Hydrokolloidit funktionaalisina ruoan ainesosina suoliston terveydelle (HYFFI)

Merilevät ovat luonnollinen ravinteiden lähde, ja lajikkeesta riippuen ne sisältävät runsaasti ravintokuitua, proteiineja, tärkeitä vitamiineja ja kivennäisaineita. Tämä resurssi on kuitenkin erittäin alihyödynnetty. Japanin, Kiinan, Pohjois- ja Etelä-Korean kaltaiset maat ovat suuria syötävän merilevän kuluttajia, kun taas länsimaissa altistuminen on paljon vähäisempää ja pääasiassa teollisesti uutettuina merileväjohdannaisina, jotka ovat yleinen lisäaine monissa elintarvikkeissa ja terveydenhuoltotuotteissa. Merilevät on yhdistetty useisiin ihmisen suolistovaikutuksiin, jotka edistävät terveydellisiä etuja, kuten lyhentävät ulosteen kulkeutumisaikaa maha-suolikanavan läpi, mikä estää ummetusta ja vähentää altistumista haitallisille aineille (pienentää paksusuolen syövän riskiä). Nämä terveyshyödyt johtuvat merilevien korkeasta ravintokuitupitoisuudesta. Mielenkiintoista on, että elintarvike- ja terveydenhuoltoteollisuus hyödyntää jo valmistusprosessissaan merileväuutettua kuitua, mikä ohjaa tietä kohti uusien terveysvaikutteisten elintarvikkeiden kehittämistä. Nämä merilevällä uutetut kuidut ovat korkean molekyylipainon polysakkarideja, jotka tunnetaan hydrokolloideina ja joita ihmiset eivät sula, joten ne luokitellaan ravintokuiduiksi.

Perinteisesti merileväperäisiä polysakkarideja (hydrokolloideja) on käytetty sakeuttamis- ja hyytelöimisfunktionaalisuuden tarjoamiseen elintarvikkeissa ja muissa teollisissa sovelluksissa, mutta on uusia todisteita siitä, että alhaisemman molekyylipainon polysakkaridit ja näistä hydrokolloideista johdetut oligosakkaridit voivat toimia myös liukoisen aineen lähteenä. kuitua ja sillä voi olla prebioottista aktiivisuutta. Viimeaikainen kehitys Japanissa ja Koreassa on johtanut pienimolekyylipainoista merileväperäistä kuitua sisältävien tuotteiden kaupalliseen saatavuuteen. On myös näyttöä merileväperäisen kuidun hyödyllisistä vaikutuksista muilla keskeisillä terveydenhuoltoalueilla, kuten sydän- ja verisuoniterveyteen, syöpään, diabetekseen ja liikalihavuuteen. Kuitenkin suhteellisen vähän tiedetään merileväkuidun kemiallisista, fysiokemiallisista ja käymisominaisuuksista ihmisen suolistossa. Joitakin hydrokolloideja, erityisesti guarkumia (kasvilähde), on myös käytetty niiden terveyttä edistävien ominaisuuksien vuoksi glukoosin sietokyvyn ja kolesterolin alentamisen alueilla. Hydrokolloidien käyttö kuluttajille terveydellisesti hyödyttävinä elintarvikkeiden funktionaalisina ainesosina on kuitenkin ollut melko vähäistä, ja se on keskittynyt enemmän käyttöön diabeetikoille tarkoitetuissa tuotteissa.

Erityisesti suoliston terveyden alalla hydrokolloidien tuotantoon ja käsittelyyn osallistuvat pienet ja keskisuuret yritykset (pk-yritykset) voivat päästä funktionaalisten elintarvikkeiden ainesosien markkinoille käyttämällä innovatiivista jalostusteknologiaa. Merilevän kokonaisravintokuitupitoisuus voi olla jopa 75 % kokonaiskuivapainosta ja suuri osa tästä on liukoista. Kuitukomponentti sisältää olennaisesti rakenteellisia polysakkarideja eli alginaattia ja fukoidaania ruskeissa merilevissä, karrageenia, agaria ja porfyraania punalevissä ja ulvaania viherleväissä. Koska nämä kuidut ovat pääasiassa liukoisia, ne muodostavat viskooseja geelejä kulkiessaan maha-suolikanavan läpi. Osa kuidusta fermentoituu suolen alaosassa, mutta yleensä liukoisella ja liukenemattomalla merileväkuidulla on taipumus kulkea suoliston läpi sulamatta. Luonnollisessa muodossaan osana merilevää tämä kuitu on tyypillisesti molekyylipainoltaan korkea ja kulkee suolen läpi liian nopeasti, jotta suoliston mikrofloora ei pysty hyödyntämään sitä suuressa määrin. Siksi on tarpeen kehittää pienempimolekyylipainoisia muotoja, jotka ovat liukoisempia ja joita voidaan lisätä suurempina pitoisuuksina elintarviketuotteisiin vaikuttamatta tuotteen aistinvaraisiin ominaisuuksiin.

Hankkeen yleisenä tavoitteena on toteuttaa mahdollisuus tuottaa pienimolekyylipainoisia polysakkarideja (LMWP) alginaatti- ja agarpitoisista merilevistä elintarvike- ja terveyssovelluksiin. Kaksi tehokasta agar- ja alginaatti-LMWP:tä, jotka on tunnistettu in vitro -tutkimuksissa, valitaan prebioottisen aktiivisuuden arvioimiseksi vapaaehtoisilla ihmisillä suoritettavassa ruokintakokeessa (Ulsterin yliopisto) osana Euroopan unionin (EU) tutkimusta. Arvioitavia päätepisteitä ovat hyödyllisten bakteerien stimulaatio (bifidogeeniset vaikutukset), lisääntynyt lyhytketjuisten rasvahappojen tuotanto, hyödylliset vaikutukset ulosteen muodostumiseen ja suoliston estetoiminnan parantaminen. Lisäksi arvioidaan LMWP:n hyötyjä veren glukoositasoihin (lyhytaikaiset ja akuutit).