Lapin luonnontuotteiden tuotekehityshanke 1996 - 1998
Toimintatapa ja toimijat
Tuotekehityshankkeen vastuullisena hakijana toimi Lapin Maaseutukeskus ry hankejohtaja Irja Mäkitalon johdolla. Hankkeen toimintaideana oli edistää sitä tuotekehityksellistä toimintaa, mikä kentällä koettiin tärkeäksi. Oleellinen osa hanketta oli ryhmä- ja verkostotoimintakurssi ja Lapin ekoarktisen luonnontuoteosuuskunnan kanssa tehty tiivis yhteistyö. Tällä toimintatavalla pyrittiin sitouttamaan tuotekehitys tuotantoon ja ottamaan käyttöön vain ne ideat, joille löytyi heti tekijä.
Käytännön tuotekehitystyöstä vastasivat tuotekehittäjät sekä elintarvikealan ja biokemian ammattilaiset. Tuotekehityshankkeen palveluita käytti omien ideoidensa kehittämiseen hankkeen aikana 21 henkilöä. Kaiken kaikkiaan tuotekehityshanketta hyödynsi n. 80 henkeä. Yhteistyötahoina hankkeessa oli lukuisa joukko lappilaisia yrityksiä.
Teksti on tiivistetty Lapin Maaseutukeskuksen julkaisemasta monisteesta "Lapin luonnontuotealan kehittämishankkeet 1996 - 1998" .
Analysointi ja tulokset
Tuotekehityshankkeen aikana analysoitiin raaka-aineita ja tuotteita useasta eri syystä ja monella eri tavalla. Mikrobiologisilla analyyseillä testattiin yleensä raaka-aineen käsittelyyn liittyvien työvaiheiden ja tilojen sopivuutta ja / tai menetelmien ja laitteiden toimivuutta sekä tuotteen säilyvyyttä ja myyntiaikaa. Perusanalyyseinä käytettiin kokonaisbakteeri-, home-, ja hiivamääriä. Analyysejä tehtiin yhteensä 96 kpl. Pitoisuusanalyysejä tuoreen ja kuivatun raaka-aineen C-vitamiinipitoisuudesta, nitraattien ja hivenaineiden määrittämiseksi tehtiin yhteensä viisi analyysiä. Hierontaöljyksi sopivimman pohjaöljyn löytämiseksi maseroituja yrttiöljyjä arvosteltiin kootun raadin avulla. Lisäksi kahdeksasta näytteestä tutkittiin pohjaöljyjen laatua ja hapettumisastetta sekä vaikuttavien aineiden, lähinnä eteeristen öljyjen, määrää. Yrttiöljyjen käyttöä turve-savituotteiden valmistuksessa tutkittiin tuotteen säillyvyyden ja konsistenssin kannalta. Samalla selvitettiin eteeristen öljyjen lisäyksen vaikutusta aistinvaraisella arvostelulla. Eteeristen öljyjen saantoa, osakomponenttien pitoisuuksia ja laatua analysoitiin ylikriittisellä hiilidioksidiuutolla neljästä teollisuutta kiinnostavasta raaka-aineesta. Tuoteturvallisuutta varmennettiin niittymaarianheinän analyysitulosten lausunnoilla. Tuotteiden aistinvaraisia arviointeja tuoksun, maun, ulkonäön ja koostumuksen suhteen tehtiin kurssiryhmien omana työnä useista eri tuotteista.
Mikrobiologinen laatu
Pääosa näytteistä oli erinomaisia laadultaan. Joitakin home- ja hiivarajoja ylitettiin, mutta varsinaisia ongelmatuotteita ei ollut. Analyysit tehtiin Kemijärven elintarvikelaboratoriossa.
C-vitamiinipitoisuudet
C-vitamiinipitoisuudet analysoitiin Rovaniemen elintarvikelaboratoriossa tuoreista nokkosista kaksi kertaa ja maitohorsman kevätversosta kerran. Näytteet olivat tasalaatuisia, mutta tulokset olivat vähintäänkin ristiriitaisia. Tavallisen nokkosen C-vitamiinipitoisuudeksi saatiin loppukesällä 1997 72 mg/100 g ja alkukesällä 1998 120 mg/100 g. Pohjannokkosella vastaavat arvot olivat loppukesällä 1997 110 mg/100 g ja alkukesällä 1998 67 mg/100 g. Maitohorsman C-vitamiinipitoisuus alkukesällä 1998 oli 35 mg/100 g.
Nokkosten nitraattipitoisuudet
Nokkosten nitraattipitoisuudet tutkittiin 12 näyte-erästä, joista puolet oli tavallista nokkosta ja puolet pohjannokkosta. Tutkimuksen yhteenveto oli, että tutkittujen erien nitraattipitoisuuksilla ei ollut normaalin elintarvikekäytön kannalta mitään merkitystä. Eniten nitraattia sisältäneestä näytteestä (1900 mg /100 g) valmistettua vahvaa nokkosteetä voi n. 60 kilon painoinen henkilö juoda 11 litraa päivässä. Leivonnassa nokkosen nitraateilla on vielä vähemmän merkitystä.
