Pakkaskuivauksen vaikutus hedelmien ja marjojen ravitsemukselliseen laatuun 

Hedelmät ja marjat ovat hyv kuidun, vitamiinien, kivennäisaineiden sekä muiden hyödyllisten yhdisteiden lähteitä ruokavaliossa. Muihin hyödyllisiin yhdisteisiin luokitellaan muun muassa bioaktiiviset yhdisteet, kuten polyfenolit,  joiden sairauksilta suojaavista ominaisuuksista on saatu viitteitä (Suomalaiset ravitsemussuositukset 2014).  Bioaktiiviset yhdisteet ovat ravinnon sisältämiä aineita, joilla on tieteellisin tutkimusten avulla osoitettu olevan joitakin terveyttä edistäviä vaikutuksia elimistössä (Kemikaaleja kaikkialla, 2016). 

Kuivaus on oiva tapa pidentää marjojen ja hedelmien hyllyikää. Kuivauksella tarkoitetaan kosteuden poistamista materiaalista. Tuotetta kuivatessa veden aktiivisuus ja mikrobien kasvu vähenevät, jolloin myös tuotteen säilyvyys paranee ja pidentyy. Lisäksi kuivauksella voidaan laskea lopputuotteen pakkaus- ja kuljetuskustannuksia, sillä kuivauksen seurauksena tuotteen massa vähenee. (Jideani Kapila Omolola 2016Hedelmien ja marjojen kuivaus voidaan suorittaa joko perinteisillä menetelmillä tai uusilla moderneilla tekniikoilla. Ulkoilmakuivausta pidetään yhtenä perinteisistä kuivausmenetelmistä, ja uusia tekniikoita ovat muun muassa mikroaalto, vakuumi- ja pakkaskuivaus. Eri kuivausmenetelmillä on erilaisia vaikutuksia hedelmien ja marjojen aistinvaraisiin sekä ravitsemuksellisiin ominaisuuksiin. (Ali 2019Tässä kirjoituksessa keskitymme erityisesti pakkaskuivauksen vaikutuksiin hedelmien ja marjojen rakenteeseen sekä ravitsemukselliseen laatuun 

Pakkaskuivauksessa tuote ensin jäädytetään, jonka jälkeen jää poistetaan tuotteesta sublimaation avulla. Pakkaskuivaus säilyttää hyvin tuotteen ravitsemukselliset ominaisuudet, sillä lämpötila pysyy koko ajan matalana eikä lämpövaurioita pääse tapahtumaan (Lopez-Malo & Palou 2008)Marjat ja hedelmät sisältävät paljon lämpöherkkiä yhdisteitä, kuten vitamiineja ja muita bioaktiivisia yhdisteitä. Yleisesti ottaen kuivattujen hedelmien ja marjojen C-vitamiinipitoisuus onkin alhainen kuivausprosessin aiheuttamien lämpövaurioiden seurauksena (Alasalvar & Shahidi 2013). Pakkaskuivauksessa lämpötila pysyy hyvin matalana, jolloin näiden lämpöherkkien yhdisteiden hävikki vähenee. Tämän takia pakkaskuivaus soveltuu mainiosti kuivaukseen, kun halutaan säilyttää marjojen ja hedelmien tärkeät ja lämpöherkät ravintoaineet. Kuten taulukosta (Taulukko 1) voi huomata, pakkaskuivattujen hedelmien C-vitamiini pitoisuus on hyvin lähellä tuoreiden hedelmien C-vitamiini pitoisuutta. (Anwar ym. 2011) Pakkaskuivatut marjat ja hedelmät sisältävät painoonsa nähden 3,5 kertaa enemmän kuitua, vitamiineja ja mineraaleja kuin tuoreet marjat ja hedelmät (Bjarnadottir 2017). Tämä johtuu siitä, että kuivauksen yhteydessä vesi poistuu ja jäljelle jäävät yhdisteet kuten vitamiinit konsentroituvat 

Pakkaskuivauksella on myös omat haittapuolensa. Pakkaskuivaus on menetelmänä kallis, jonka takia pakkaskuivausta ei ole aina mahdollista käyttää kuivausprosessissa. Lisäksi jäätymisen ja sublimaation seurauksena tuotteen rakenne jää huokoiseksi. Tämän takia pakkaskuivatut marjat ja hedelmät saattavat vaurioitua tai hajota muun muassa prosessoinnin, pakkaamisen ja kuljetuksen yhteydessä. Huokoisen rakenteen syntymistä voidaan kuitenkin pyrkiä estämään marjojen ja hedelmien esikäsittelyllä, kuten osmoottisella dehydraatiolla. (Bonazzi ym. 2012) Pakkaskuivatuissa marjoissa ja hedelmissä on lisäksi havaittu alhaisempia pitoisuuksia fenolisia yhdisteitä kuin tuoreissa (Taulukko 2.). Tämä on todennäköisesti seurausta siitä, että jäädytys rikkoo ja häiritsee marjojen ja hedelmien solurakennetta, minkä seurauksena sulatuksen yhteydessä entsyymi aktiivisuus saattaa lisääntyä. Entsyymien lisääntyneen aktiivisuuden seurauksena osa fenolisista yhdisteistä hajoaa. (Anwar ym. 2011) 

 

Taulukko 1 .

Tuoreiden ja pakkaskuivattujen hedelmien askorbiinihappopitoisuus. 

