sen fysiologisia vaikutuksia kuluttajalle. 

β-glukaani on glukoosipolymeeri, joka muodostuu β-1,3 ja β-1,4-sidoksin yhteen liittyneistä sokeriosista, glukooseista. Se luokitellaan ravintokuiduksi, koska se on hiilihydraatti, joka ei sula ruuansulatuksessa. β-glukaani on liukoinen ravintokuitu, eli se muodostaa suolistossa geelimäisen massan veden kanssa. β-glukaania on erityisesti kaurassa ja ohrassa. Kaurassa se sijaitsee jyvän kuorikerroksen alapuolella eli subaleuronikerroksessa sekä endospermin eli jauhoytimen soluseinissä.

Kuva 1. β-glukaanin kemiallinen rakenne. Glukoosiyksiköt ja β-1,3 & β-1,4-sidokset

β-glukaanin on todettu alentavan korkeaa veren kolesterolipitoisuutta, ja siitä saakin käyttää EFSA:n (European Food Safety Authority) hyväksymää terveysväittämää tuotteissa, joissa sitä on vähintään yksi gramma määriteltyä annosta kohden. Terveysväittämää käytettäessä kuluttajalle on ilmoitettava, että edullinen vaikutus saadaan nauttimalla päivittäin vähintään kolme grammaa β-glukaania. Veren kolesterolipitoisuuden alentamisen arvellaan johtuvan siitä, että β-glukaani sitoo sappihappoja ohutsuolessa, jolloin elimistö joutuu muodostamaan niitä lisää. Sappihapot sisältävät kolesterolia, ja tavallisesti sappihapot kiertävät useita kertoja ruuansulatuksen aikana. On myös mahdollista, että β-glukaani vaikuttaa rasvojen imeytymiseen suolistossa ja vähentää ruuan kolesterolin imeytymistä. Liukoinen kuitu myös fermentoituu paksusuolessa ja siitä muodostuu lyhytketjuisia rasvahappoja, jotka voivat estää maksan kolesterolisynteesiä.

Lisäksi β-glukaanin nauttiminen aterialla auttaa vähentämään veren sokeripitoisuuden nousua. Terveysväite tästä voidaan esittää vain, jos elintarvike sisältää vähintään neljä grammaa β-glukaania 30:tä grammaa imeytyvää hiilihydraattia kohti per määritelty annos. Kuluttajalle täytyy ilmoittaa, että β-glukaani on nautittava osana ateriaa. Viskoosi kuitumassa sitoo nestettä ja hidastaa siten ruuansulatusaikaa, jolloin verensokeri nousee hitaammin ja insuliinivaste on myös hitaampi. Hitaampi ruuansulatus ja kuidun aiheuttama ruokamassan lisäys mahalaukussa ja ohutsuolessa saa aikaan myös kylläisyyden tunteen.

β-glukaanin molekyylikoko vaikuttaa suoraan kuitumassan viskositeettiin. Mitä suurempi β-glukaanin molekyylikoko on, sitä pienempi määrä riittää nostamaan kuitumassan viskositeettia. β-glukaanimolekyylit voivat pilkkoutua teollisten prosessien eri vaiheissa entsymaattisesti tai kuumennuskäsittelyn yhteydessä. Näin käy esimerkiksi sekaleivän leivonnan yhteydessä.

 

Myllytys- ja jalostusprosessit

Raakakauran saapuessa myllyyn, sen laatu tarkastetaan mittaamalla sen kosteusprosentti, jyvien koosta riippuva hehtolitrapaino, hometoksiinipitoisuus ja sadon puhtaus. Mikäli sato täyttää myllyjen asettamat vaatimukset sato ostetaan sisään. Mahdollisen varastoinnin jälkeen raakakaura puhdistetaan ja lajitellaan. Kauran sadonkorjuussa jyvissä kiinni olevat uloimmat helpeet ja kaleet eli akanat eivät irtoa, kuten vehnän ja rukiin sadonkorjuussa. Ne onkin poistettava myllyissä. Kaurassa akanat ovat vain heikosti kiinni jyvässä ja niiden kuoriminen onkin kevyt prosessi, jonka ansioista kaura prosessoidaan myllyssä tyypillisesti täysjyväkaurana. Kuorimisen jälkeen täysjyväkauraytimet darrataan eli käsitellään noin 100 asteisella vesihöyryllä 30-120:n minuutin ajan, kauran lipidejä pilkkovien lipaasientsyymien tuhoamiseksi.

