JÄÄDYTETYN MUSTAHERUKKA-KVINOA-TUOTTEEN TUOTEKEHITYS JA KULUTTAJATUTKIMUS
Rinkinen Noora Pro gradu -tutkielma Ravitsemustiede Lääketieteen laitos Terveystieteiden tiedekunta Itä-Suomen yliopisto Huhtikuu 2020
2 Itä-Suomen yliopisto, Terveystieteiden tiedekunta
Kansanterveystieteen ja kliinisen ravitsemustieteen yksikkö Ravitsemustiede
RINKINEN, NOORA H. E.: Jäädytetyn mustaherukka-kvinoa-tuotteen tuotekehitys ja kuluttajatutkimus
Pro gradu -tutkielma, 56 sivua, 14 liitettä (20 sivua)
Ohjaajat: FM Kati Väkeväinen ja KTT Outi-Maaria Palo-oja Huhtikuu 2020
Avainsanat: mustaherukka, kvinoa, tuotekehitys, aistinvarainen arviointi
JÄÄDYTETYN MUSTAHERUKKA-KVINOA-TUOTTEEN TUOTEKEHITYS JA KULUTTAJATUTKIMUS
Mustaherukka (Ribes nigrum) on perinteinen pihoissa Suomessa kasvava marja, jonka käyttö elintarvikkeissa on marjan yleisyydestä huolimatta vähäistä. Mustaherukassa on runsaasti polyfenoleita, jotka saattavat alentaa aterianjälkeistä veren glukoosi- ja insuliinivastetta hiilihydraattipitoisen aterian jälkeen. Kvinoa (Chenopodium quinoa Willd) on Andeilta peräisin oleva pseudovilja, jolla on ravitsemuksellisesti suuri potentiaali monipuolisen aminohappokoostumuksensa ja gluteenittomuutensa ansiosta. Kvinoaa onkin alettu viljelemään eri puolilla maailmaa ja myös Suomessa. Tämän pro gradu -tutkielman tavoitteena oli kehittää jäädytetty tuote mustaherukasta ja hapatetusta kvinoapohjasta. Tutkielma tehtiin osana Ruokalaakso-hanketta. Tuotteesta kehitettiin sekä markkinoille sopiva tuote, että syksyllä 2019 järjestettyyn kliiniseen ateriakokeeseen soveltuva tuote. Markkinoille kehitetylle tuotteelle tehtiin kuluttajatutkimus tuotteen miellyttävyyden selvittämiseksi.
Kliininen ateriakoe asetti tiettyjä reunaehtoja kehitettävälle tuotteelle imeytyvien hiilihydraattien ja mustaherukan määrän suhteen. Markkinoille soveltuvassa tuotteessa saatiin käyttää vapaammin eri raaka-aineita ja lisätä sokerin määrää. Tuotekehitys toteutettiin neljän viikon aikana ja jokaisen viikon lopussa koulutettu arviointiraati (n=7) arvioi kehitetyt variantit ja päätti seuraavan viikon kehityssuunnasta. Markkinoille soveltuvasta tuotteesta tehtiin eri makuvariantteja, joista arviointiraati valitsi kuluttajatutkimukseen kolme (maustamaton, vanilja ja sitruuna-vanilja). Kuluttajatutkimukseen osallistui 71 iältään 18–65-vuotiasta henkilöä. Jokaisesta näytteestä arvioitiin 9-portaisella asteikolla (1= en pidä lainkaan, 9= pidän erittäin paljon) kokonaismiellyttävyyttä sekä makeutta, happamuutta, marjaisuutta ja rakennetta. Arvioinnin päätteeksi näytteiden paremmuusjärjestys arvioitiin järjestysasteikollisella menetelmällä. Kuluttajat arvioivat myös tuotteen tuoteryhmää ja mieluisinta pakkauskokoa.
Kuluttajatutkimuksen perusteella kaikki makuvariantit olivat miellyttäviä (maustamaton 7,2±1,45; vanilja 7,6±1,19; sitruuna-vanilja 7,6±1,11), eikä eri makuvariantteja vertailtaessa havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja (Friedman, p>0,05). Järjestysasteikollisessa tehtävässä havaittiin tilastollisesti merkitsevä ero vaniljalla maustetun ja maustamattoman variantin välillä (Friedman, p<0,05). Vanilja oli näytteistä kaikkein miellyttävin tämän testin mukaan.
Koehenkilöiden mielestä tuote oli sorbetti tai jäädytetty jälkiruoka, ja mieluisin pakkauskoko oli 500 millilitran pakkaus tai 100 millilitran yksittäispakkaus. Johtopäätöksenä voidaan sanoa, että tuotekehityksessä onnistuttiin kehittämään halutut mustaherukka-kvinoa-tuotteet.
Tulevaisuudessa tuotetta voitaisiin kehittää eteenpäin kuluttajatutkimuksesta saatujen tulosten ja kommenttien mukaan.
3
University of Eastern Finland, Faculty of Health Sciences Institute of Public Health and Clinical Nutrition
Nutrition
RINKINEN, NOORA H. E.: Product development and consumer research of frozen blackcurrant quinoa product
Master’s Thesis, 56 p. and 14 attachments (20 pages)
Supervisors: MSc Kati Väkeväinen and D.Sc. (Econ. & Bus. Adm.) Outi-Maaria Palo-oja April 2020
Keywords: blackcurrant, quinoa, product development, sensory evaluation PRODUCT DEVELOPMENT AND CONSUMER RESEARCH OF FROZEN BLACKCURRANT QUINOA PRODUCT
Blackcurrant (Ribes nigrum) is a garden berry commonly grown in Finland but the use of blackcurrant in food products is not that common. Blackcurrant contains a lot of polyphenols which might reduce postprandial blood glucose and insulin reduction after a meal containing carbohydrates. Quinoa (Chenopodium quinoa Willd) is an Andean pseudocereal with nutritional potential due to its balanced amino acid content. Quinoa is also gluten free. The cultivation of quinoa has been started around the world and also in Finland. The goal of this master’s thesis was to develop a frozen product from blackcurrant and fermented quinoa.
Research was done as part of Food Valley (Ruokalaakso) project. The aim of the product development was to obtain a product suitable for current markets and also a version suitable for clinical meal study arranged in Autumn 2019. A consumer research was performed for the product fit for markets to examine the pleasantness of the product.
Clinical meal study set boundaries for product development regarding available carbohydrates and amount of blackcurrant in the product. In the product suitable for markets ingredients could be used more freely and increase the amount of sugar, if needed. Product development was executed in four weeks and at the end of each week a sensory evaluation by trained panel (n=7) was performed to assess developed variants. The sensory panel guided the product development process. At the end of product development, the sensory panel chose three flavor variants (unflavored, vanilla and lemon-vanilla) for the consumer research. 71 consumers aged 18–65 years took part in the consumer research. Every flavor variant was evaluated in overall liking, sweetness, sourness, berry taste and texture with 9-point scale (1=dislike extremely, 9=like extremely). At the end of consumer research, the samples were ordered according to their pleasantness with ranking test. Product category and most liked package size were also asked from consumers.
All the three flavor variants were liked by the consumers (unflavored 7.2±1.45; vanilla 7.6±1.19; lemon-vanilla 7.6±1.11) and there was no statistically significant difference between the pleasantness of samples (Friedman, p>0.05). There was though a statistical difference between vanilla and unflavored sample in ranking test (Friedman, p<0.05). Vanilla was most liked regarding this test. Consumers thought that the samples were sorbets or frozen desserts and the most liked package size was 500 ml baggage or 100 ml single serving. As a conclusion we were able to develop the blackcurrant quinoa products. In the future the product could be developed further using results and comments from the consumer research.
4 SISÄLTÖ
1 JOHDANTO ... 6
I KIRJALLISUUSKATSAUS ... 8
2 MUSTAHERUKKA ... 8
2.1 Mustaherukan ravintosisältö ja kemialliset yhdisteet ... 8
2.2 Prosessoinnin vaikutukset mustaherukan yhdisteisiin ja aistinvaraisiin ominaisuuksiin ... 11
3 KVINOA ... 13
3.1 Kvinoan ravintosisältö ja kemialliset yhdisteet ... 14
3.2 Prosessoinnin vaikutukset kvinoan yhdisteisiin ja aistinvaraisiin ominaisuuksiin... 15
4 MARKKINOILLA OLEVAT PAKASTETUT KASVIPOHJAISET MARJATUOTTEET18 4.1 Markkinoilla olevien tuotteiden ravintosisältö... 23
4.2 Jäätelöiden ja sorbettien valmistus ja käytetyt lisäaineet ... 23
II KOKEELLINEN OSA... 25
5 TUTKIMUKSEN TAVOITTEET ... 25
6 AINEISTO JA MENETELMÄT ... 25
6.1 Mustaherukkasoseen imeytyvien hiilihydraattien kokonaismäärän määritys ... 27
6.2 Tuotekehitys... 28
6.3 Aistinvarainen arviointi tuotekehityksen apuna ... 31
6.4 Kuluttajatutkimus ... 33
6.4.1 Arvioijat ja heidän rekrytointinsa ... 34
6.4.2 Näytteiden valmistelu ... 35
6.4.3 Kyselylomake ... 36
6.5 Tilastolliset menetelmät ... 37
7 TULOKSET... 37
7.1 Aistinvarainen arviointi tuotekehityksen apuna ... 37
7.2 Kuluttajatutkimus ... 39
7.2.1 Miellyttävyyden arviointi ... 39
7.2.2 Tuotteen kategoria ja pakkauskoko ... 40
7.2.3 Avoimet kommentit... 41
5
8 POHDINTA ... 42
8.1 Tutkimuksen vahvuudet ja heikkoudet ... 45
8.2 Jatkotutkimukset ja tuotteen kehitysideat ... 46
8.3 Johtopäätökset ... 47
LÄHTEET ... 48
LIITTEET ... 49
Liite 1. Tutkimuskutsu mustaherukkasoseiden sokerimäärän arviointiin.
