Idätyksen ja fermentoinnin vaikutukset sinilupiinin folaatteihin | Effects of germination and fermentation on folates of blue lupin

Folaatti on vesiliukoinen B-vitamiinien ryhmään kuuluva vitamiini. Folaatin tärkein tehtävä elimistössä on osallistua C1-metaboliareaktioihin, ja folaatin puutos voi johtaa muun muassa megaloblastiseen anemiaan, sikiön hermostoputken sulkeutumishäiriöihin ja sydän- ja verisuonitauteihin. Suomessa elintarvikkeiden täydentäminen folaateilla ei ole pakollista, mutta folaattien saanti on kuitenkin liian vähäistä. Aiempien tutkimusten perusteella sinilupiini (Lupinus angustifolius) vaikuttaisi olevan hyvä folaatin lähde, ja etenkin Haags Blaue - sinilupiinilajikkeen on myös havaittu soveltuvan hyvin Suomen viljelyolosuhteisiin. Tutkimuksessa tavoitteena oli tutkia, voitaisiinko sinilupiinin folaattipitoisuutta suurentaa ennestään idätyksen ja fermentoinnin avulla. Lisäksi tarkoituksena oli tutkia kyseisten prosessointimenetelmien vaikutuksia sinilupiinin folaattivitameerijakaumaan, jotta saataisiin selville, ovatko prosessoinnin myötä muodostuvat folaatit stabiileja. Idätyskokeita tehtiin yhteensä kolme. Kahdessa kokeessa siemenet liotettiin vedessä ennen varsinaista idätystä ja yhdessä kokeessa liotus tehtiin maitohappoliuoksessa. Idätyksen kesto oli neljä tai viisi vuorokautta, ja näytteet kerättiin päivittäin. Fermentointikoe tehtiin sekä kuorituista lupiinin siemenistä tehdylle jauholle että kaksi vuorokautta idätetyistä, kuorituista siemenistä tehdylle jauholle. Kummallakin matriisilla tutkittiin folaattien tuottoa kahdella eri mikrobilla, joita olivat Streptococcus thermophilus ja Saccharomyces cerevisiae. Fermentointi S. cerevisiae -hiivalla tehtiin lisäksi sekä glukoosilisällä että ilman lisättyä glukoosia. Fermentointikokeista otettiin näytteet aikapisteissä 0 h ja 24 h. Kokonaisfolaattipitoisuudet määritettiin mikrobiologisella menetelmällä ja vitameerijakaumat erittäin suuren erotuskyvyn nestekromatografiamenetelmällä (UPLC). Idätyksellä saatiin parhaimmillaan 2-kertaistettua kuoritun siemenen folaattipitoisuus. Idätettyjen kuorittujen siementen folaateista 77–88 % oli 5-metyylitetrahydrofolaattia, joka on verrattain stabiili vitameeri. Idättämättömässä ydinjauhossa kyseisen vitameerin osuus oli noin 60 %, joten osuus suurentui idätyksen myötä. Samalla myös hyvin epästabiilin tetrahydrofolaatin osuus pienentyi. S. thermophilus ei tuottanut folaattia lupiinijauhoihin. Hiivafermentoinnilla saatiin 1,8-kertaistettua glukoosilisällisen idättämättömän jauhon folaattipitoisuus verrattaessa kyseisen näytteen aikapisteiden 0 h ja 24 h folaattipitoisuuksia. Idätetty jauho puolestaan oli sellaisenaan riittävän ravinteikas kasvualusta hiivalle. Idätyksellä saatiin selvästi suurennettua lupiinin siementen folaattipitoisuutta ja suuri osa muodostuneista folaateista oli stabiileja vitameerejä. Stabiilien vitameerien muodostuminen on elintarvikekäytön kannalta olennaista, joten siltäkin osin idätys on lupaava prosessointimenetelmä. Fermentointikokeen perusteella S. cerevisiae vaikuttaisi lupaavalta folaattia lupiinijauhoon tuottavalta mikrobilta. Kuitenkin fermentointikoe tulisi toistaa ja suorittaa steriloidulla jauholla, jotta S. cerevisiae -hiivan todellista folaatin tuottoa voitaisiin tutkia.

Folate is a water-soluble vitamin that belongs to the vitamin B group. The most important function of folate is to participate in C1 metabolism, and folate deficiency can lead to megaloblastic anaemia, neural-tube defects or coronary diseases. In Finland the folate fortification of food products is not mandatory and the intake of folate is still too low. Based on previous studies, blue lupin (Lupinus angustifolius) seems to be a good source of folate, especially the Haags Blaue variety, which has shown to be suitable for cultivation under Finnish environmental conditions. The aim of this research was to study if the folate concentration of blue lupin could be increased with germination and fermentation. In addition, the purpose was to examine how these bioprocessing methods would affect vitamer distribution of folates. Three germination experiments were performed, two with seeds that were soaked overnight in water and one with seeds that were soaked in lactic acid solution. The duration was four or five days and the samples were collected daily. The fermentation experiment was performed with kernel flour from non-germinated seeds and kernel flour from seeds that were germinated for two days. The synthesis of folate was studied using two microbes: Streptococcus thermophilus and Saccharomyces cerevisiae. The fermentation with S. cerevisiae yeast was made both with and without glucose addition. Samples were taken at 0 and 24 h. Total folate concentrations of samples were analysed with a microbiological method and the vitamers were analysed with an ultra-high-performance liquid chromatography method (UPLC). The folate concentration of seeds increased 2-fold by germination. The proportion of 5-methyltetrahydrofolate increased significantly during germination, from 60 % in nongerminated kernel flour to 77–88 % in germinated dehulled seeds. S. thermophilus did not produce folates in lupin flours. The folate content of non-germinated flour was increased 1.8-fold by yeast fermentation between 0 and 24 h, and yeast needed the glucose addition. However, glucose addition did not have an impact on folate concentrations of kernel flour from germinated seeds. Germination significantly increased the folate content of lupin seeds, and the greatest proportion of folates were stable vitamers. Stability of vitamers is important for the folates of food products thus germination of lupin seeds appears to be an interesting processing method. On the basis of the fermentation experiment, S. cerevisiae is a promising folate producing microbe when using lupin flour as a matrix. The fermentation experiment should still be repeated and performed using sterilised flour so that the actual production of folate by S. cerevisiae could be studied.