Kasviproteiinit yleistyvät tasaista vauhtia kestävyys- ja terveyshuolien siivittämänä ja vievät tilaa eläinperäisiltä proteiinin lähteiltä. Jotta voidaan ylläpitää hyvää terveyttä ja riittävää ravinnonsaantia, proteiinin laadulla on merkittävä rooli. Kasviproteiinin laatua arvioitaessa on tarkasteltava niin sen aminohappoprofiilia, biosaatavuutta (eli imeytyvyyttä ruoansulatuselimistössä), kuin sen sulavuuttakin. Proteiinin katsotaan olevan hyvin sulava, mikäli se hajoaa helposti aminohapoiksi, jotka pystyvät sitten imeytymään suolesta verenkiertoon ja sieltä kudoksiin ja soluihin.
Kasviproteiinien aminohappokoostumus
Kasviproteiinien aminohappoprofiili on ”epätäydellinen”, koska yksi kasviperäinen proteiininlähde ei välttämättä sisällä kaikkia välttämättömiä aminohappoja (eli aminohappoja, joita elimistö ei kykene muodostamaan muista aineista, tarkoittaen sitä, että ne olisi saatava ravinnosta). Tästä johtuen niitä usein pidetään huonompana vaihtoehtona eläinproteiineihin nähden. Tämän ongelman voi kuitenkin varsin helposti korjata syömällä monipuolisesti eri kasvikunnan tuotteita, joiden aminohappokoostumukset täydentävät toisiaan. Lisäksi, kun mietitään muita ravintotekijöitä, kasviproteiinit ovat huomattavasti eläinproteiineja edullisempia, esimerkiksi kuidun ja monityydyttymättömien rasvahappojen ansiosta.
Kasviproteiinin sulavuus ja siihen vaikuttavat tekijät
Proteiinin sulavuutta voidaan tutkia mm. mittaamalla ruoansulatusentsyymien hydrolysoimaa (eli pilkkomaa) elimistöön imeytyvää proteiinin määrää suhteessa kulutettuun proteiinin määrään (eli käytännössä proteiininlähteen typpipitoisuudesta vähennetään elimistöön imeytymättömän,
ulosteesta mitatun typen pitoisuus). Sulavuuteen vaikuttavat muun muassa proteiinin rakenne, lämpökäsittelyjen intensiteetti sekä antiravintoaineiden (eli ravintoaineiden imeytymistä häiritsevien yhdisteiden) kuten fytaattien, tanniinien, trypsiini-inhibiittorien tai lektiinien läsnäolo.
Sekä proteiinien laadun, että sulavuuden arviointiin on käytössä useampia erilaisia menetelmiä, eivätkä niiden tulokset ole suoraan verrannollisia. Yleisesti voidaan kuitenkin todeta, että kasviproteiineilla on eläinproteiineihin verrattuna hieman huonompi sulavuus (kasviproteiineilla noin 75–80 % ja eläinproteiineilla noin 90–95 %) juurikin niiden antiravintoainesisällöstä johtuen, joskin näiden yhdisteiden toimintaa estämällä tai vähentämällä niiden määrää on sulavuutta mahdollista parantaa. Kasviproteiini on myös eläinproteiinia tiukemmin entsyymien vaikutuksilta suojattuna mm. jäykempien soluseinämien vuoksi ja siten heikommin hyödynnettävissä ilman asianmukaista prosessointia.
Lämpökäsittelyjen vaikutukset kasviproteiinien sulavuuteen ja ravitsemukselliseen arvoon
Elintarvikkeiden lämpökäsittelyn päätarkoitus on yleensä parantaa niiden turvallisuutta tuhoamalla niistä haitallisia mikrobeja, mutta joissakin tapauksissa niillä on myös mahdollista parantaa kasviproteiinien laatua ja mahdollisesti myös vaikuttaa niiden sulavuuteen. Näitä lämpökäsittelyjä on lukuisia erilaisia ja paljon on tutkittu mm. keittämisen, autoklavoinnin (korkeaa painetta ja kuumaa höyryä hyödyntävä kypsennys- ja sterilointimenetelmä), ekstruusion (raaka-aine altistetaan korkealle paineelle ja pakotetaan muotoonsa pienen suuttimen läpi) ja mikroaaltokuumennuksen vaikutuksia.
Kaiken kaikkiaan, valittu prosessointitapa vaikuttaa kasviproteiinien ravitsemukselliseen laatuun merkittävästi ja proteiinin sulavuuden osalta erityisesti sen irtoaminen ympäröivästä kasvimatriisista on merkittävässä roolissa. Myös aminohappojen säilyvyys prosessoinnissa on tärkeä seurannan kohde, sillä välttämättömistä aminohapoista esim. lysiini on herkkä hajoamiselle.