Suomessa elintarvikekaura käytetään yleisimmin hiutaleina, joista keitetään kaurapuuroa ja valmistetaan mysliä, sekoittamalla erilaisten kuivattujen hedelmien ja siementen kanssa. Kaurahiutaleet valmistetaan myllyssä valssaamalla eli litistämällä darratuista, jäähdytetyistä ja mahdollisesti leikatuista kauraytimistä. Darrauksessa tuhoutuu lipaasien lisäksi myös muita kauran entsyymejä, muun muassa β-glukanaaseja, jotka pilkkovat β-glukaania rakenneosasikseen. Darraus suoritetaankin uudestaan valssauksen yhteydessä. Näin varmistetaan, etteivät jyvien luontaisesti sisältämät entsyymit pääse aiheuttamaan hiutaleille tai niiden jatkojalosteille ravitsemuksellisen ja aistinvaraisen laadun heikkenemistä. Finelin elintarvikkeiden koostumustietopankin mukaan kaurahiutaleet sisältävät sataa grammaa kohden 1,1% vesiliukoista kuitua, josta noin 90% on β-glukaania.

Kauralese käsittää kauraytimen uloimmat kerrokset, jonka β-glukaanipitoisuus on vähintään 5,5%. Lesejakeita voidaan valmistaa myllyssä kauraytimistä tai hiutaleista jauhamalla ja erottamalla karkeammat lesejakeet hienommista endospermi- eli jauhoydinjakeista. Lesejakeita edelleen fraktioimalla voidaan valmistaa lesekonsentraatteja, joiden β-glukaanipitoisuus kaupallisissa tuotteissa lähentelee jopa 30:tä prosenttia. Kauraleseillä voidaan rikastaa esimerkiksi puuroja, leipiä ja keksejä. Näin tuotteiden β-glukaanipitoisuus voidaan saada sille tasolle, että EFSA:n kauran ja ohran β-glukaanille myönnettyä terveysväittämää voidaan käyttää tuotteen markkinoinnissa. Lesekonsentraatteja voidaan käyttää myös lisäravinteina täydentämään ruokavaliota.

Kuva 2. Kaurahiutaleita ja -leseitä.

Kaurajakeiden käyttö huonontaa leipien leivonnallista laatua, koska kaurassa ei ole sitkoproteiineja, joiden muodostama sitko takaa vehnätaikinan hyvät leipomisominaisuudet. Kaurajauhoja ja lesejakeita käytetään kuitenkin lisäämään sekaleipien ravintokuidun määrää. Paistettujen leipien β-glukaanipitoisuuksien on tutkimuksissa havaittu pudonneen taikinaan käytettyjen jauhoseosten pitoisuuksista. Paiston aikaisen kuumennuskäsittelyn on havaittu pienentävän β-glukaanimolekyylien molekyylipainoa, mutta tuotteen β-glukaanipitoisuuden aleneminen johtuu oletettavasti enemmänkin vehnän β-glukanaasien aiheuttamasta entsymaattisesta pilkkomisesta.

Kaurajuomien β-glukaanipitoisuus on erittäin alhainen. Finelin ravintoainekoostumustietopankin mukaan keskimäärin alle 0,1%. Tämä on tuotteiden valmistajien pyrkimys, koska β-glukaanilla on erinomainen vedensidontakyky ja se nostaa nestemäisten tuotteiden viskositeettia liikaa, jo erittäin pienillä pitoisuuksilla. Nestemäisistä tuotteista β-glukaani poistetaan entsymaattisesti pilkkomalla tai suodattamalla. Tästä johtuen nestemäisiä tuotteita ei myöskään rikasteta β-glukaanipitoisilla konsentraateilla, eikä niitä voida pitää merkittävänä β-glukaanin lähteenä.

