Voisivatko puuperäiset kuidut olla tulevaisuuden ravintokuituja?
Väitöskirjassani tutkin koivusta eristettyjen kuitu- ja polyfenolipitoisten uutteiden potentiaalia suoliston terveyttä edistävinä ravintokuituina. Uutteilla on osoitettu olevan erinomainen kyky parantaa elintarvikkeiden fysikaalista ja hapettumispysyvyyttä, mikä tarkoittaa, että ne toimivat hyvin emulgointi- ja stabilointiaineina esimerkiksi juomissa tai salaatinkastikkeissa. Koivun kuidulla ei ole uuselintarvikelupaa, joten sitä ei toistaiseksi voi käyttää elintarvikkeissa, mutta rakenteeltaan samankaltaisia kuituja saadaan ravinnosta luontaisesti viljojen mukana. Oli mielenkiintoista tutkia runsaasti kuitua ja polyfenoleja sisältävien uutteiden potentiaalisia terveysvaikutuksia, sillä niistä ei ollut aiempaa tietoa.
Väitöstyössäni selvitin kahden eri määrän polyfenoleja, pääasiallisesti ligniiniä sisältävän koivun uutteen vaikutuksia paksusuolen mikrobikoostumukseen, mikrobien tuottamiin aineenvaihduntatuotteisiin, yleisiin terveyttä kuvaaviin biomarkkereihin sekä paksusuolen limakalvoesteen toimintaan ja rakenteeseen terveillä rotilla. Lisäksi mittasimme ligniinin aineenvaihduntaa selvittääksemme sen käyttäytymistä elimistössä. Ligniinitulokset yhdistettiin aiemmin kerättyyn mikrobiaineistoon, jotta saimme viitteitä ligniinin aineenvaihduntaan mahdollisesti liittyvistä bakteereista.
Havaitsin, että uutteilla on potentiaalia tukea sekä paksusuolen että koko elimistön terveyttä ravintokuituina ja siten mahdollisesti ehkäistä suolistosairauksia, kuten suolistosyöpää. Ne edistivät terveyshyötyihin liitettyjen bakteerien, kuten bifidobakteerien, kasvua ja lisäsivät sitä kautta terveysvaikutuksiin yhdistettyjen ulosteen aineenvaihduntatuotteiden, kuten lyhytketjuisten rasvahappojen, pitoisuuksia (1). Lisäksi koivun kuidut tukivat elimistöä suojaavan limakalvoesteen tasapainoista toimintaa (2). Erityisesti ligniinipitoinen uute edisti limakalvoesteen keskeisiä osatekijöitä, jotka on yhdistetty matalampaan perä- ja paksusuolisyövän riskiin.
Pystyimme myös osoittamaan, että rottien suolistobakteerit kykenivät hajottamaan uutteesta peräisin olevaa ligniiniä (3). Tulos haastaa aiemman käsityksen siitä, että ligniini säilyy ruoansulatuksessa ehjänä. Samalla toimme esiin ligniinin potentiaalin terveyttä edistävien aineenvaihduntatuotteiden lähtöaineena, sillä rottien virtsanäytteet sisälsivät mahdollisesti terveydelle edullisia ferulahappoa ja sinappihappoa. Väitöstutkimukseni tulokset havainnollistavat, että koivusta eristetyt kuitu- ja polyfenolipitoiset uutteet vaikuttavat olevan turvallisia ja että niiden vaikutukset elimistössä ovat samankaltaisia kuin muilla tunnetuilla ravintokuiduilla.
Kokonaisuutena koivun uutteita koskeva tutkimus osoittaa, että ne ovat lupaavia ja ekologisesti kestäviä raaka-aineita, joista voidaan tulevaisuudessa kehittää mahdollisesti terveyttä edistäviä tuotteita. Lisäksi uutteiden mahdolliset terveysvaikutukset laajentavat niiden potentiaalisia käyttökohteita elintarvike- ja lääketeollisuudessa. Väitöstyöni oli osa Jane ja Aatos Erkon säätiön rahoittamaa ”Improved gut health by wood-derived gums (GOOD)” -projektia.
Emma Kynkäänniemi
Lähteet
- Kynkäänniemi, E.; Lahtinen, M. H.; Jian, C.; Salonen, A.; Hatanpää, T.; Mikkonen, K. S.; Pajari, A.-M. Gut Microbiota Can Utilize Prebiotic Birch Glucuronoxylan in Production of Short-Chain Fatty Acids in Rats. Food Funct. 2022, 13 (6), 3746–3759. https://doi.org/10.1039/d1fo03922a.
- Kynkäänniemi, E.; Lindén, J.; Ngambundit, S.; Saarimäki, L. A.; Greco, D.; Slaba, H.; Lahtinen, M. H.; Mikkonen, K. S.; Pajari, A.-M. Polyphenol- and Glucuronoxylan-Rich Fiber Extract from Birch (Betula Sp.) Wood Regulates Colonic Barrier Function and Cell Proliferation in Healthy Rats. Manuscr. Submitt. Publ. 2023.
- Lahtinen, M. H.; Kynkäänniemi, E.; Jian, C.; Salonen, A.; Pajari, A.-M.; Mikkonen, K. S. Metabolic Fate of Lignin in Birch Glucuronoxylan Extracts as Dietary Fiber Studied in a Rat Model. Mol. Nutr. Food Res. 2023, 67 (20), 2300201. https://doi.org/10.1002/mnfr.202300201.
Linkki väitöskirjaan: https://helda.helsinki.fi/items/6864e280-8933-4f7e-94f8-d8151a551a6d
Asiasanat: ravintokuitu, suolistobakteerit, limakalvoeste