VTT:n tutkija ja diplomi-insinööri Markus Nikinmaa selvitti väitöskirjassaan ekstruusio- eli suulakepuristusmenelmällä valmistettujen korkeakuituisten naksujen ja muiden naposteltavien rakenteeseen vaikuttavia tekijöitä. Hän havaitsi, että oikeanlaisilla täysjyväjauhoilla ja leseen bioprosessoinnilla voidaan parantaa lopputuotteen rakennetta. Näin tuotteista saadaan runsaskuituisempia, mutta ne ovat edelleen houkuttelevia kuluttajille.
Ravintokuidun riittävällä saannilla on runsaasti tutkittuja terveyshyötyjä. Ravintokuidun puute ruokavaliossa lisää muun muassa sydän- ja verisuonitautien, tyypin 2 diabeteksen ja ylipainon riskiä. Silti valtaosa maailman väestöstä saa kuitua liian vähän.
Suolaiset naposteltavat, kuten erilaiset naksut, valmistetaan tavanomaisesti matalakuituisista raaka-aineista, kuten maissi- tai perunajauhosta. Täysjyväjauhojen tai -leseiden käytön lisääminen parantaisi tuotteiden ravitsemuksellista laatua. Korkea kuitupitoisuus kuitenkin heikentää usein tuotteen rakennetta ja suutuntumaa, eivätkä nämä tiiviit ja kovat tuotteet maistu kuluttajille yhtä hyvin kuin perinteiset matalakuituiset verrokkinsa.
Markus Nikinmaa tutki väitöskirjassaan, miten suulakepuristus- eli ekstruusiotekniikalla valmistettujen korkeakuituisten naposteltavien tuotteiden rakennetta voitaisiin parantaa.
“Ekstruusio on yleinen menetelmä, jolla valmistetaan elintarviketeollisuudessa esimerkiksi juustonaksuja, aamiaismuroja, spiraalinmuotoisia sipsejä, vauvojen maissi- ja kauranaksuja ja muita naposteltavia. Ekstruusiossa raaka-aine ohjataan ruuvien puristuksessa ekstruuderin läpi, minkä lopputuloksena syntyy ilmavia, kevyitä tuotteita”, Nikinmaa kertoo.
Kaurajauhojen korkea rasva-, kuitu- ja proteiinipitoisuus lisäsivät naksujen kovuutta
Nikinmaan tutkimus koostui kahdesta osa-alueesta. Tutkimuksen ensimmäisessä osassa tutkittiin 30 erilaista täysjyväkaurajauhoa, joiden koostumus vaihteli lajikkeen, kasvuolosuhteiden ja satovuoden mukaan.
“Tulokset osoittivat, että erityisesti jauhojen rasvapitoisuudella on merkittävä vaikutus lopputuotteen rakenteeseen. Korkea rasvapitoisuus heikentää merkittävästi materiaalin laajenevuutta ja tuottaa siis vähemmän ilmavia lopputuotteita”, Nikinmaa sanoo.
Myös korkea kuitu- ja proteiinipitoisuus johtivat kovempiin tuotteisiin. Sen sijaan jauhoista, joiden tärkkelyspitoisuus oli muita korkeampi, syntyi ilmavampia naksuja.
Fermentointi lisää ruisleseen käyttökelpoisuutta
Tutkimuksen toisessa osassa tutkittiin sitä, miten ekstruusiolla valmistettavissa naposteltavissa voitaisiin lisätä ruisleseen käyttöä. Kuiturikas ruislese tekee usein tuotteesta tiiviin ja rikkoo huokoisen rakenteen.
Tutkimustulokset osoittivat, että sekä tuotteen rakenne että koostumus paranivat merkittävästi bioprosessoinnilla, jossa hyödynnettiin kuituja pilkkovia entsyymejä ja maitohappofermentointia. Tulokset ovat sovellettavissa myös muihin leseisiin, kuten vehnäleseisiin.
“Lopputuloksena syntyi yhtä ilmavia tuotteita kuin pelkästä valkoisesta ruisjauhosta valmistetut, vaikka niiden kuitupitoisuus oli huomattavasti korkeampi”, Nikinmaa kertoo.
Tutkimus toteutettiin osana General Mills -yhtiölle tehtyä projektia, ja sen tulosten pohjalta syntyi patentti.
Käytännön sovelluksia ja kaupallista potentiaalia
Tuotteiden houkuttelevuus on avainasemassa, kun pyritään väestötason ruokavaliomuutoksiin ja arjen terveellisempiin valintoihin. Nikinmaan tutkimus tarjoaa uusia ratkaisuja terveellisempien, runsaskuituisten välipalojen kehittämiseksi ilman että tuotteen rakenne ja maku kärsivät.
“Elintarviketeollisuus pystyy soveltamaan tuloksia vaikka heti. Täysjyväkauran lajikkeen ja koostumuksen voi valita nykyteknologian keinoin. Bioprosessoinnin hyödyntämiseksi tuotantoprosessiin pitää lisätä esikäsittelyvaihe, mutta se ei muuta tuotantoteknologiaa merkittävästi”, Nikinmaa sanoo.
Tutkimuksen aikana tehtiin sattumalta myös löytö, joka johti uuden spin-off-yrityksen syntyyn. Ekstruusiokokeissa havaittiin, että tietyissä ekstruusio-olosuhteissaerottui ainesta, jonka proteiinipitoisuus oli yli 70 %. Tätä löydöstä hyödynnetään parhaillaan kasviproteiinia kehittävässä Happy Plant Protein -yrityksessä.
Väitöskirja: Wholegrain and dietary fibre in extrusion
Väitöstilaisuus: 4.7.2025 klo 11–13, Metsätieteiden talo
