In English
Julkaisuvuosi: 2012
Tyyppi: Opinnäytetyöt
Tutkimusala: Elintarvikekemia ja koostumus- Koostumus Toimiala: Leipomo ja mylly, Ingredientti
Vehnäleipää vähemmillä lisäaineilla maitohappobakteerien avulla (Mikrobiperäiset dekstraanit, Hapantaikina, Leivonta)
Tuotteiden rakenne ja koostumus sekä niiden säilyminen ovat tärkeitä nykyaikaisessa teollisessa elintarviketuotannossa. Laadun parantamiseksi elintarvikkeisiin lisätään usein erilaisia aineita, kuten rakennetta muokkaavia ja stabiloivia hydrokolloideja. Kuluttajat edellyttävät maukkaita, turvallisia ja lisäaineettomia elintarvikkeita. Elintarviketeollisuus etsiikin aktiivisesti vähemmän lisäaineita sisältäviä vaihtoehtoja ja uusia prosessointimenetelmiä. Vehnäleivän teollisessa valmistuksessa yhdeksi lupaavaksi ratkaisuksi on osoittautunut perinteisen hapantaikinan eli raskin käyttö. Raskituksen aikana tiettyjen maitohappobakteerien on todettu tuottavan sakkaroosin läsnä ollessa eksopolysakkarideja, joilla on raportoitu olevan positiivisia vaikutuksia leivän teknologisiin ominaisuuksiin. Raskin optimaaliseksi hyödyntämiseksi tarvitaan yksityiskohtaista hapatemikrobien toiminnan ja biokemiallisten prosessien ymmärtämistä. Valmistukseen vaikuttavien tekijöiden optimointi on erityisen tärkeää, jotta päivittäinen teollinen leivän tuotanto olisi jatkuvaa ja häiriötöntä.
Tässä tutkimuksessa, joka toteutettiin kiinteänä yhteistyönä VTT Teknologian tutkimuskeskuksen kanssa, selvitettiin miten eksopolysakkarideja tuottavia maitohappobakteereja voidaan hyödyntää vehnäleivän raskituksessa. Työssä keskityttiin kahden lupaavan maitohappobakteerin, Weissella confusan ja Leuconostoc citreumin, tuottamien eksopolysakkaridien karakterisointiin. Eristettyjen eksopolysakkaridien kemiallinen rakenne analysoitiin ydinmagneettisella resonanssispektroskopialla (NMR). Hienorakenteen yksityiskohtaisemmassa analysoinnissa hyödynnettiin spesifisiä entsyymejä yhdistettynä nestekromatografisiin, massaspektrometrisiin ja NMR analyyseihin. Tämän lisäksi tutkittiin eksopolysakkaridien molekyylikokoa ja liuosominaisuuksia.
Molemmat tutkitut maitohappobakteerit tuottivat sakkaroosista dekstraania, joka koostui pääosin α-(1→6)-sidotuista glukoosiyksiköistä. W. confusan tuottama dekstraani sisälsi vain muutamia haarakohtia kun taas L. citreumin tuottama dekstraani oli selvästi haaroittuneempaa. Osa molempien dekstraanien haaroista oli pidentynyt kahdella tai useammalla glukoosiyksiköllä. Molemmat dekstraanit olivat hyvin suurimolekyylisiä. Erot kemiallisessa hienorakenteessa vaikuttivat dekstraanien vesiliukoisuuteen ja edelleen vaikutuksiin leivässä. Työssä kehitetyn analyysimenetelmän avulla W. confusan todettiin tuottavan hapatuksen aikana dekstraania raskiin poikkeuksellisen tehokkaasti. W. confusalla tuotetun raskin käyttö lisäsi leivän pehmeyttä, säilyvyyttä ja ominaistilavuutta verrattuna kontrolleihin, joten muodostuneella dekstraanilla on mahdollista korvata lisäaineina käytettävät hydrokolloidit. Lisäksi raskituksen aikana muodostui merkittävä määrä oligosakkarideja, joilla voi olla prebioottisia ominaisuuksia.
Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää leipomoteollisuudessa kehitettäessä raskitukseen perustuvia prosesseja ja valittaessa dekstraaneja tuottavia hapatekantoja. Työssä kehitettyä spesifistä menetelmää dekstraanin analysoimiseksi voidaan hyödyntää raskituksen seurantaan ja kontrollointiin. Väitöskirjatyön tuloksia voidaan hyödyntää tulevaisuudessa myös laajemmin kehitettäessä maitohappobakteerien käyttöä erityyppisten fermentoitujen elintarvikkeiden valmistuksessa.
Linkit: Lataa väitöstyö tästä