 

Lopuksi

β-glukaanin roolista terveyttä edistävänä tekijänä, osana monipuolista ruokavaliota ja terveellisiä elämäntapoja, on runsaasti tieteellistä näyttöä. β-glukaanin saannin tulee kuitenkin olla tarvittavalla tasolla, jotta sen positiiviset vaikutukset voidaan todentaa. Kauran jyvät on suhteellisen helppo prosessoida siten, että niin haluttaessa lopputuotteen β-glukaanipitoisuus on EFSA:n vaatimalla tasolla, ja terveysväittämää voidaan tuotteen markkinoinnissa käyttää. Markkinoilla on kuitenkin runsaasti kauratuotteita, joissa β-glukaanipitoisuus ei yllä tälle tasolle. Syyt tähän voivat olla teknologisia, prosessoinnista johtuvia tai tuotteen kaurapitoisuus voi olla niin pieni, ettei β-glukaanin määrä tuotteessa nouse tarvittavalle tasolle per annos. Valmistajat kuitenkin mielellään nostavat esiin β-glukaanin roolia kauratuotteiden ravitsemuksellisen laadun takaajana. Kuluttajan kannattaakin tarkastella käyttämiensä tuotteiden ravintoainesisältöä tarkemmin, eikä vain tyytyä siihen mielikuvaan, että kaikkien kauratuotteiden β-glukaanipitoisuudet ovat riittävän korkealla.

 

Kirjoittaneet:

Tuuli & Juha

 

Lähteet:

Aantaa, R., Aantaa, R., Aro, A., Mutanen, M. & Uusitupa, M. 2012, Ravitsemustiede, 4. uud. p. p., Duodecim, Helsinki.

Cho, S., Cho, S. & Samuel, P. 2009, Fiber ingredients: food applications and health benefits, CRC Press, Boca Raton.

[EFSA] Panel on Dietetic Products Nutrition and Allergies 2011, Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to beta‐glucans from oats and barley and maintenance of normal blood LDL‐cholesterol concentrations (ID 1236, 1299), increase in satiety leading to a reduction in energy intake (ID 851, 852, EFSA Journal, 9(6). DOI 10.2903/j.efsa.2011.2207. 

Fazer Mylly. 2019. Fazer Myllyn laatuvaatimukset ja laatuhinnoittelu. Saatavilla: https://www.fazermills.com/globalassets/global/mills/fazer-mylly-files/viljan-osto/laatuvaatimukset-ja-laatuhinnoittelu-28.1.2019.pdf Luettu 25.3.2020

[LUKE] Luonnonvarakeskus. Teollisuuden ja kaupan viljan ostot, käyttö ja varastotilastot, 2. vuosineljännes 2019 ja satovuosi 2018/2019. Saatavilla: https://stat.luke.fi/teollisuuden-ja-kaupan-viljan-ostot-k%C3%A4ytt%C3%B6-ja-varastotilastot-2-vuosinelj%C3%A4nnes-2019-ja-satovuosi-20182019_fi Luettu 25.3.2020.

Salovaara, H. 2017, ETK123 viljat ja palkoviljat luentokurssin aineisto. Helsingin yliopisto, elintarvike- ja ympäristötieteiden laitos.

Sibakov, J. 2014, Processing of oat dietary fibre for improved functionality as a food ingredient; Kauran ravintokuidun prosessointi elintarvikekäytön parantamiseksi, VTT Technical Research Centre of Finland; VTT.

[THL] Terveyden ja hyvinvoinnin laitos. Fineli elintarvikkeiden koostumustietopankki. Kaurajuoma, maustamaton, tuotekeskiarvo. Saatavilla: https://fineli.fi/fineli/fi/elintarvikkeet/33596 Luettu 25.3.2020

[THL] Terveyden ja hyvinvoinnin laitos. Fineli elintarvikkeiden koostumustietopankki. Kaurahiutale. Saatavilla: https://fineli.fi/fineli/fi/elintarvikkeet/153?q=kaurahiutale&foodType=ANY&portionUnit=G&portionSize=100&sortByColumn=points&sortOrder=asc&component=2331& Luettu 25.3.2020