Vaikkakin lämpökäsittelyt yleisesti auttavat poistamaan/vähentämään antiravintoaineita kasviproteiineissa, ne voivat myös heikentää ravitsemuksellista laatua tuhoamalla lämpöherkkiä mikroravintoaineita (esim. osa vitamiineista) ja saattavat myös johtaa sulavuutta haittaavien yhdisteiden, kuten lysinoalaniinin tai erilaisten Maillard-reaktion (kemiallinen reaktio pelkistävien sokerien ja aminohappojen/proteiinien välillä) tuotteiden muodostumiseen. Kaikki antiravintoaineet eivät myöskään ole lämpöherkkiä (esim. tanniinit). Lisäksi liian korkeat prosessointilämpötilat voivat aiheuttaa proteiineissa rakenteellisia muutoksia, jotka voivat heikentää sulavuutta.
Lämpökäsittelyjen antiravintoaineita vähentävä tai jopa ne eliminoiva vaikutus, sekä tämän ansiosta parantunut kasviproteiinien sulavuus on kuitenkin vahvasti osoitettu. Lisäksi proteiinirakenteen avautuessa lämpökäsittelyn vaikutuksesta (denaturoituminen), pääsevät ruuansulatusentsyymit paremmin käsiksi siihen, mikä myös osaltaan parantaa sulavuutta. Esimerkkejä erilaisten lämpökäsittelyjen vaikutuksista eri kasviproteiinien sulavuuteen on koottuna taulukkoon 1.
Toisaalta lämpökäsittelyt voivat myös aiheuttaa proteiinien aggregoitumista (eli liittymistä toisiinsa, ”kokkaroitumista”), joka puolestaan voi haitata niiden sulavuutta. Lisäksi olisi tärkeää huomioida, että useat antiravintoaineiksi luokiteltavat yhdisteet ovat myös biologisesti aktiivisia ja niillä on havaittu olevan terveyttä edistäviä vaikutuksia, minkä myötä sulavuutta edistävät lämpökäsittelyt voivat johtaa näiden yhdisteiden menetyksen kautta ravitsemuksellisen arvon heikkenemiseen.
Taulukko 1. Lämpökäsittelyjen vaikutus kasviproteiinien sulavuuteen, IVPD (in vitro protein digestibility) (mukaillen Sá ym. 2020).
| Kasviproteiinin lähde | Prosessointimenetelmä | Proteiinin sulavuus (%) |
| Härkäpapu | Prosessoimaton
Autoklavointi (121 °C, 30 min) Keittäminen (45 min) |
64,6
73,7 71,2 |
| Soijapapu | Prosessoimaton
Autoklavointi (123 °C, 20 min) Kuorittu ja keitetty (100 °C, 30 min) |
77,4
81,3 89,8 |
| Herne | Prosessoimaton
Autoklavointi (121 °C, 15 min) Keittäminen (100 °C, 40 min) Mikroaaltouuni (2450 MHz, 12 min) |
73,5
78,3 78,3 75,5 |
| Kikherne | Prosessoimaton
Autoklavointi (120 °C, 50 min) |
71,8
83,5 |
| Peruna | Prosessoimaton
Keittäminen + pakkaskuivaus |
70,0
100 |
| Kaura | Prosessoimaton
Autoklavointi (121 °C, 15 min) + pakkaskuivaus |
87,7
90,0 |
Summa summarum
Yhteenvetona siis todettakoon, että lämpökäsittelyt voivat sekä parantaa, että heikentää kasviproteiinien sulavuutta ja käytettävien prosessien optimointi sekä erilaisten kasvimateriaalien erityispiirteiden tuntemus ovat keskiössä parhaan mahdollisen sulavuuden saavuttamiseksi. Hellävaraisemmat prosessiolosuhteet tarjoavilla menetelmillä voidaan päästä tasapainoon ravitsemuksellisten näkökulmien, kasviproteiinin sulavuuden, prosessin käytännöllisyyden sekä ympäristönäkökulmien osalta.
Lähteitä:
Aura AM, Rommi K, Heiniö RL. Kasviproteiinijakeet – miltä ne maistuvat ja miten sulavat? Kehittyvä elintarvike 2017. Eintarviketieteiden seura ry. Saatavilla: https://kehittyvaelintarvike.fi/artikkelit/teemajutut/valmistus-ja-lisaaineet-tuotekehitys/ke-2-2017-valmistus-ja-lisaaineet-materiaalitehokkuus-kasviproteiinijakeet-milta-ne-maistuvat-ja-miten-sulavat/ Viitattu 26.3.2023.
Kuusisalo H. Eläinproteiinin lähteiden korvaaminen kasviproteiinin lähteillä : vaikutus energiaravintoaineiden saantiin 12 viikon interventioasetelmassa. [pro gradu -tutkielma]. EKT-sarja 1681. Helsinki: Helsingin yliopisto, Elintarvike- ja ravitsemustieteiden laitos 2019. 68 s. Saatavilla: https://helda.helsinki.fi/handle/10138/303008.
Sá A, Moreno Y, Carciofi B (2020) Food processing for the improvement of plant proteins digestibility. Food Science and Nutrition 60: 3367–3386. https://doi.org/10.1080/10408398.2019.1688249