Liite 2. Suostumuslomake mustaherukkasoseiden arviointiin.
Liite 3. Mustaherukkasoseiden arviointilomake.
Liite 4. Koehenkilöiden taustatiedot ja tutkimuksen tulokset sokerimäärän arvioinnissa.
Liite 5. Toisen tuotekehitysviikon arviointilomake (järjestystesti, Check-all-that-apply).
Liite 6. Toisen tuotekehitysviikon arviointilomake pari-kolmitestiin.
Liite 7. Tutkimuskutsu kuluttajatutkimukseen.
Liite 8. Vastausviesti kuluttajatutkimukseen ilmoittautumisesta.
Liite 9. Kuluttajatutkimuksen esitietolomake.
Liite 10. Kuluttajatutkimuksen osallistumissuostumuslomake.
Liite 11. Rekisteriseloste.
Liite 12. Kuluttajatutkimuksen tutkimuslomake.
Liite 13. CATA -arviointimenetelmän (Check-all-that-apply) tulokset viikolta 2 (n=5).
Liite 14. CATA -arviointimenetelmän (Check-all-that-apply) tulokset viikolta 3 (n=7).
6 1 JOHDANTO
Mustaherukka (Ribes nigrum) on perinteinen puutarhamarja, jota käytetään vain vähän elintarvikkeissa (Foodie 2019a, K-Ruoka 2019e). Mustaherukka on huomattavasti halvempi marja verrattuna esimerkiksi metsämustikkaan (Foodie 2019a). Metsämustikan kilohinta voi olla jopa kaksinkertainen mustaherukkaan verrattuna. Mustaherukka on hapan marja, joka ei monille maistu sellaisenaan (Brennan ym. 2003, Sandell ym. 2009). Mustaherukkaa sisältäviin tuotteisiin lisätäänkin usein paljon sokeria, jotta mustaherukan makua saadaan miellyttävämmäksi (Brennan ym. 2003, Ares ym. 2009). Sokeri voidaan kuitenkin mieltää marjojen hyviä ominaisuuksia heikentäväksi raaka-aineeksi, joten sokerin lisäämistä marjatuotteisiin pyritään välttämään (Törrönen ym. 2012). Mustaherukalla on havaittu olevan hiilihydraattipitoisen aterian jälkeen veren glukoosivastetta alentava vaikutus, joten sokerin lisäys ei ehkä olekaan niin huono asia (Törrönen ym. 2012, Törrönen ym. 2017).
Kvinoa (Chenopodium quinoa Willd) on perinteisesti Andeilla viljelty kasvi, joka on ravitsemuksellisesti erittäin potentiaalinen ruokakasvi (Carmen 1984). Kvinoa sisältää esimerkiksi kaikkia ihmiselle välttämättömiä aminohappoja, jotka tulee saada ravinnosta (Escuredo 2014). Kvinoaa onkin alettu viljellä monissa maissa eri puolilla maailmaa, ja se on osoittautunut erittäin kestäväksi viljelykasviksi monille sää- ja ilmasto-olosuhteille (Miranda ym. 2012). Myös Suomessa on alettu viljellä kvinoaa (Carmen 1984, SunSpelt 2019). Kvinoa soveltuu moniin tuotteisiin perinteisten viljojen sijasta. Kvinoa on myös luonnostaan gluteeniton, joten se soveltuu moniin ruokavalioihin. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) on nimittänyt kvinoan yhdeksi ihmiskunnan lupaavimmista ruokakasveista sen monipuolisen käytettävyyden ja ravitsemuksellisen laadun ansiosta (FAO 2011).
Vegaanisuus ja kasvipohjaisten tuotteiden kulutus ovat lisääntyneet tällä vuosikymmenellä ja vegaanisten tuotteiden kysyntä lisääntyy jatkuvasti (Luonnonvarakeskus 2018, Pitkänen 2018, Jallinoja ym. 2019, New Nutrition Business 2020). Uusia vegaanisia tuotteita on tullut lisää markkinoille ja vegaanisen ruokavalion noudattamisesta on tullut yhä helpompaa nopeasti valmistettavien ja valmiina käytettävien tuotteiden ansiosta. Kuluttajatrendeissä on myös ollut nähtävissä kiinnostus terveellisempiin elintarvikkeisiin ja muutoinkin terveellisempiin elintapoihin (Parviainen ym. 2017, New Nutrition Business 2020, New Food 2020). Kuluttajien keskuudessa on myös jatkuva kysyntä vähän prosessoiduille tuotteille (Román ym. 2017).
7
Uuden tuotteen tuotekehitys voi alkaa kuluttajalähtöisesti (market pull -strategia) eli idea tulee kuluttajien tarpeesta tietynlaiselle tuotteelle (Traill ja Maulenberg 2002). Tämän pro gradu -tutkielman tuotekehityksen lähtökohtana olivat Ruokalaakso-hankkeessa määritellyt raaka-aineet (technology push -strategia), joita olivat mustaherukka ja hapatettu kvinoa (Traill ja Maulenberg 2002). Tuotteen ideoinnissa oli kuitenkin tärkeää ottaa huomioon mahdolliset kuluttajat ja trendit. Tuotteen kehityksessä pyrittiin yhdistämään vegaanisuus, terveellisyys ja vähäinen prosessointi, jolloin tuote vastaisi moniin eri ruokatrendeihin.
Tämän pro gradu -tutkielman tavoite oli kehittää terveellinen, maistuva ja miellyttävä tuote mustaherukasta ja hapatetusta kvinoasta. Kliininen ateriakoe antoi lähtökohdat kehitettävälle tuotteelle ja käytettäville raaka-aineille. Tuotekehityksessä kehitettiin kaupallinen tuote, josta sokerin määrää vähentämällä saatiin tuote myös kliiniseen ateriakokeeseen. Kehitetyn tuotteen kaupallisten makuvarianttien miellyttävyyttä ja ominaisuuksia tutkittiin lisäksi kuluttajien keskuudessa.
Tässä pro gradu -tutkielmassa kehitetyt tuotteet ovat osa Ruokalaakso-hankkeessa1 toteutettua MAQUA-tutkimusta (Mustaherukan vaikutukset aterianjälkeiseen glukoosiaineen- vaihduntaan), jossa toteutetun kliinisen ateriakokeen tavoitteena oli saada lisänäyttöä mustaherukan aterianjälkeistä veren glukoosi- ja insuliinipitoisuutta alentavasta vaikutuksesta.
Tavoitteena MAQUA-tutkimuksessa oli myös pilotoida Ruokalaakson toimintamallia Itä- Suomen yliopiston osaamisalueella (terveysvaikutusten todentaminen). Tuotekehitys toteutettiin keväällä 2019 ja itse kliininen ateriakoe toteutettiin syksyllä 2019.
1 Ruokalaakson tavoitteena on luoda yhteistyöalusta asiantuntijoiden ja yritysten välille (Ruokalaakso 2019).
Hankkeen toteuttajaorganisaatioina toimivat Itä-Suomen yliopisto, Savonia ammattikorkeakoulu ja Kehitysyhtiö SavoGrow Oy. Lisäksi mukana on yrityksiä Pohjois-Savosta, joille tarjotaan asiantuntijuutta, palveluja ja esimerkiksi lisäkoulutusta elintarvikealalle.
8 I KIRJALLISUUSKATSAUS
2 MUSTAHERUKKA
Marjoissa on luonnostaan vain vähän energiaa, mutta paljon ravitsemukselle tärkeitä aineita, joten ne ovat erittäin ravintoainetiheitä (Törrönen ym. 2012). Marjoissa on esimerkiksi paljon vitamiineja, foolihappoa, kuitua, kaliumia ja polyfenoleja. Marjoja on tutkittu paljon ja niiden syömiseen on yhdistetty monia terveyshyötyjä, mutta terveysväitteitä ei ole Euroopan Unionissa vielä yhdellekään marjojen mahdolliselle terveysvaikutukselle (Euroopan komissio 2019). Esimerkiksi polyfenoleiden on osoitettu olevan antioksidanttisia yhdisteitä ja niiden on osoitettu olevan yhteydessä monien sairauksien ehkäisyyn (Kähkönen ym. 2001, Knekt ym.
2002, Wedick ym. 2012). Marjat ovat suomalaisten suurin polyfenoleiden lähde ruokavaliossa (Ovaskainen ym. 2008).