Nokkosten hivenainepitoisuudet
Hivenainepitoisuudet analysoitiin Novalab Oy:ssä. Merkittävimmät erot olivat pohjannokkosen eduksi piin (3,6 g SiO2 / 100 g), fluorin (1,5 - 1,9 mg /100 g) ja magnesiumin (0,9 g / 100 g) määrissä. Tavallinen nokkonen sisälsi puolestaan enemmän kaliumia, rautaa, kuparia, mangaania ja sinkkiä kuin pohjannokkonen. Sekä pohjannokkonen että tavallinen nokkonen ovat hyviä kalsiumin lähteitä.
Maseroitujen yrttiöljyjen tutkimukset
Maseroitujen yrttiöljyjen säilyvyys analysoitiin STKL:n Vaasan Turkiseläinlaboratoriossa, jotta pystyttäisiin arvioimaan öljyjen valmistuksen onnistumista ja ennakoimaan säilyvyysaikaa. Ryhmäkurssin verkostotyönä valmistamat yrttiöljymaseroinnit tehtiin kotimaiseen lämminpuristettuun rypsiöljyyn. Rypsiöljyn rasvahappokoostumus on hyvä ja siitä on löydetty kortisolityyppisiä aineita, joilla on ihon ärsyyntymistä ehkäisevä vaikutus. Analyysit tehtiin tammikuussa 1997 ja maaliskuussa 1998. Analyyseihin valittiin väinönputken siemenestä, ratamosta, siankärsämöstä, niittymaarianheinästä, väinönputken juuresta ja katajasta tehdyt öljyt. Vuonna 1994 manteliöljyyn valmistetun ratamoöljyn laatu oli heikko; ilman hapen aiheuttamaa härskiintymistä kuvaava peroksidiluku oli erittäin korkea. Myös samana vuonna manteliöljyyn tehdyn väinönputken siemenöljyn laatu oli heikko, mutta yhtä vanha rypsiöljyyn tehty siankärsämö-öljy oli vielä myyntikelpoista. Vuonna 1996 valmistetut öljyt olivat kaikki hyvälaatuisia, vaikkakin ratamoöljyn peroksidiluku oli hieman muita korkeampi. Siankärsämön eteeriset öljyt ja niittymaarianheinän kasvisterolit ovat härskiintymisen estäjiä, mutta ratamossa tällaisia ainesosia ei tiettävästi esiinny. Pohjaöljyjen härskiintymisalttiutta ei tutkimuksessa selvitetty erikseen. Konsultaatiossa FT Pekka Peura kehotti käyttämään helpoimmin härskiintyvissä yrttiöljyissä pientä määrää esim. E-vitamiinia tai vehnänalkioöljyä säilyvyyden parantajana. Myyntiajaksi yrttiöljyille suositetaan 2-3 vuotta. Pekka Peura arvioi manteliöljyn pohjaöljyistä herkimmin allergisoivaksi.
Maseroitujen yrttiöljyjen mikrobiologinen laatu analysoitiin Kemijärven elintarvikelaboratoriossa. Kaikki seitsemän kurssin valmistamaa näyteöljyä (kataja, ratamo, mesiangervo, niittymaarianheinä, pihasaunio, väinönputki, siankärsämö) olivat mikrobiologiselta laadultaan (kokonaisbakteerit, hiivat, homeet) hyviä ja elintarvikkeiksi sopivia.
Maseroitujen yrttiöljyjen vaikuttavien aineiden määriä tutkittiin CRS-BioTech Oy:ssä. Tutkimuksen perusteella arvioitiin maseroinnin onnistumista ja verrattiin tuloksia muihin analyyseihin kirjallisuustietojen mukaan. Öljyuutteet oli valmistettu 1:5 kasvi/öljy -suhteella. Näytteistä analysoitiin aromiaineiden kokonaispitoisuudet sekä yksittäisten vaikuttavien aineiden pitoisuuksia erikseen. Väinönputki- ja siankärsämö-öljyn tulokset olivat hieman kirjallisuusarvojen alapuolella. Kuivatuista kasveista erikseen analysoidut eteeristen öljyjen pitoisuudet olivat kirjallisuuden perusteella odotetulla tasolla ja jonkin verran korkeampia kuin kasviöljyuutteista määritetyt pitoisuudet. Väinönputken ja siankärsämönkin pitoisuudet vastasivat kirjallisuustietoja hyvin.