Hedelmä  Tuore a  Pakkaskuivattu a 
Karambola  4.99 ± 0.63 dB  4.67 ± 0.42 dB 
Mango  8.36 ± 2.33 cB  8.34 ± 1.74 cB 
Papaija 16.57 ± 0.36 bB  16.84 ± 2.31 bB 
Meloni  2.24 ± 0.35 eB  2.75 ± 0.16 eB 
Vesimeloni  1.75 ± 0.37 eB  2.38 ± 0.11 eB 

 

Taulukko 2 .

Fenolisten yhdisteiden kokonaispitoisuus tuoreissa ja pakkaskuivatuissa hedelmissä. 

Hedelmä Tuore a  Pakkaskuivattu a 
Karambola  181.71 ± 8.83 bB  137.95 ± 4.31 cC 
Mango  99.69 ± 8.70 dB  76.57 ± 8.11 eC 
Papaija 67.76 ± 7.36 eB  40.84 ± 6.74 fC 
Meloni  16.71 ± 1.40 gB  14.97± 1.36 gB 
Vesimeloni  29.32 ± 1.06 f,gB  15.18 ± 2.95 gC 

 

Pakkaskuivaus on kuivausmenetelmistä yksi hellävaraisimmista, jonka takia se soveltuu herkille materiaaleille, kuten hedelmille ja marjoille. Marjat ja hedelmät ovat herkkiä erilaisille prosesseille, kuten lämpökäsittelylle, niiden sisältämien herkästi hajoavien vitamiinien ja muiden yhdisteiden takia. Pakkaskuivauksella marjojen ja hedelmien hyllyikää voidaan helposti pidentää tinkimättä niiden ravintoarvosta. Pakkaskuivauksen ansiosta kyseisten materiaalien vitamiini-, kivennäisaine ja kuitupitoisuus on usein hyvin lähellä vastaavia tuoreita tuotteita, sillä kuivauksen seurauksena tuotteista poistuu vettä, ja tärkeät ravintoaineet konsentroituvat.  

 

 

Lähteet 

 

Alasalvar C. & Shahidi F. 2013. Composition, Phytochemicals, and Beneficial Health Effects of Dried Fruits: An Overview. Teoksessa: Dried Fruits: Phytochemicals and Health Effects. USA: John Wiley & Sons, Inc. 1-14. Viitattu 26.3.2020. DOI:10.1002/9781118464663 

Ali S., Amjad W., Anwar R., Imtiaz A., Malik A.U., Munir A. & Ul Hasan M. 2019. Modern drying techniques in fruits and vegetables to overcome postharvest losses: A review. Journal of Food Processing and Preservation, 43, 12, e14280. Viitattu 26.3.2020. DOI: 10.1111/jfpp.14280 

Anwar F., Dek, M.S., Hairuddin, M.R.Hamid, A.A., Osman, A. & Shofian, N.M. 2011Effect of Freeze-Drying on the Antioxidant Compounds and Antioxidant Activity of Selected Tropical Fruits. International Journal of Molecular Sciences, 12, 7, 4678-4692. Viitattu 27.3.2020. DOI: 10.3390/ijms12074678 

Bjarnadottir, A. 2017. Dried Fruit: Good or Bad? Viitattu 1.4.2020. https://www.healthline.com/nutrition/dried-fruit-good-or-bad 

Bonazzi C., Klewiciki R., Konopacka D., Mieszczakowaska-Frac M., Piasecka E., Szulc M. & Uczciwek M. 2012. EFFECT OF LONG‐TIME STORAGE ON THE CONTENT OF POLYPHENOLS AND ASCORBIC ACID IN OSMO‐CONVECTIVELY DRIED AND OSMO‐FREEZE‐DRIED FRUITSJournal of Food Processing and Preservation, 37, 3, 189-283. Viitattu 26.3.2020. DOI:10.1111/j.1745-4549.2011.00637.x 

Jideani, A., Kapila, P. & Omolola, A. 2017. Quality properties of fruits as affected by drying operation. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 57, 1, 95-108. Viitattu 26.3.2020. DOI: 10.1080/10408398.2013.859563 

Kemiaa kaikkialla. 2016. Peda. Kemiaa kaikkialla. Viitattu 22.4.2020. Saatavissa: https://peda.net/sievi/sievin-lukio/oppiaineet2/kemia/kemia1/tkapp/luku-1-1:file/download/9a01ccaebd032ceb5b77299fc3ccb86f12be46fb/Kemiaa_kaikkialla_KE1_LUKU1.1.pdf

Lopez-Malo A. & Palou E. 2008. Freeze-drying of Fruits and Vegetables: Process Variables, Quality, and StabilityTeoksessa: Food Drying Science and Technology – Microbiology, Chemistry, Applications. USA: DEStech Publications, Inc. 417-434Viitattu 26.3.2020 

Valtion ravitsemusneuvottelukunta. 2018. Suomalaiset ravitsemussuositukset 2014. 5.p Helsinki 

 

Taulukot: 

Anwar F., Dek, M.S., Hairuddin, M.R., Hamid, A.A., Osman, A. & Shofian, N.M. 2011. Effect of Freeze-Drying on the Antioxidant Compounds and Antioxidant Activity of Selected Tropical Fruits. International Journal of Molecular Sciences, 12, 7, 4678-4692. Viitattu 27.3.2020. DOI: 10.3390/ijms12074678