2.1 Mustaherukan ravintosisältö ja kemialliset yhdisteet
Mustaherukoissa on huomattava määrä kuitua, kaliumia ja C-vitamiinia eli askorbiinihappoa verrattuna moniin muihin marjoihin (Fineli® 2019). Taulukossa 1 on esitetty mustaherukan ravintosisältö, sekä kokonaispolyfenolien, kokonaisantosyaanien ja tärkeimpien antosyaanien määrät. Mustaherukan ravintosisältö ja erilaisten kemiallisten yhdisteiden määrä vaihtelee paljon eri marjalajikkeiden ja vuosien välillä (Bordonaba ja Terry 2008, Bakowska-Barczak ja Kolodziejczyk 2011). Musta- ja viherherukan satomäärä Suomessa vuonna 2018 oli yhteensä 990 tonnia (Luonnonvarakeskus 2019). Eniten musta- ja viherherukoita viljeltiin Pohjois-Savon alueella.
9
Taulukko 1. Mustaherukan ravintosisältö, sekä kokonaispolyfenolien, kokonaisantosyaanien ja tärkeimpien antosyaanien määrät tuorepainossa. (Johansson ym. 1997, Buchert ym. 2005, Koponen ym. 2007, Sandell ym. 2009, Bakowska-Barczak ja Kolodziejczyk 2011, Fineli®
2019, USDA 2020).
Ravintoaine Määrä 100 g kohden
Energia (kJ) 264–310
Energia (kcal) 63–74
Rasva (g) 0,4–1,1
Hiilihydraatit (g) 9,7–15,4
Fruktoosi (g) Glukoosi (g) Sakkaroosi (g)
4,3–8,5 3,7–8,3 0,3–3,7
Proteiini (g) 1,4
Kuitu (g) 5,8
Kalium (mg) 322,0–340,0
C-vitamiini (mg) 128,0–181,0
Polyfenolit (mg) 664,7–741,7
Antosyaanit (mg) 196,6–394,0
Syanidiini-3-glukosidi (mg) 15,4–39,4
Syanidiini-3-rutinosidi (mg) 61,75–138,8 Delfinidiini-3-glukosidi (mg) 33,1–52,9 Delfinidiini-3-rutinosidi (mg) 49,2–157,6
Marjoissa on luonnostaan vähän hiilihydraatteja, joten ne aiheuttavat vain pienen glykeemisen vasteen syötäessä (Törrönen ym. 2012). Marjojen sekaan kuitenkin lisätään yleensä sokeria happamuutta tasoittamaan (Ares ym. 2009, Törrönen ym. 2012). Törrönen ym. (2012) tutkimuksessa havaittiin, että mustaherukkaa ja sakkaroosia sisältävät pyreet ja nektarit nostivat veren glukoosi- ja insuliinipitoisuutta 15 ja 30 minuuttia aterian jälkeen vähemmän kuin pelkän sakkaroosiveden. Lisäksi veren glukoosi- ja insuliinipitoisuudet pysyivät tasaisempina 60, 90 ja 120 minuuttia mustaherukkaa sisältävän aterian syömisen jälkeen verrattuna sakkaroosiveteen. Glykeeminen profiili oli 70 % suurempi mustaherukkapyreen kohdalla verrattuna pelkkään sokeriveteen. Glykeeminen profiili kuvastaa aterianjälkeisen glukoosikäyrän muotoa (paastotason yläpuolella oleva glukoosipitoisuuden aika jaetaan glukoosipitoisuuden maksiminousulla) ja näin ollen aterianjälkeistä glykeemistä säätelyä.
Mustaherukan vaikutus oli tutkimuksessa merkittävämpi veren glukoositasoon kuin insuliinitasoon. Mustaherukkanektari ei saanut yhtä merkittävää vaikutusta veren glukoositasoon kuin pyree, mutta tämän oletettiin johtuvan pyreen sisältämästä kuidusta.
Annoksina oli 150 g marjasosetta tai 300 ml nektaria, joka sisälsi 50% marjaa. Kaikkiin tutkittaviin annoksiin oli lisätty 35 g sakkaroosia juuri ennen koetta. Verrokkina käytettiin 300 ml vettä, johon oli lisätty 35 g sakkaroosia (Törrönen ym. 2012). Nektarilla tarkoitetaan tässä mehua, joka sisältää lisättyä vettä ja sokeria (Maa- ja metsätalousministeriön asetus 662/2013).
10
Sakkaroosi invertoituu happamassa ja lämpimässä ympäristössä glukoosiksi ja fruktoosiksi (Törrönen ym. 2017). Mustaherukka on hyvin hapan marja, joka saa aikaan sakkaroosin invertoitumista. Törrönen ym. (2017) havaitsivat kuitenkin tutkimuksessaan, että invertoitumisella ei ole merkitystä mustaherukan aikaansaamaan aterianjälkeiseen veren glukoosi- ja insuliinivasteeseen. Tutkimuksessa saadut tulokset olivat samansuuntaisia aiempien tutkimusten tulosten kanssa, joissa mustaherukkanektaria oli makeutettu sakkaroosilla (Törrönen ym. 2012, Törrönen ym. 2017). Tämä osoittaa, että mustaherukan aterianjälkeistä veren glukoosi- ja insuliinitasoa alentavan vaikutuksen taustalla on todennäköisesti vaikutus glukoosin imeytymiseen, eikä niinkään sakkaroosin hajoamisnopeuteen ohutsuolessa. Törrönen ym. (2012) ja Törrönen ym. (2017) tutkimuksissa oli toisena tutkittavana marjana puolukka, jolla ei ollut yhtä merkittävää vaikutusta veren glukoositasoon kuin mustaherukalla. Puolukka sai kuitenkin aikaan hieman alemman insuliinivasteen kuin mustaherukka (Törrönen ym. 2012, Törrönen ym. 2017).
Mustaherukan aterianjälkeistä veren glukoosi- ja insuliinitasoa alentavan vaikutuksen on tutkittu olevan mahdollisesti polyfenoleihin kuuluvien antosyaanien ansiota (Törrönen ym.
2012, Törrönen ym. 2017). Antosyaanit toimivat sinisissä, mustissa ja punaisissa marjoissa muun muassa väriaineina ja marjojen värin tummuus korreloi hyvin niiden sisältämien antosyaanien määrään (Chen ym. 2014). Mustissa ja sinisissä marjoissa on enemmän antosyaaneja kuin punaisissa tai vaaleissa marjoissa. Antosyaaneja käytetään elintarvikeväriaineina esimerkiksi juomateollisuudessa (Rubinskiene ym. 2005).
Mustaherukassa paljon esiintyvien antosyaanien, syanidiini-3-O-glukosidin ja syanidiini-3-O- rutinosidin on osoitettu in vitro -tutkimuksessa vaikuttavan natriumvälitteiseen ja natriumista riippumattomaan glukoosin imeytymiseen sekä vähentävän pitkällä aikavälillä GLUT1 (glucose transporter 1) mRNA:n (lähetti-RNA) ja GLUT2 (glucose transporter 2) mRNA:n ilmentymiseen Caco-2-soluissa, joita käytetään usein ihmisen suoliston epiteelipintasolukon mallina (Alzaid ym. 2013). Myös kahdella muulla paljon mustaherukassa esiintyvällä antosyaanilla, delfinidiini-3-O-glukosidilla ja delfinidiini-3-O-rutinosidilla, on mahdollisesti positiivisia vaikutuksia aterianjälkeiseen veren glukoosi- ja insuliinitasoon (Törrönen ym.
2017). Nämä neljä antosyaania voivat muodostaa jopa yli 97 % kaikista mustaherukan antosyaaneista (Slimestad ja Solheim 2002, Chen ym. 2014). Mustaherukasta on tunnistettu näiden neljän lisäksi ainakin 11 muuta antosyaania (Slimestad ja Solheim 2002). Mustaherukan antosyaanien perusrakennekaava, sekä yllä mainittujen neljän yleisimmän antosyaanin rakennekaavojen sivuketjut on esitetty kuvassa 1.
11
Kuva 1. Mustaherukan antosyaanien perusrakennekaava ja vieressä delfinidiini-3-O- glukosidin (1), delfinidiini-3-O-rutinosidin (2), syanidiini-3-O-glukosidin (3) ja syanidiini-3- O-rutinosidin (4) rakennekaavojen sivuketjut (R1–R3) taulukoituna (muokattu Slimestad ja Solheim 2002). * rhamnosyl= ramnosyyli
Mustaherukalla on polyfenoleiden, flavonoidien ja antosyaanien ansiosta myös antioksidanttisia vaikutuksia (Chen ym. 2014). Chen ym. (2014) selvittivät tutkimuksessaan, että antioksidanttinen vaikutus marjoissa on enemmän yhteydessä kokonaispolyfenolipitoisuuteen kuin yksittäisten antosyaanien tai flavonoidien määrään.
Yhdisteiden määrä mustaherukoissa voi vaihdella eri vuosina kasvuolosuhteiden mukaan (Kähkönen ym. 2001, Rubinskiene ym. 2005). Mustaherukoiden polyfenoli-, antosyaani- ja askorbiinihappopitoisuudet vaihtelevat jonkin verran myös eri lajikkeiden välillä (Rubinskiene ym. 2005, Bordonaba ja Terry 2008).