Yrttien tuoksuvien ainesosien käyttöä savi- ja turvetuotteissatutkittiin CRS-BioTech Oy:n ja Detria Oy:n yhteistyönä. Tutkimussarjalla selvitettiin perusraaka-aineen konsistenssia, ominaistuoksun vähentämistä, yrttien tuoksun lisäämistä saveen tai turpeeseen, tuoksun kestoa ja tuotteen säilymisaikaa. Virhehajun poisto onnistui ilmastamalla. Glyserolin tai polyetyleeniglygolin (PEG 400) lisäys sitoi virhetuoksuja tehokkaasti ja toimi kosteuden pidättäjänä n. 5-10 %:n määränä. Uuttamalla yrttejä vesi-glyseroli-seokseen ja vesi-PEG 400 -seokseen havaittiin, että uuttuneiden aineiden määrät olivat hieman suuremmat kuin maseroiduilla yrttiöljyillä. Siitä huolimatta yrttiuutokset tuoksun antajina olivat liian mietoja. Yrttiuutosten lisäys kosteaan turpeeseen tai saveen ei onnistunut huonon säilyvyyden vuoksi.
SFE-menetelmän soveltaminen arvokkaiden yhdisteiden eristämiseen eräistä lappilaisista kasveista
Ylikriittiseen hiilidioksidiuuttoon erikoistunut tuotantolaitos, Aromtech Oy, tutki arvokomponenttien erottamista lappilaisista kasveista. Uuttokokeisiin otettiin kolme raaka-ainetta: väinönputken kuoritut siemenet, mesiangervon kukat ja niittymaarianheinä. Näytteistä poistettiin vesi. Hiilidioksidiuuton tulokseksi saatiin väinönputken siemenille 1. vaiheen uuttopaineessa (90 bar / 40 °C) 0,2% ja 2. vaiheen uuttopaineessa (280 bar / 40 oC) 8,5%. Mesiangervon kukilla saanto oli 1,2% (280 bar / 40 °C). Niittymaarianheinällä kahden eri näytteen saannot olivat 1,1% ja 1,7% (280 bar / 40 °C).
Niittymaarianheinän tutkimukset
Niittymaarianheinästä eristettiin kokonaisöljymäärityksen yhteydessä 20 grammasta kasvia 30 mg vaaleaa kiteistä ainetta, jossa oli voimakas kumariinin tuoksu. Kiteiden pääkomponentti näyttäisi olevan kasvisteroli-tyyppinen molekyyli. Niittymaarianheinän maustekäytön turvallisuutta selvitettiin kirjallisuushakuna. FT Jari Siivarin selvityksen mukaan puhtaan kumariinin vaarallinen määrä n. 70 kg:n painoiselle ihmiselle on 40 - 50 g puhdasta kumariinia. Kasvista valmistetuissa tuotteissa kumariinia on löydetty 0,01%, joten sen käyttö on turvallista. Tuoretta niittymaarianheinää pitäisi syödä yli 100 kg terveydelle haitallisen kumariinimäärän saamiseksi.
Reseptiikan ja jalostusmenetelmien kehittäminen
Reseptiikkaa kehitettiin ensisijaisesti verkostovalmistustuotteille, joilla on useita valmistajia. Keittiömestari Tapani Herttua laati Lapin ekoarktiset luonnontuotteet -osuuskunnan kahdesta tuotteesta laatukäsikirjat omavalvonnan mallityökirjoiksi.
Nokkosen tuotekehittelyprojektina testattiin jauhettua ja rouhittua nokkosta usealla eri pitoisuudella kolmen eri jauhokarkeuden kanssa sämpylöiksi ja letuiksi.
Yrttihunajien valmistusta testattiin oikean valmistussuhteen löytämiseksi. Todettiin, että tehtävä ei ole helppo, koska kasvien paino ja kuiva-ainepitoisuus vaihtelevat samoin kuin hunajan kiinteys. Hunajien valmistuksen sivutuotteelle samoin kuin yrttiöljymaseroinnin sivutuotteelle kehiteltiin hyödyntämiskohteita.
Maseroitujen yrttiöljyjen valmistusmenetelmiä kehitettiin mm. raaka-aineen keruun ja murskauksen sekä uutetun yrttimassan erottelun osalta. Yrttien öljymaseroinnissa oli lähes samat ongelmat kuin hunajienkin valmistuksessa; tosin pohjaöljy ei vaikuta yhtä paljon lopputulokseen kuin hunaja. Kasvien kosteus ja kuitujen öljynsidontakyky vaikuttavat kasvi-öljysuhteeseen. Yleisohjeeksi saatiin kansanperinteinen 1:5 sovellettuna raaka-aineen mukaan. Biokemisti Hannele Heikkinen maseroi kuivatusta mesiangervosta vertailuöljyuutteen, jonka vaikuttavien aineiden pitoisuutta verrattiin tuoreuuttona valmistettuun öljyyn. Tuoreuutto osoittautui paremmaksi vaikuttavien aineiden siirtymisen kannalta.
Muita tuotekehityskohteita olivat yrttijuoma, yrttishampoo ja -saippua, pektiinimarmeladimakeiset ja niiden luonnonmukainen vihreä väri, marmeladileikkuri, siirapit, paistonkestävä marmeladi ja yrteillä maustetut alkoholijuomat. Lemmikkijyrsijöillä tehtiin kuivattujen lehdeksien makutestejä. Lisäksi kehiteltiin tuotteiden ulkoasua ja edistettiin EAN-koodin käyttöönottoa.