2.2 Prosessoinnin vaikutukset mustaherukan yhdisteisiin ja aistinvaraisiin ominaisuuksiin
Mustaherukoiden kaupallinen prosessointi mehuksi ei vaikuta huomattavasti antosyaanien määrään (Woodward ym. 2011). Polyfenolien, antosyaanien, proantosyaanien ja askorbiinihapon (C-vitamiini) määrä kuitenkin vaihtelee paljon kaupallisten mehujen välillä eri maissa (Mattila ym. 2011). Landbo ja Meyer (2004) selvittivät tutkimuksessaan erilaisten mehutuotannossa käytettävien entsyymikäsittelyjen vaikutusta mustaherukkamehun antosyaanimääriin. Käytetyt entsyymit olivat 10 yleisesti mehujen ja viinien valmistuksessa käytettyä entsyymivalmistetta. Antosyaanien määrää saatiin lisättyä mehuissa entsymaattisella käsittelyllä mehun puristuksessa (ilman entsyymejä 2120 mg/l, entsyymeillä 2880-3170 mg/l), mutta kokonaispolyfenolien määrään se ei vaikuttanut yhtä selvästi (ilman entsyymeitä 6100 mg/l, entsyymeillä 6270-6760 mg/l). Antosyaanien oletettiin olevan vahvasti kiinni marjan
*
12
rakenteissa, kuten kuoressa, sillä antosyaanien saanto oli parempi, jos mustaherukat oli murskattu hienommaksi verrattuna karkeaan murskaukseen (Landbo ja Meyer 2004). Myös askorbiinihapon määrää voidaan lisätä mehussa entsymaattisella käsittelyllä.
Entsyymikäsittelyllä mehutuotannon saanto tuoreista marjoista kasvaa jopa 46-65 %:sta 80
%:iin (Landbo ja Meyer 2004, Laaksonen ym. 2012).
Entsymaattinen käsittely lisää yleisesti fenolisten yhdisteiden määrää mehussa, mutta muuttaa myös mehun makua enemmän astringoivaksi ja happamaksi, sekä hapatetun (fermentoidun) makuiseksi ja hajuiseksi. Astringoiva suutuntuma tarkoittaa pitkään kestävää mutristusta, kiristävää, karkeaa ja kuivaavaa tunnetta suuontelossa, joka on yleinen erityisesti punaviinissä ja mustassa teessä (Schwarz ja Hofmann 2007, Sandell ym. 2009). Flavonoidit aikaansaavat mustaherukan astringoivan maun (Laaksonen ym. 2012). Suurin osa näistä yhdisteistä esiintyy mustaherukan kuoressa (Sandell ym. 2009). Mustaherukan mehuosassa sijaitsevat makeat ja happamat komponentit. Laaksonen ym. (2012) tutkimuksen mukaan entsyymillä käsittelemättömät puristetut mehut maistuivat makeammilta ja pyöreämmiltä, ja olivat raikkaamman hajuisia. Laaksonen ym. (2012) tekemässä tutkimuksessa määritetty sokeri- hedelmähappo-suhde näytteissä korreloi aistinvaraisten ominaisuuksien kanssa. Sokerin suurempi määrä verrattuna happoon aikaansai makeamman maun näytteessä.
Landbo ja Meyer (2004) tutkivat lämmön vaikutusta polyfenolien säilymiseen ja huomasivat, että +7 ja +30 °C lämpötilat eivät vaikuttaneet määriin (300 minuutin aikana), mutta +50 °C:ssa jo kolmen tunnin kohdalla oli havaittavissa polyfenolien vähentymistä. +70 °C:ssa polyfenolien määrä laski lineaarisesti kuumennuksen alusta lähtien. Pastöroinnin ja murskatun massan seisotuksen on tutkittu vaikuttavan sekä antosyaanien, että askorbiinihapon säilyvyyteen mehujen tuotannossa (Iversen 1999). Myös mehujen säilytyksen aikana antosyaanien ja askorbiinihapon määrät vähenevät mehuissa (Iversen 1999, Rubinskiene ym. 2005).
Antosyaanien määrät kuitenkin vähenevät nopeammin säilytyksen aikana kuin askorbiinihapon. Mehun valmistuksessa käytetään korkeita lämpöjä myös entsyymien aktivointiin (Landbo ja Meyer 2004, Laaksonen ym. 2012). Suurella määrällä (40%) aspartaamia tai sakkaroosia voidaan todennäköisesti lisätä hieman antosyaanien kuumankestävyyttä, mutta fruktoosin suuri määrä vähentää antosyaanien kestävyyttä (Rubinskiene ym. 2005). Lämpökäsittely myös muokkaa mustaherukkamehujen makuprofiilia (Brennan ym. 2003). Lämpökäsittely (+85 °C, 2 minuuttia) lisäsi hieman makeutta, luonnollisuutta ja mustaherukan makua Brennan ym. (2003) tutkimuksessa. Lämpökäsittely myös syvensi purppuraa väriä ja vähensi mehun läpikuultavuutta, mutta tämän oletettiin osittain
13
johtuvan käytetyistä lajikkeista ja niiden sisältämien eri antosyaanien osuuksista (Brennan ym.
2003).
Yhdeksän kuukauden pakastaminen (-20 °C) ei vaikuttanut merkitsevästi mustaherukan kokonaispolyfenoleihin Bakowska-Barczak ja Kolodziejczyk (2011) tutkimuksessa, mutta antosyaanien tai muiden flavonoidien määrät laskivat viidessä tutkituissa lajikkeissa jonkin verran. Antosyaanien määrän lasku tosin riippui paljon lajikkeesta ja esimerkiksi Ben Nevis -lajikkeessa antosyaanien määrä ei laskenut tilastollisesti merkitsevästi, kun taas Ben Tirran ja Ben Sharek -lajikkeissa antosyaanien määrän väheneminen oli tilastollisesti merkitsevää. Fenolisista yhdisteistä osa jopa lisääntyivät mustaherukoissa pakastettaessa, vaikka muut fenoliset yhdisteet yleisesti vähenivät. Pakastaminen ei myöskään vaikuttanut mustaherukan antioksidanttipotentiaaliin (Bakowska-Barczak ja Kolodziejczyk 2011).
HPP (high pressure processing) on uusimpia säilyvyyttä parantamaan kehitettyjä käsittelymenetelmiä. HPP-käsittelyssä käytetään korkeaa painetta vesikammiossa ja tuotteita ei kuumakäsitellä. HPP-käsittelyn vaikutuksesta mustaherukan yhdisteisiin tai aistinvaraisiin ominaisuuksiin ei ole tehty tutkimuksia. HPP-käsittely ei vaikuttanut merkitsevästi aronia- ja mansikkasoseille tehdyissä tutkimuksissa soseiden väriin tai askorbiinihapon, antosyaanien ja polyfenolien määriin (Marszałek ym. 2015, Yuan ym. 2018). HPP-käsittely voi kuitenkin vaikuttaa marjatuotteiden rakenteeseen ja muihin aistittaviin ominaisuuksiin (Yuan ym. 2018).
Marszałek ym. (2015) tutkimuksessa pastörointi toimi paremmin mansikkasoseen mikrobiologiseen säilyvyyteen verrattuna HPP-käsittelyyn, mutta pastörointi vähensi enemmän askorbiinihapon, antosyaanien ja polyfenolien määriä ja muutti enemmän mansikkasoseen aistittavia ominaisuuksia.
3 KVINOA
Kvinoa (Chenopodium quinoa Willd.) on perinteinen Andeilla viljelty ruokakasvi, jota on käytetty jo tuhansien vuosien ajan (Vega‐Gálvez ym. 2010, Graf ym. 2015). Kvinoa kestää monenlaisia kasvuolosuhteita, kuten kylmyyttä ja maaperän suurta suolapitoisuutta (Bois ym.
2006, Gómez-Pando ym. 2010). Kvinoan tuotantomäärä maailmalaajuisesti vuonna 2018 oli noin 160 000 tonnia (FAOSTAT 2020). Kvinoan tuotantomäärä on melkein nelinkertaistunut maailmalla 2000-luvulla. Suomessa kvinoan viljely tai satomääriä ei ole tilastoitu (Luonnonvarakeskus 2019, FAOSTAT 2020). Kvinoa on pseudovilja eli se ei kuulu heinäkasvien luokkaan (Repo-Carrasco-Valencia ym. 2010). Kvinoaa voidaan kuitenkin
14
käyttää viljojen tapaan eli siemenet voidaan jauhaa jauhoksi, jota käytetään esimerkiksi leivonnassa. Kvinoaa voidaan käyttää esimerkiksi vehnää sisältävissä tuotteissa korvaamaan osan vehnäjauhoista ja parantamaan tuotteiden ravitsemuksellista laatua (Larusso ym. 2017).
Perinteisesti kvinoan siemeniä on käytetty keitoissa tai riisin tilalla pääruuan lisukkeena (Graf ym. 2015). Kvinoasta käytetäänkin yleensä vain siemenet, jotka usein jauhetaan ja käytetään täysjyvänä. Kvinoalla ei ole yhtään sallittua terveysväitettä Euroopassa (Euroopan komissio 2019).
3.1 Kvinoan ravintosisältö ja kemialliset yhdisteet
Maailmalla eniten käytetyt kvinoalajikkeet ovat valkoista kvinoaa, mutta kvinoaa löytyy myös punaisia ja mustia lajikkeita (Pereira ym. 2019). Kvinoan ravintosisältö vaihtelee paljon lajikkeiden välillä ja myös kasvuolosuhteiden vuoksi (Miranda ym. 2012). Pereira ym. (2019) havaitsivat, että eri väriset kvinoalajikkeet erosivat enimmäkseen proteiini- ja hiilihydraattisisällöltään. Punaisissa lajikkeissa oli keskimäärin enemmän proteiinia ja vähemmän hiilihydraattia kuin mustissa ja valkoisissa lajikkeissa. Kvinoan ravintosisältö on esitetty taulukossa 2. Kvinoa sisältää kaikkia ihmiselle välttämättömiä aminohappoja ja siksi se on hyvä kasvipohjainen proteiinin lähde (Koziol 1992, Ranhotra ym. 1993). Kvinoassa on hyvä saturoituneen ja saturoimattoman rasvan suhde verrattuna esimerkiksi amaranttiin, tattariin, riisiin, soijaan ja puuvillan siemeniin (Jahaniaval ym. 2000). Omega-6- ja omega-3- rasvahappojen suhde kvinoan rasvoista on 6:1 joka on lähellä ihmiselle optimaalista (Tang ym.
2015a). Kvinoa on myös hyvä mineraalien lähde, mutta kuoren poistaminen vähentää mineraalien määrää, sillä siementen kuori sisältää suuren osan mineraaleista (Stikic ym. 2012).
Taulukko 2. Esimerkkejä kvinoalajikkeiden ravintosisällöistä tuorepainossa. (Stikic ym. 2012, Vilcacundo ja Hernández-Ledesma 2017, Pereira ym. 2019)
Ravintoaine Määrä 100 g kohden
Energia (kJ) 1494–1594
Energia (kcal) 357–381
Rasva (g) 4,8–7,4
Hiilihydraatit (g) 59,9–74,7
Proteiini (g) 13,1–17,4
Kuitu (g) 7,0–11,7
Tuhka (g) 2,4–3,8
Kosteus (g) 9,3–10,9
Valkoisissa kvinoalajikkeissa on vähiten tokoferoleja (37,49±0,18 µg/g) ja karotenoideja (11,87 µg/g) verrattuna punaisiin ja mustiin lajikkeisiin (Tang ym. 2015a). Tokoferolit tunnetaan E-vitamiinina ja ne toimivat antioksidanttisina yhdisteinä. Karotenoideista osa toimii
15
A-vitamiinin alkumuotona. Tokoferolit ja karotenoidit estävät kvinoan lipidien hapettumista.
Tang ym. (2015a) osoittivat mustassa kvinoassa olevan eniten tokoferoleita ja karotenoideja, sekä olevan paras lipidien antioksidanttinen vaikutus verrattuna valkoiseen ja punaiseen lajikkeeseen. Värin voidaankin olettaa korreloivan antioksidanttisten yhdisteiden määrään kvinoassa. Miranda ym. (2012) tutkimuksen mukaan erityisesti C-, E- ja B-ryhmän vitamiinien määrissä kvinoassa on eroa eri kvinoalajikkeiden ja kasvuolosuhteiden mukaan.
Kvinoa on luonnostaan gluteeniton vilja, joten se soveltuu keliaakikoille ja gluteeniyliherkille (Repo-Carrasco-Valencia ym. 2010, Elgeti ym. 2014). Kvinoaa voitaisiinkin käyttää gluteenittomassa leivonnassa, mutta sen aistinvaraiset ominaisuudet ovat osoittautuneet esteeksi käytölle. Kvinoalajikkeiden välillä on kuitenkin paljon eroa aistinvaraisissa ominaisuuksissa (Wu ym. 2017). Kvinoalajikkeen valinnalla voidaankin vaikuttaa suuresti lopputuotteen miellyttävyyteen (Väkeväinen ym. 2020). Elgeti ym. (2014) havaitsivat valkoisen kvinoajauhon soveltuvan hyvin gluteenittoman leivän leivontaan, sillä se paransi leivän kuohkeutta riisijauhoon ja maissijauhoon verrattuna. Meo ym. (2011) tutkivat kvinoan mallastamista ja totesivat sen soveltuvan myös gluteenittoman oluen valmistukseen.
Kvinoassa on paljon fenolisia yhdisteitä (Tang ym. 2015b). Fenoliset yhdisteet voivat toimia antioksidantteina ja anti-inflammatorisina yhdisteinä (Covas ym. 2006). Kvinoassa oli Alvarez- Jubete ym. (2010) tutkimuksen mukaan enemmän fenolisia yhdisteitä kuin vehnässä ja amarantissa, mutta vähemmän kuin tattarissa. Antioksidanttikapasiteetti oli verrattavissa fenolisten yhdisteiden määrään DPPH- (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, 2,2-difenyyli-1- pikryylihydratsyyli) ja FRAP- (ferric ion redusing antioxidant power, antioksidantin raudanpelkistystehokkuus) menetelmillä määritettäessä. FRAP-analyysissä kuitenkin vehnä osoitti hieman parempaa antioksidanttikapasiteettia kuin kvinoa. Vehnän fenolisten yhdisteiden määrä ja antioksidanttikapasiteetti eivät kuitenkaan eronneet tilastollisesti merkitsevästi kvinoasta. Valkoisissa lajikkeissa (kokonaisfenolimäärä 467 mg/kg) fenolisia yhdisteitä on vähemmän kuin punaisissa (635 mg/kg) ja mustissa (682 mg/kg) lajikkeissa (Tang ym. 2015b).
3.2 Prosessoinnin vaikutukset kvinoan yhdisteisiin ja aistinvaraisiin ominaisuuksiin
Uutettavien fenolisten yhdisteiden määrä lisääntyy kvinoassa kuumailmakuivauksen ansiosta +60 ja +70 ℃:ssa (Multari ym. 2018). Kvinoan kuivaaminen +60 ℃:ssa myös lisää eniten uutettavien karotenoidien määrää verrattuna alhaisempaan ja kuumempaan lämpötilaan.
Kvinoa kuivataan yleensä hyllyiän pidentämiseksi (Multari ym. 2018). Kuumentaminen
16
esimerkiksi kvinoasta tehtyjen leipien leivonnassa kuitenkin vähentää fenolisten yhdisteiden määrää, kun taas idätys lisää niiden määrää (Alvarez-Jubete ym. 2010).
Kvinoa sisältää noin 16 eri saponiinia, jotka ovat haasteena kvinoan käytössä (Woldemichael ja Wink 2001). Saponiini aiheuttaa kvinoassa kitkerän maun, mutta saponiinit pystytään poistamaan pesemällä siemenet tai poistamalla kuoret (Ogungbenle 2003). Osalla kvinoan saponiineista on osoitettu olevan hemolyyttistä aktiivisuutta erytrosyyteissä, sekä homeiden kasvua estäviä vaikutuksia (Woldemichael ja Wink 2001). Gómez-Caravaca ym. (2014) määrittelivät niin sanotun makean kvinoan rajaksi 110 mg/100 g saponiineja kuivapainossa.
Tuoreessa kvinoassa oli heidän määritelmänsä mukaan saponiineja 244,3 mg/100 g kuivapainossa. Kuorikerroksen poisto kuitenkin vähensi fenolisten yhdisteiden määrää 179,9 mg:sta 37,5 mg:aan 100 g kuivapainossa eli fenolisten yhdisteiden määrä väheni 79,2%:ia.
Myös kvinoan fermentoimisella eli hapattamisella voidaan vähentää saponiinien määrää kvinoassa (Bolivar-Monsalve ym. 2018). Hapattamalla Lactobacillus plantarum -bakteerilla alle 110 mg/100 g saponiinitaso saavutettiin kolmessa tai neljässä päivässä hapattamisen aloittamisesta, riippuen inokuloidusta bakteerikonsentraatiosta (6 % ja 8 %). Saponiinien määrä oli alussa 272,3 mg/100 g, mikä oli suurempi kuin Gómez-Caravaca ym. (2014) tutkimuksessa.
Hapattaminen on muihin saponiinien poistomenetelmiin verrattuna ympäristöystävällisempi ja ravintoaineet säilyvät tässä menetelmässä hyvin (Bolivar-Monsalve ym. 2018).
Hapattaminen on perinteisesti elintarvikkeiden valmistukseen ja säilömiseen käytetty menetelmä (Melini ym. 2019). Hapattaminen voi olla spontaani, eli hapattavat mikrobit esiintyvät luonnostaan raaka-aineissa, tai hapatemikrobit voidaan lisätä tuotteeseen erikseen.
Tuotteisiin lisättävät hapatteet ovat tunnettua kantaa olevia mikrobeita ja niitä käytetään yleisesti teollisuudessa (Melini ym. 2019). Myös viljakasvien hapattamisella on todella pitkät perinteet (Ogunremi ym. 2017). Hapattamiseen käytetään useimmiten joko hiivoja, homeita tai maitohappobakteereita (Ogunremi ym. 2017, Melini ym. 2019). Kvinoan hapattamiseen käytetään yleensä maitohappobakteereita (Bolivar-Monsalve ym. 2018, Lorusso ym. 2017, Ludena Urquizo ym. 2017, Lorusso ym. 2018). Maitohappobakteerit käyttävät hiilihydraatteja ravinnokseen, jolloin syntyy maitohappoa tuotteeseen. Hapatettujen tuotteiden etuna on niiden säilyvyyden piteneminen (Russo ym. 2017). Alhainen pH auttaa tuotteita säilymään pidempään ja vähentää haitallisten mikrobien kasvua. Laktobasillukset esimerkiksi estivät homeiden kasvua kaurapohjaisissa hapatetuissa tuotteissa Russo ym. (2017) tutkimuksessa. Hapattamalla voidaan myös muuttaa ruoan makua ja rakennetta, sekä parantaa ravintoaineiden imeytymistä ruuasta (Lorusso ym. 2018). Esimerkiksi kvinoan hapattaminen maitohappobakteereilla lisää
17
liukoisen proteiinin määrää (Bolivar-Monsalve ym. 2018, Lorusso ym. 2017, Ceballos‐
González ym. 2018, Lorusso ym. 2018). Hapatus lisää myös fenolisten yhdisteiden määrää tuotteissa (Lorusso ym. 2017). Monilla hapattamisessa käytetyillä mikrobeilla on terveyttä edistäviä vaikutuksia ja ne voivat olla probioottisia. Tuotetta voidaan sanoa probioottiseksi, jos se sisältää tarvittavan määrän eläviä mikro-organismeja, joilla aikaansaadaan terveyttä edistäviä hyötyjä isäntäorganismille (FAO/WHO 2002).
Hapatetusta kvinoasta on aiemmin tehty esimerkiksi kvinoajuomia (Ludena Urquizo ym. 2017).
Kvinoa sopii fermentoituna myös gluteenittomien keittojauheiden pohjaksi vehnäjauhojen sijasta (Bolivar-Monsalve ym. 2018). Ceballos‐González ym. (2018) valmistivat hapatetusta kvinoajauhosta gluteenitonta leipää. Larusso ym. (2017) korvasivat 20 % durumvehnäjauhosta pastan valmistuksessa hapatetulla kvinoalla ja aikaansaivat ravitsemuksellisesti parempaa pastaa. Pastan proteiinin ja kuidun määrä lisääntyivät merkitsevästi ja samalla pastan ravitsemusindeksi parani. Hapatettu kvinoa lisäsi myös pastan fenolisten yhdisteiden määrää ja tätä kautta antioksidanttista aktiivisuutta. Myös ennustettu glykeeminen indeksi parani (Lorusso ym. 2017).
Lorusso ym. (2018) tekivät hapatetusta kvinoasta jogurtin kaltaisia kasvipohjaisia tuotteita (25- 35% kvinoaa lopputuotteessa). Jogurtinkaltaisten tuotteiden hapattamiseen kokeiltiin kolmea eri hapatebakteerikantaa (Lactobacillus rhamnosus SP1, Weissella confusa DSM 20194 ja L.
plantarum T6B10). Kaikilla tutkituilla hapatteilla saatiin parannettua proteiinin imeytymistä ja näin ollen tuotteiden ravitsemusindeksi parani. Hapattaminen myös alensi ennustettua glykeemistä indeksiä. Proteiinin imeytymistä ja glykeemistä vastetta mallinnettiin in vitro -digestio-mallilla (Lorusso ym. 2018). Käytetyt hapatteet saivat kuitenkin aikaan hyvin erilaisen makuprofiilin tuotteisiin. Kaksi kantaa sai aikaan hyvin happaman ja astringoivan maun, kun taas kolmas kanta (Weissella confusa DSM 20194) makean ja vain vähän happaman ja astringoivan (Lorusso ym. 2018). Hapate voikin vaikuttaa huomattavasti lopputuotteen makuun, sekä myös rakenteeseen ja hajuun. Väkeväinen ym. (2020) valmistivat myös hapatetusta kvinoapohjasta (17% kvinoaa lopputuotteessa) jogurtin kaltaisia tuotteita käyttäen kahta eri kvinoalajiketta (Pasankalla ja Rosada de Huancayo) ja hapattamalla ne L. plantarum Q823 -kannalla. Tuotteet arvioitiin vähemmän miellyttäviksi verrattuna kaupallisiin soija- ja kaurapohjaisiin vastaaviin tuotteisiin. Tuotteita kuvattiin happamiksi, viljaisiksi, pistäviksi, multaisiksi ja tunkkaisiksi.
18
4 MARKKINOILLA OLEVAT PAKASTETUT KASVIPOHJAISET MARJATUOTTEET Pakastetuilla kasvipohjaisilla marjatuotteilla tarkoitetaan tässä marjapohjaisia tuotteita, joissa on muitakin raaka-aineita kuin pakastettuja marjoja ja niihin ei ole käytetty eläinperäisiä raaka- aineita, kuten maitotuotteita. Leivonnaisia ei otettu huomioon markkinoilla olevia tuotteita kartoitettaessa. Koostetaulukko Suomen kuluttajamarkkinoilta kesällä 2019 olleista pakastetuista marjapohjaisista tuotteista on esitetty taulukossa 3. Pakastettuja kasvipohjaisia marjatuotteita oli jäätelöinä, sorbetteina ja marjapyreinä. Mustaherukkaa sisältäviä tuotteita oli jäätelökategoriasta kaksi ja marjapyreistä kahdessa oli mustaherukkaa. Yhdessä jäätelöistä ja yhdessä marjapyreistä oli käytetty mustaherukkaa ainoana marjana. Muissa tuotteista se esiintyi muiden marjojen kanssa. Mansikkaa, vadelmaa ja mustikkaa oli käytetty paljon enemmän pakastetuotteissa kuin mustaherukkaa. Nämä kolme marjaa kuuluvatkin yleisesti tuttuihin ja kaikkein miellyttävimmiksi koettuihin marjoihin (Laaksonen ym. 2016). Marjaa on kasvipohjaisissa jäätelöissä kolmesta prosentista 75 prosenttiin. Marjapyreissä marjojen osuus raaka-aineista on jopa 88%. Kvinoaa tai hapatettua kvinoaa ei ollut yhdessäkään pakastetussa marjapohjaisessa tuotteessa, kun taas kaura oli monissa tuotteissa pohjana.
Kirjallisuudesta löytyi kaksi tutkimusta, joissa oli kehitetty jäädytettyjä kasvipohjaisia marjatuotteita ja niissä oli tutkittu erilaisten varianttien miellyttävyyttä raaka-aineiden määriä muokkaamalla. (Teh ym. 2005, Camire ym. 2006). Teh ym. (2005) kehittivät jäätelön kaltaisia jäädytettyjä soija-mustikka-tuotteita. Kaikkein miellyttävimmäksi näytteistä arvioitiin vähiten mustikkamehua sisältänyt (8,6 %) variantti, jossa oli rasvaa 10 %. Kokonaismiellyttävyys ja maun ja kermaisuuden miellyttävyys vähenivät, kun mustikkamehun konsentraatio lisääntyi (17,2 %) tai rasvan määrää vähennettiin (3 %). Camire ym. (2006) tutkimuksessa jäätelön kaltaisissa jäädytetyissä soija-tofu-mustikka-tuotteissa maku, rakenne ja kokonaismiellyttävyys paranivat mustikkamehua sisältäneessä tuotteessa, kun tuotteessa oli enemmän rasvaa (11,7 %).
Vähärasvainen (1,7 %) versio tuotteesta arvioitiin kuitenkin paremmin, kun mustikkamehu korvattiin mustikkasoseella.
19
Taulukko 3. Markkinoilta löytyvät marjapohjaiset pakastetuotteet kesällä 2019. Ravintosisällöt on avattu tuotteiden pakkausselosteiden mukaan.
Tuote Yosa Kaurajäätelö
Vadelma (Fazer, Suomi)
Yosa Kaurajäätelö
Tyrni (Fazer, Suomi) Dione Mango-karpalo
(Vitaseege, Liettua) Frefreshing Strawberry
(Choice, Liettua) Oatly strawberry (Oatly, Ruotsi)
Lähde Fazer 2019 Fazer 2019 Kespro 2019 K-Ruoka 2019a Oatly 2019
Ainesosat Kaurapohja (vesi,
kaura), vadelmasose (10
%), maltodekstriini, dekstroosi, kasviöljyt (kookos, rypsi), sokeri, tärkkelyssiirappi, perunaproteiini, emulgointiaine (rasvahappojen mono- ja triglyseridit), stabilointiaineet (johanneksenleipäpuuja uhe, guarkumi), suola, luontainen vanilja- aromi, hapate. Sisältää 5
% kauraa.
Kaurapohja (vesi, kaura), maltodekstriini, dekstroosi, ananassose, kasviöljyt (kookos, rypsi), sokeri, tärkkelyssiirappi, tyrnisose (3 %), perunaproteiini, emulgointiaine (rasvahappojen mono- ja diglyseridit), stabilointiaineet (johanneksenleipäpuuja uhe, guarkumi), suola, luontainen vanilja- aromi, hapate. Sisältää 5
% kauraa.
Vesi, mangosose (16 %), sokeri, karpalotäyte (12 %) (sokeri, glukoosi-fruktoosisiirappi, karpalo (30 %), vesi, sakeuttamisaine (pektiini), happamuuden säätöaine
(sitruunahappo), mustaporkkana tiiviste, luontainen aromiaineet), glukoosisiirappi, emulgointiaine (rasvahappojen mono- ja diglyseridit), stabilointiaineet (johanneksenleipäpuujauhe, guarkumi), happamuuden säätöaine (sitruunahappo), ravintokuitu, luontainen aromiaine, elintarvikeväriaine (annatto).
Vesi, sokeri, mansikka (11 %), glukoosisiirappi, glukoosi-fruktoosisiirappi, kookosöljy, rypälesokeri, soijajauhe (1,5 %), stabilointiaineet
(johanneksenleipäpuujauh e, guarkumi, karrageeni, pektiini), emulgointiaine (rasvahappojen mono- ja diglyseridit
kasviperäinen), aromit, suola, väri
(punajuuriväri), happamuudensäätöaine (sitruunahappo).
Kaurapohja (vesi, kaura), mansikka 15 %, sokeri, rypälesokeri, rapsiöljy,
glukoosisiirappi, kovetettu kookos- ja rapsiöljy, kookosöljy, emulgointiaine (rasvahappojen mono- ja diglyseridit), stabilointiaine
(johanneksenleipäpuuja uhe, guarkumijauhe), väri (punajuuriväri), luontainen makuaine, suola.
Muuta Hapatettu kaurapohja
(maitohappobakteereja ja bifidobakteereja).
Sydänmerkki.
Hapatettu kaurapoja (maitohappobakteereja ja bifidobakteereja).
Sydänmerkki.
Ei lisättyä rasvaa.
Ravintosisältö [g/100 g]
Energia [kJ] 799 801 577 464 945
Energia [kcal] 191 192 138 110 226
Rasva 6,9 7,0 0.1 2,7 13,0
josta tyydyttynyttä 3,5 3,5 0,0 2,3 6,9
Hiilihydraatit 30,0 30,0 33.7 21,0 26,0
josta sokereita 17,0 17,0 31,3 17,0 23,0
Ravintokuitu 0.4 0,9
Proteiini 1,5 1,4 0.1 0,5 0,7
Suola 0,1 0,1 0.06 0,1 0,1
20
Tuote Mansikka ja
punaiset marjat (Pakkasmarja, Suomi)
Mustikka ja mustat marjat (Pakkasmarja, Suomi)
Pirkka maidoton mustaherukkajääte lö (Caminito Oy, Suomi)
Pirkka maidoton puolukka- mustikkajäätelö (Caminito Oy, Suomi)
Sia
Vadelmasorbetti Ekologinen (Oy Ostman Trading Ab, Suomi)
Vegaaninen Vadelma- Chilijäätelö
Salmiakkekastikkeelle (Aguila, Suomi) Lähde Pakkasmarja 2019a Pakkasmarja 2019f K-Ruoka 2019c K-Ruoka 2019d Sia jäätelö 2019 Foodie 2019b
Ainesosat Suomalainen
mansikka (58 %), luomusiirappi, suomalainen puutarhavadelma ja punaherukka, rypsiöljy, sokeri, alfa-syklodestriini, sakeuttamisaineina (ksantaanikumi, johanneksenleipäpuu jauhe, guarkumi), suola.
Suomalainen mustikka (60 %), luomusiirappi, suomalainen mustaherukka, rypsiöljy, sokeri, alfa-
syklodekstriini, suomalainen marja-
aronia, sakeuttamis aineina
(ksantaanikumi, johanneksenleipäp uujauhe,
guarkumi), suola.
Vesi,
mustaherukkasose (21 %), sokeri, glukoosisiirappi, kookosrasva, maltodekstriini, dekstroosi, emulgointiaine (rasvahappojen mono- ja diglyseridit, kasviperäinen), stabilointiaineet (guarkumi,
johanneksenleipäpuu jauhe, karrageeni).
Vesi, puolukkasose (25
%), sokeri, glukoosisiirappi, kookosrasva,
mustikkakastike (5 %) (mustikkasose,
glukoosisiirappi, sokeri, stabilointiaineet (pektiini,
karboksimetyyliselluloo sa), maltodekstriini, dekstroosi,
emulgointiaine (rasvahappohen mono- ja diglyseridit,
kasviperäinen), stabilointiaineet (guarkumi,
johanneksenleipäpuujau he, karrageeni).
Vesi, sokeri, vadelma (22 %), vadelmahillo (9 %) [vadelma, sokeri, pektiini,
happamuudensäätö aine
(trikalsiumsitraatti) , stabilointiaineet [ksantaanikumi, pektiini, guarkumijauho], sitruunahappo.
Vadelmapyree (35 %), vesi, sakkaroosi, glukoosisiirappi, kookosrasva, maltodekstriini, dekstroosi,
salmiakkikastike (5 %) ([luonnollinen
lakritsiuute, ruokosokeri, suola, salmiakkijauhe (sokeri, lakritsijauhe, ammoniumkloridi, anisöljy)], chili (0,1 %), emulgointiaine
(rasvahappojen mono- ja diglyseridit),
stabilointiaineet
(johanneksenleipäpuujauh e, guarkumi, karrageeni).
Muuta Marjoja ei
kuumennettu. Marjoja ei
kuumennettu. Eri lisättyä rasvaa.
Ravintosisältö [g/100 g]
Energia [kJ] 650 710 852 823 550 862
Energia [kcal] 156 170 204 197 130 206
Rasva 6,3 6,3 7,5 7,1 <0,5 7,3
josta tyydyttynyttä 0,5 0,5 6,4 6,1 6,4
Hiilihydraatit 25,0 27,0 31,0 31,0 33,0 33,2
josta sokereita 20,0 21,0 16,0 17,0 14,6
Ravintokuitu 4,8 5,8
Proteiini 0,5 0,6 0,4 0,2 < 0,5 0,3
Suola 0,1 0,1 0,0 0,0 1,5
21
Tuote Vegaaninen masikkajäätelö raparperikastikkeella (Aguila Ky, Suomi)
Grom Strawberry sorbet (Grom, Italia)
Aino Kaurajäätelö Puolukkahyve (Froneri Finland Oy, Suomi)
Jymy kaksi marjaa (Suomisen Maito Oy, Suomi)
Lähde Foodie 2019b K-Ruoka 2019b Pingviini 2019a Jymy 2019
Ainesosat Vesi, mansikkapyree (30 %), sakkaroosi, kuivattu
glukoosisiirappi, kookosrasva, raparperikastike (5 %) (raparperipyree, sakkaroosi, kuivattu glukoosisiirappi, sitruunamehu, suola, stabilointiaineet
(johanneksenleipäpuujauhe, pektiini,
natriumkarboksimetyylisellulo osa), maltodekstriini,
dekstroosi, emulgointiaine (rasvahappojen mono- ja diglyseridit), stabilointiaineet (johanneksenleipäpuujauhe, guarkumi, karrageeni).
Mansikkasose (50 %), lähdevettä Spareasta, ruokosokeri, sakeuttamisaine (johanneksenleipäpuujauhe).
Saattaa sisältää pieniä määriä maitoa, kanamunaa ja pähkinää.
Kaurajuoma (vesi, gluteeniton kaura, rypsiöljy, suola, stabilointiaine
(gellaanikumi), kalsium, riboflaviini (B2- vitamiini), foolihappo, D2-vitamiini, B12-vitamiini), glukoosisiirappi, dekstroosi, sokeri, vesi, kookosöljy, puolukka (3,9 %; EU ja muu kuin EU), glukoosi-fruktoosisiirappi, maissikuitu, muunnettu tärkkelys, stabilointiaineet (johanneksenleipäpuujauhe, guarkumi, käsitelty Eucheuma-levä), emulgointiaine (rasvahappojen mono- ja diglyseridit), pektiini, happamuudensäätöaine (natriumsitraatit), luontaiset aromit, väri (sokerikulööri). Tuote sisältää kauraa 4
%. Saattaa sisältää maitoa ja pähkinää.
Gluteeniton.
Kaurapohja (Vesi, täysjyväkaura), mansikka, mustikka (marjaa yht. 30 %), sokeri, kookosöljy,
glukoosisiirappi
(luomuriisistä), sitruunamehu, johanneksenleipäpuujauhe.
Tuote pastöroitu. Kaikki ainesosat kokonaan luomua.
Saattaa sisältää hivenen pähkinää. Gluteeniton.
Soijavapaa.
Muuta
Ravintosisältö [g/100 g]
Energia [kJ] 867 372 839 707
Energia [kcal] 207 88 200 169
Rasva 7,3 < 0,5 7,9 7,2
josta tyydyttynyttä 6,4 < 0,1 6,7 6,5
Hiilihydraatit 33,6 21 31,0 25,5
josta sokereita 14,5 20 22,0 18,0
Ravintokuitu
Proteiini 0,1 < 0,5 0,3 0,5
Suola 0,0 < 0,01 0,1 0,0
22
Tuote Marja Puree Mansikka
(Pakkasmarja Oy, Suomi)
Marja Puree Mustaherukka (Pakkasmarja Oy, Suomi)
Marja Puree Mansikka &
Tyrni (Pakkasmarja Oy, Suomi)
Luomu Puree Marjasekoitus (Pakkasmarja Oy, Suomi)
Lähde Pakkasmarja 2019c Pakkasmarja 2019e Pakkasmarja 2019d Pakkasmarja 2019a
Ainesosat Kotimaisin mansikoita 88
%, nestesokeria (josta sokeria 8,5 % ja vettä), sakeuttamisaineena guarkumi 1%
Kotimaista mustaherukkaa 84
% ja nestesokeria (josta sokeria 12 % ja vettä).
Kotimaisia mansikoita 57 %, kotimaisia tyrnimarjoja 28,5 %, nestesokeria (josta sokeria 10,5
% ja vettä), sakeuttamisaineena guarkumi 1%.
Luomumustikkaa, luomumustaherukkaa,
luomumansikkaa, luomumarja- aroniaa, luomupuolukkaa, luomusiirappia ja
sakeuttamisaineena guarkumia.
Muuta Marjapitoisuus 93 %, lisättyä sokeria
5 %.
Ravintosisältö [g/100 g]
Energia [kJ] 324 410 400 325
Energia [kcal] 78 100 100 78
Rasva 0,2 0,3 1,5 0,8
josta tyydyttynyttä < 0,1 < 0,1 0,2 < 0,1
Hiilihydraatit 16 19 17 14
josta sokereita 16 19 17 13
Ravintokuitu 2,5 5 3,5 4,3
Proteiini 0,5 0,9 0,5 0,8
Suola 0 0 0 0
23 4.1 Markkinoilla olevien tuotteiden ravintosisältö
Hiilihydraatteja markkinoilta löytyneissä tuotteissa oli 17–33,7 g/100 g, josta sokereita 13–23 g/100 g. Enimmäkseen tuotteiden makeutukseen on käytetty erilaisia siirappeja ja sakkaroosia.
Ravintokuidun määrää ei kaikista tuotteista ole ilmoitettu. Pakkasmarja Oy:n (valmistusmaa Suomi) jäätelöissä ravintokuitua on 5,8 g/100 g (Mustikka ja mustat marjat) ja 4,8 g/100 g (Mansikka ja punaiset marjat). Marjapyreistä mustaherukka sisältää eniten ravintokuitua (5 g/100 g). Näihin verrattuna muissa jäätelöissä on ilmoitettu todella pieniä määriä ravintokuitua (alle 1 g/100 g).
Rasvan määrä tuotteissa vaihteli 0–13 g/100 g välillä. Tarkastelluista tuotteista sorbetit olivat kaikkein vähärasvaisimpia, kun taas jäätelötuotteet sisälsivät eniten rasvaa. Tuotteissa käytetty rasva oli kookosrasvaa ja -öljyä sekä rypsi- ja rapsiöljyä. Proteiinia tuotteet sisälsivät pääsääntöisesti alle 1 g/100 g, mikä on vähemmän kuin kermajäätelöissä. Esimerkiksi Pingviini veikeä vanilja sisältää 2 g/100 g proteiinia (Pingviini 2019b). Tarkastelluista tuotteista Fazer YOSA vegaaniset jäätelöt sisälsivät eniten proteiinia, 1,4 ja 1,5 g/100 g.
4.2 Jäätelöiden ja sorbettien valmistus ja käytetyt lisäaineet
Perinteisen maitopohjaisen jäätelön valmistuksessa jäätelömassan raaka-aineet ensin sekoitetaan keskenään +40-50 C:ssa ja tämän jälkeen massa pastöroidaan korkeassa lämpötilassa nopeasti (Soukoulis ym. 2010, Ferraz ym. 2012). Pastöroinnin jälkeen massa jäähdytetään noin +5 C:een ja kypsytetään useamman tunnin ajan tai jopa vuorokauden. Kypsytyksen jälkeen massa siirretään jäätelökoneeseen, joka jäädyttää massaa samalla sekoittaen. Sekoituksen aikana sidotaan ilmaa jäätelöön haluttu määrä. Lopuksi seos pakataan astioihin ja karkaistaan. Tämän jälkeen jäätelö voidaan varastoida ja siirtää myyntiin. Sorbetin valmistus on pääpiirteittäin samanlainen kuin jäätelön valmistus, mutta raaka-aineet eroavat jäätelössä ja sorbetissa (Arellano ym. 2012).
Jäätelön ja sorbetin valmistuksen yksinkertaistettu prosessikaavio on esitetty kuvassa 2. Jäätelölle ei ole asetettu tarkkaa määritelmää lainsäädännössä raaka-aineiden tai rakenteen suhteen (Maa- ja metsätalousministeriön asetus 264/2012). Kasvipohjaisia ja vegaanisia jäädytettyjä tuotteita voidaankin Suomessa nimittää jäätelöiksi. Myöskään sorbeteille ei ole tarkkaa määritelmää, mutta ne sisältävät yleensä paljon hedelmää ja niihin ei ole yleensä lisätty rasvaa (European ice cream association 2013).
24
Kuva 2. Jäätelön ja sorbetin valmistuksen yksinkertaistettu prosessikaavio (Soukoulis ym. 2010, Arellano ym. 2012, Ferraz ym. 2012).
Taulukkoon 3 kootuissa tuotteissa ominaisuuksien parantamiseen oli käytetty monenlaisia lisäaineita. Käytettyjä emulgointiaineita olivat rasvahappojen mono- ja diglyseridit (E471) ja soijalesitiini (E322). Emulgointiaineilla pyritään saamaan tasainen seos ja ylläpitämään tasaisuutta (Ruokavirasto 2019). Stabilointiaineina oli käytetty johanneksenleipäpuujauhetta (E410), guarkumia (E412), pektiiniä (E440), karrageenia (E407) ja selluloosakumia (E466).
Stabilointiaineilla saadaan pidettyä fysiko-kemialliset ominaisuudet vakaana (Ruokavirasto 2019).
Jäätelöissä stabilointiaineilla ylläpidetään kuohkeaa rakennetta pakastuksen aikana.
Sakeuttamisaineina oli käytetty ksantaanikumia (E415), guarkumia ja johanneksenleipäpuujauhetta. Sakeuttamisaineilla lisätään elintarvikkeen jähmeyttä (Ruokavirasto 2019). Happamuudensäätöaineena oli käytetty sitruunahappoa. Marjapohjaiset tuotteet saattavat olla lähtökohtaisesti hyvin happamia riippuen käytetyistä marjoista.
Raaka-aineiden sekoitus
Pastörointi
Jäähdytys ja kypsytys
Jäädytys ja ilman sidonta
Jäätelön pakkaus ja säilöntä
25 II KOKEELLINEN OSA
5 TUTKIMUKSEN TAVOITTEET
Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää kuluttajille terveellinen jäädytetty mustaherukka-kvinoa- tuote. Tuotteesta oli tarkoitus kehittää markkinoille soveltuva maistuva ja miellyttävä tuote, josta muokattiin syksyllä 2019 toteutettavaan kliiniseen ateriakokeeseen soveltuva versio. Markkinoille soveltuvan tuotteen ja kliinisen ateriakokeen tuotteen reseptien haluttiin olevan mahdollisimman samankaltaisia. Reunaehtoina tuotekehityksen alussa toimivat kliiniseen ateriakokeeseen asetetut raaka-aineiden määrät. Kliinisen ateriakokeen tutkimusannoksen tuli sisältää 75 grammaa mustaherukkaa ja yhteensä 30,2 grammaa imeytyvää hiilihydraattia tutkimusannoksessa. Marjoja ei myöskään haluttu kuumakäsitellä tuotteeseen, jotta mustaherukan antosyaanit ja polyfenolit säilyisivät. Markkinoille soveltuvaan versioon tuotteesta voitiin lisätä raaka-aineita, joita kliinisen ateriakokeen tuotteeseen ei voitu lisätä, kuten aromeja tai lisää sokeria. Tutkimuksen tavoitteena oli myös saada kuluttajatutkimuksella tietoa markkinoille soveltuvan tuotteen hyväksyttävyydestä ja mahdollisuuksista kuluttajamarkkinoilla.
6 AINEISTO JA MENETELMÄT
Kuvassa 3 on esitetty tämän pro gradu -tutkielman tuotekehityksen prosessikaavio yksinkertaistetusti. Tuotekehitys aloitettiin ideoimalla mahdollista tuotetta annetuista raaka- aineista kliinisen ateriakokeen raamit huomioon ottaen. Toimivaksi oletetun tuoteidean valmistuttua edettiin reseptin kehitykseen ja tuotekehitykseen. Tuoteidean toimivuutta arvioitiin aiemman tutkimustiedon ja raaka-aineiden tunnettujen ominaisuuksien pohjalta. Tuotekehityksen jälkeen pidettiin aina aistinvarainen arviointi, jonka tulosten perusteella reseptiä ja tuotetta kehitettiin edelleen. Aistinvaraisesta arvioinnista palattiin reseptin kehitykseen ja tuotekehitykseen kolmesti ennen kuluttajatutkimukseen siirtymistä. Kolmannen tuotekehitysviikon jälkeen tuotteen variantit todettiin sopiviksi kuluttajatutkimusta varten pieniä käytettyjen makuaromien määrien muokkauksia lukuun ottamatta. Kliinisen ateriakokeen tuote oli muutoin samanlainen kuin maustamaton kuluttajatutkimustuote, mutta sokerin määrää vähennettiin hieman reseptissä, jotta tuote sopi kliinisessä ateriakokeessa asetettuihin reunaehtoihin. Kuluttajatutkimuksen jälkeiset vaiheet on esitetty kuvassa 3 prosessin jatkumisen havainnollistamiseksi, mutta nämä vaiheet eivät ole osa tätä pro gradu -tutkielmaa.
26 Kuva 3. Tuotekehityksen prosessikaavio.
Tuotteen ideointi
Toimiva idea?
Kyllä Reseptin kehitys
Tuotekehitys
Aistinvarainen arviointi
Toimiva tuote?
Kyllä Kuluttajatutkimus
Ei
Ei
Pakkauksen suunnittelu
Toimiva tuote?
Markkinoille lanseeraus
Ei
Kyllä Mahdollinen
jatko prosessille Kliinisen ateriakokeen tuote
(vähennetty sokeria)
